ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ
BỘ MÔN VIỄN THÔNG
LUN VĂN TỐT NGHIP
QUẢN LÝ HANDOVER LIÊN MẠNG
SỬ DỤNG GIAO THỨC MSCTP
GVHD: TS. NGUYỄN MINH HOÀNG
SVTH: TRẦN CÔNG KHANH
MSSV: 40701076
TP. HỒ CHÍ MINH- 01/ 2012
ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HỒ CHÍ MINH CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
Số: ______
Khoa: Điện – Điện tử
Bộ Môn:Viễn Thông
NHIM VỤ LUN VĂN TỐT NGHIP
1. HỌ VÀ TÊN: TRẦN CÔNG KHANH MSSV: 40701076
2. NGÀNH: ĐIN TỬ VIỄN THÔNG LỚP: DD07DV3
3. Đề tài: “QUẢN LÝ HANDOVER LIÊN MẠNG SỬ DỤNG GIAO THỨC MSCTP”.
4. Nhiệm vụ (Yêu cầu về nội dung và số liệu ban đầu):
5. Ngày giao nhiệm vụ luận văn:
6. Ngày hoàn thành nhiệm vụ:
7. Họ và tên người hướng dẫn: Phần hướng dẫn
Nội dung và yêu cầu LVTN đã được thông qua Bộ Môn.
CHỦ NHIM BỘ MÔN NGƯỜI HƯỚNG DẪN CHÍNH
PHẦN DÀNH CHO KHOA, BỘ MÔN:
Người duyệt (chấm sơ bộ):
Đơn vị:
Ngày bảo vệ:
Điểm tổng kết:
Nơi lưu trữ luận văn:
2
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
PHIẾU CHẤM BẢO V LUN VĂN
(Dành cho giảng viên hướng dẫn)
1. HỌ VÀ TÊN: TRẦN CÔNG KHANH MSSV: 40701076
2. NGÀNH: ĐIN TỬ VIỄN THÔNG
3. Đề tài: “QUẢN LÝ HANDOVER LIÊN MẠNG SỬ DỤNG GIAO THỨC MSCTP”.
4. Họ tên người hướng dẫn: TS. NGUYỄN MINH HOÀNG.
5. Tổng quát về bản thuyết minh:
Số trang ……… Số chương ……….
Bảng số liệu ……… Số hình vẽ ……….
Số tài liệu tham khảo ……… Phần mềm tính toán ……….
6. Những ưu điểm chính của LVTN:
7. Những thiếu sót của LVTN:
8. Đề nghị: Được bảo vệ □ Bổ sung thêm để bảo vệ □
Không được bảo vệ □
9. Câu hỏi sinh viên trả lời trước Hội Đồng:
a.
b.
c.
d.
e.
10. Đánh giá chung (bằng chữ: GIỎI, KHÁ, TB)………………….Điểm……………………
Ký tên
(ghi rõ họ tên)
3
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
PHIẾU CHẤM BẢO V LUN VĂN
(Dành cho giảng viên phản biện)
1. HỌ VÀ TÊN: TRẦN CÔNG KHANH MSSV: 40701076
2. NGÀNH: ĐIN TỬ VIỄN THÔNG
3. Đề tài: “QUẢN LÝ HANDOVER LIÊN MẠNG SỬ DỤNG GIAO THỨC MSCTP”.
4. Họ tên người phản biện:
5. Tổng quát về bản thuyết minh:
Số trang ……… Số chương ……….
Bảng số liệu ……… Số hình vẽ ……….
Số tài liệu tham khảo ……… Phần mềm tính toán ……….
6. Những ưu điểm chính của LVTN:
7. Những thiếu sót của LVTN:
8. Đề nghị: Được bảo vệ □ Bổ sung thêm để bảo vệ □
Không được bảo vệ □
9. Câu hỏi sinh viên trả lời trước Hội Đồng:
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
10. Đánh giá chung (bằng chữ: GIỎI, KHÁ, TB)………………….Điểm……………………
Ký tên
(ghi rõ họ tên)
4
5
LỜI CẢM ƠN
!"#$"%&'()*+
,*,+,"
L
/0(12-3450#60/7.8-9:;1
<,=>?* 0$"@./*!<*A B4C1
-4@<1DE<66$"@.7 #
<$"-'@ )()4C
B
2#<-*,FGH<I"/J.
;K:1<-L"FBMFBNA>G-*-%GL0O
'@*"!".
7"P"@GQ4E45'R.
:&>S6*%,>5G0%L0O1"
BL*<L3P0(1,"G*4C$"
A1'@*,TP4D1P(U$"-
<G.
TRẦN CÔNG KHANH
6
MỤC LỤC
DANH MỤC HÌNH
CHƯƠNG 1:
DANH MỤC BẢNG
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
!"
# #$ !!$%
#&' #&('!
& &()$*
# %
+++ !(+$ $+$ $!+ !
,
+- + !*- $
. .$$!!
. ./
' /'
0 * !! !
' /$'0$1"10 *
' ' !!! $
'2 '21$
' '!! $
'' ''!
' ' !!! $
"212
' !!!'3$/
45
MỞ ĐẦU
Hiện nay, những tập đoàn lớn trong ngành viễn thông của Việt Nam như
Mobifone, Vinafone, Viettel đã xây dựng xong và tiến hành khai thác mạng 3G dựa
trên công nghệ WCDMA. Với ưu thế tốc độ truy cập Internet lý thuyết có thể lên tới
14.7 Mbps cùng nhiều dịch di động dung lượng lớn, 3G được trong đợi sẽ mang lại lợi
nhuận rất lớn cho các nhà mạng. Tuy nhiên thực tế 3G vẫn chỉ chiếm 2 đến 3% lợi
nhuận của nhà mạng !"#$%#&&'(), tập trung chủ yếu vào Internet
thông qua USB 3G. Nguyên nhân do tốc độ và băng thông không đủ lớn cho các dịch
vụ chất lượng cao, và cước sử dụng quá cao so với WLAN. Vì thế, hướng phát triển
của mạng di động ở Việt Nam và trên thế giới sẽ kết hợp công nghệ 3G với mạng
WLAN để tận dụng băng thông lớn, tốc độ cao, giá thành rẽ của WLAN cùng với khả
năng di động của công nghệ 3G.
Để tạo thành một mạng thống nhất, 3G và WLAN phải có khả năng handover
với nhau sử dụng mạng IP. Thực tế mobile IP (*) cùng với những bản phát triển
của nó như MIPv4 và MIPv6 đã được xây dựng và chuẩn hóa như những giải pháp di
động lớp mạng. Nhưng chúng có nhược điểm dễ nghẽn khi truyền, chi phí đường hầm
bắt buộc và yêu cầu nhiều thay đổi bổ sung thiết bị trong những hệ thống hiện tại.
Ngoài ra, có những công nghệ khác như Session Initiation Protocol (&*) được dùng ở
lớp Application và mSCTP tại lớp Transport. Ở đây mSCTP được tập trung phân tích
vì khả năng hỗ trợ nhiều giao diện, nhiều địa chỉ IP để quản lý vertical handover.
Giao thức lớp Transport Stream Control Transmission Protocol (&) cùng
với phần mở rộng của nó là Dynamic Address Reconfiguration (+,%) tạo thành
mobile SCTP (&).mSCTP là giao thức truyền ở lớp Transport, với các đặc điểm
Multihoming và Multistreaming, có thể cung cấp vertical handover giữa 3G và
WLAN, truyền dữ liệu dung lượng cao, không mất dữ liệu, bảo mật, đáp ứng thời gian
thực và không cần bất cứ thay đổi nào đối với kiến trúc mạng hiện tại.
Tính di động phụ thuộc vào hai yếu tố: quản lý handover và quản lý định vị.
mSCTP có thể thực hiện tốt quản lý handover, nhưng nó là một giao thức trên mạng
Internet cố định, theo hướng client- server, nó không có bất cứ bộ quản lý định vị nào.
44
Do đó để áp dụng vào mạng di động, nó phải làm việc với một thuật toán khác để cung
cấp quản lý định vị. Các thuật toán P2P như CAN, CHORD, TAPESTRY… được sử
dụng rộng rãi để cung cấp các dịch vụ tìm kiếm hiệu quả trên Internet. Trong đó thuật
toán CHORD đơn giản và được chấp nhận rộng rãi trong cộng đồng nghiên cứu trên
thế giới. CHORD là dịch vụ tìm kiếm sử dụng Distributed Hash Table(+) có thể
cung cấp các Value được liên kết với Key cho trước trong cặp Key & Value hiệu quả.
Khi sử dụng kết hợp với mSCTP, CHORD sẽ cung cấp quản lý định vị cần thiết cho
mSCTP.
Vì thế, giao thức mSCTP và thuật toán CHORD được tìm hiểu kĩ lý thuyết và
tiến hành mô phỏng hoạt động để phân tích những đặc điểm như thời gian trể, tỉ lệ mất
gói, tỉ lệ thành công truy vấn, qua đó đánh giá tính khả thi khi sử dụng kết hợp.
Từ những kết quả đạt được, một giải pháp quản lý handover liên mạng xử dụng
giao thức mSCTP để quản lý handover và thuật toán CHORD để quản lý định vị được
xây dựng. Đây là mục đích của luận văn này.
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP bao gồm 4 chương:
CHƯƠNG 1: LÝ THUYẾT GIAO THỨC MSCTP VÀ THUẬT TOÁN CHORD
CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH HOẠT ĐỘNG CỦA mSCTP VÀ GIẢI THUẬT CHORD.
CHƯƠNG 3: QUẢN LÍ HANDOVER LIÊN MẠNG SỬ DỤNG GIAO THỨC
MSCTP VÀ THUẬT TOÁN CHORD.
CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN.
Trong CHƯƠNG 1, lý thuyết cơ bản của giao thức mSCTP và thuật toán tìm
kiếm CHORD được phân tích kĩ. Trong CHƯƠNG 2 tiến hành mô phỏng truyền dữ
liệu và handover sử dụng giao thức SCTP để phân tích trể handover và tỉ lệ mất gói
khi truyền dữ liệu. Mô phỏng thuật toán tìm kiếm CHORD để phân tích thời gian truy
vấn Key, tỉ lệ truy vấn Key thành công khi mạng thay đổi kích thước. CHƯƠNG 3 xây
dựng một giải pháp quản lý handover liên mạng sử dụng giao thức mSCTP và thuật
toán tìm kiếm CHORD. Qua kết quả mô phỏng ở chương 2 và giải pháp được xây
dựng ở chương 3, CHƯƠNG 4 kết luận giao thức mSCTP có thể quản lý Handover
46
liên mạng tốt, nhưng hiện tại nó không hỗ trợ định vị thiết bị nên đề nghị sử dụng
thuật toán tìm kiếm CHORD để làm bộ định vị cho giao thức này. Trong khuôn khổ
Luận văn, giải pháp đưa ra chỉ dựa trên những điều kiện lý tưởng: không xảy ra lỗi
trong quá trình truyền dữ liệu bằng mSCTP, các Node của thuật toán CHORD được
tạo ra trên một máy chủ và khả năng hoạt động như nhau vì vậy cần phát triển và
nghiên cứu thực nghiệm giải pháp này trong hệ thống thực tế để hoàn thiện các tính
năng mô hình được đề xuất.
47
CHƯƠNG 1: LÝ THUYẾT GIAO THỨC MSCTP VÀ
THUẬT TOÁN CHORD
Chương 1 được trình bày lý thuyết giao thức Stream Control Transmission
Protocol (SCTP) cùng những đặc điểm nổi bật của nó, phần mở rộng DAR, mSCTP
cùng với quá trình handover sử dụng giao thức mSCTP. Phần cuối chương, thuật toán
CHORD được giới thiệu cùng với những đặc điểm riêng của nó.
1.1 Stream Control Transmission Protocol (SCTP):
&-. /01230345123034 1675891:030;
<60=>?3@A3.*?17B0CDC1:.C=0E-F09G+HIJđược
phát hành bởi IETF, chuẩn hóa năm 2000. SCTP cung cấp truyền dữ liệu tại lớp
Transport với những đặc điểm như điều khuyển lưu lượng, an toàn, bảo mật, không
mất gói. Ngoài ra, với cấu hình đa diện, đa địa chỉ IP, kết hợp với đặc điểm
Multihoming Multistreaming, và thiết lập kết nối bốn bước giúp cho SCTP có thể cung
cấp vertical handover giữa những mạng khác nhau, truyền dữ liệu tốc độ cao, thời gian
thực, tin cậy.
1.1.1 Quá trình phát triển giao thức SCTP:
Trong quá trình phát triển, các hệ thống di động chuyển mạch công cộng
(&") thế hệ đầu tiên đểu cần sự hỗ trợ của hệ thống báo hiệu số 7 (SS7) [5]. SS7
điều khuyển toàn bộ quá trình trao đổi thông tin để thực hiện kết nối cuộc gọi thoại
dựa trên chuyển mạch kênh với yêu cầu rất cao truyền tín hiệu đúng giờ và tin cậy.
Trong khi đó mạng Internet phát triển nhanh chóng đã mở ra nhiều ý tưởng mới sử
dụng mạng IP thực hiện cuộc gọi thoại để giảm chi phí. Vì thế năm 1998, một nhóm
nghiên cứu của IETF (&*K%,") được thành lập để thiết kế một giải thuật để truyền
tín hiệu điều khuyển cuộc gọi qua mạng IP, bổ xung cho hệ thống SS7. Lúc bấy giờ,
tất cả ý tưởng đều dựa trên giao thức TCP, nhưng giao thức này có một số yếu điểm
nghiêm trọng trong vai trò điều khuyển cuộc gọi thoại [7]:
48
• HOL: hiện tượng các gói tới sau vào bộ đệm của máy thu khi các gói dữ liệu
trước đó bị mất.
• Không hỗ trợ Multihoming: khi thiết bị mất tín hiệu kết nối với mạng hiện tại,
nó sẽ kết thúc kết nối lập tức.
• Định hướng dòng thay vì định hướng theo bản tin.
• Hiện tượng từ chối của hệ thống khi có quá nhiều yêu cầu kết nối tới thiết bị
cùng lúc
Vì những điểm yếu này, SIGTRAN đã nghiên cứu và phát triển một giao thức
mới để truyển báo hiệu điều khuyển cuộc gọi thông qua mạng IP ở lớp Transport.
Sau nhiều lần phát triển và mở rộng, SCTP chính thức ra đời và được tiêu chuẩn vào
năm 2000.
1.1.2 Cấu trúc SCTP
SCTP truyền dữ liệu theo dạng bản tin thông qua lớp Transport SCTP. Các bản
tin và thông tin điều khuyển được chia vào các khối riêng biệt (D4<L-M3 N0D4
1@3D:), mỗi khối có một header khối riêng. Các khối SCTP được đặt vào các gói
SCTP, mỗi gói có một header dài 12 byte và có thể mang nhiều khối điều khuyển và
khối dữ liệu phụ thuộc kích thước PATH-MTU [7]. 9 cho thấy cấu trúc một
gói SCTP thông thường.
• Cổng nguồn: cổng gởi đi.
• Cổng đích: địa chỉ đích.
• Tag xác minh: mỗi điểm đầu cuối chèn vào 32 bite kiểm tra để xác minh một
kết nối và chống lại việc chèn thêm các bảng tin lỗi hoặc hết hạn vào kết nối
SCTP.
• Checksum: SCTP sử dụng 32 bite checksum, có thể là Alder 32 checksum
hoặc 32 bite CRC checksum để xác định lỗi.
49
9OKE&P7Q
Khối: Một khối có thể là khối dữ liệu hoặc khối điểu khuyển. Khối dữ liệu chứa
dữ liệu cùng với các cờ khác nhau để điều khuyển phân mảnh, tái hợp, các thông số
thứ tự truyền (&"), thứ tự dòng (&&"), và một ID giao thức tải tin. Trong khi đó, khối
điểu khuyển chứa nhiểu cờ khác nhau và các thông số phụ thuộc vào loại khối điểu
khuyển. Các khối điều khuyển như: khối khởi tạo (*"*), khối xác nhận khởi tạo
(*"*R,), khối xác nhận chọn (&,), khối Echo Cookie (SS*##S) [7].
1.1.3 Đặc điểm SCTP:
SCTP được tạo ra để khắc phục những yếu điểm của các giao thức TCP và
UDP, nên nó có tất đặc điểm tốt của hai giao thức này như kiểm soát nghẽn, kiểm soát
lưu lượng, truyền dữ liệu có kết nối của TCP, đáp ứng thời gian thực của UDP. SCTP
còn có những đặc điểm khác để hỗ trợ cho mạng IP trong tương lai.
9O& T0;. /0&G+
Dịch vụ/ Đặc điểm SCTP TCP UDP
Định hướng kết nối Có Có Không
Phân phát dữ liệu yêu cầu Có Có Không
Phân phát dữ liệu không theo yêu cầu Có Không Có
Kiểm soát lưu lượng Có Có Không
4:
Kiểm soát nghẽn Có Có Không
ACKS chọn lọc Có Tùy Không
bảo toàn giới hạn bảng tin Có Không Có
Multistreaming Có Không Không
Multihoming Có Không Không
Bảo vệ chống lại sự tấn công DOS Có Không không
Half closed connection Có Có không
Kiểm tra khả năng tìm kiếm Có Có Không
1.1.4 Đặc điểm Multihoming:
.1;<=$<>?<><@$A$B1>$B1CDE1C
<F$1G*1H$1IJ1<*KAL?<><@$A1=$$M1<><@$A
$B1>$B1C1N?<F$1GL$$O"1C<PQ CRD<?$S"
*1H$1L;T*1MT$1FU*1 CRDV9WI
.?<><@$AXY$O1Z1.1$B1>[\$XY$H$<><@
$A*1H$L!]^?D<NXY?<F$1GI;_;$1`1L<Pa$
b<> CRD*1*KAI1R<F$1G*1H$<>c"1d1=$ C
\<Pa$_;<F$1G"1^IJ1<PQ >$1`1="U1O*KALR
D!e<Pa$ >11R<F$1G"1^; 1Q$1Q*1f"1^$
$1`1IH$*1A1 /<Pa$g[^$<>*> !c1\<?$h$M$H$
<PQ$1`1X;<PQ"1^IZ14I4$11OR1<><@$A$B1<PQ
CL <B<PQ C+1;<PQ C$1`1L$d56I44;<PQ
C"1^I
4
UOC43- 0V.&PA3.#?=W
1.1.5 Đặc điểm Multistreaming:
Multistreaming là đặc điểm quan trọng nhất của SCTP cho phép dữ liệu được
phân ra thành nhiều mảnh, truyền trên các đường độc lập song song tới đích như U
. Đặc tính này cho phép dữ liệu được truyền liên tục, khi một bản tin bị mất trên
một đường truyền sẽ không ảnh hưởng tới dữ liệu truyền trên các đường còn lại. Do
đó, SCTP có thể ngăn chặn HOL, xảy ra khi xắp xếp các gói tới sau vào bộ đệm của
máy thu khi các gói dữ liệu trước đó bị mất.
UON03-T?.0V.&
Đặc điểm này giúp cho việc phân tán dữ liệu và truyền dữ liệu hoàn toàn độc
lập. Mỗi bảng tin sẽ được gán cho một stream ID để xác định thứ tự phát để bộ thu
xác định được thứ tự của các gói nhận được, kiểm tra mất gói. Trong trường hợp mất
4
bảng tin, bộ thu lưu vào bộ đệm các bảng tin từ dòng bị ảnh hưởng, trong khi đó vẫn
tiếp tục nhận bảng tin từ các dòng không bị ảnh hưởng.
1.1.6 Thiết lập kết nối:
SCTP thực hiện kết nối bốn bước để cung cấp một kết nối an toàn, có thể tránh
được hiện tượng DOS xảy ra khi có quá nhiều yêu cầu thiết lập kết nối làm cho không
thể kết nối với địa chỉ mong muốn. Giải thuật bắt tay bốn bước được trình bày trong
Hình 1.4 giữa client và server.
1. Client gởi một khối INIT tới server để khởi tạo một kết nối. Server đang ở trạng
thái đóng ở thời điểm này sẽ phân tích dữ liệu trong INIT khối. Server tạo một
bộ băm an toàn của các Value này và một Key bí mật (=593X&,R
N0+I). Authentication Tag và COOKIE, được gởi trong khối INIT-ACK,
kèm theo mã xác thực bảng tin (MAC) được gởi tới client.
2. Khi client nhận được khối INIT-ACK từ server, nó tổng hợp tạo thành một khối
COOKIEECHO, bao gồm COOKIE từ khối INIT-ACK, gởi lại server. Nếu
client mang địa chỉ IP giả mạo, nó sẽ không bao giờ gởi khối COOKIE-CHO
cho server, kết nối sẽ chấm dứt.
3. Server nhận được khối COOKIE-CHO từ client, sử dụng địa chỉ MAC trong
khối này để kiểm tra và xác thực client. Nếu kiểm tra đúng, server sẽ xác nhận
nó như một COOKIE đúng, và sử dụng các thông tin trong khối COOKIE này
để thiết lập kết nối SCTP.
4. Ở thời điểm này, server phân tài nguyên cho client và trả lời bằng khối
COOKIE-ACK. Khi đó server đã sẵn sàng nhận hoặc gửi dữ liệu. Sau khi nhận
được COOKIE-ACK, client chuyển sang trạng thái đã thiết lập kết nối.
4,
UYOC-XDC4&
1.2 Giao thức Mobile SCTP:
Giao thức SCTP kết hợp với phần mở rộng DAR tạo thành một giao thức mới
mSCTP. Với đặc điểm Multihoming giúp cho mSCTP có cấu hình đa diện, đa địa chỉ
IP, nó có khả năng hỗ trợ các quá trình vertical handover giữa những mạng không
đồng nhất. Tuy nhiên trong cấu trúc SCTP hiện tại, như 9, không hổ trợ
vertical handover vì các lí do sau:
• Trong SCTP chuẩn, không thể thêm một POA khi đang thực hiện một kết nối
SCTP.
• Khi đang thực hiện kết nối SCTP, quyết định thay đổi địa chỉ chính chỉ phụ
thuộc vào giải thuật bỏ qua lỗi.
1.2.1 Dynamic Address Reconfiguration (DAR)
SCTP có thể được mở rộng để hỗ trợ di động khi dùng kèm DAR. Tuy nhiên
DAR chỉ có thể sử dụng để kích hoạt khả năng di động, tổng thể không phải là một
giải pháp di động [2]. DAR cho phép SCTP nhận thêm địa chỉ hoặc xóa địa chỉ IP, yêu
cầu thay đổi địa chỉ chính trong khi đang thực hiện một kết nối SCTP, sử dụng ba
65
server
thông số: Add-IP, Delete-IP, Set-primary-IP. DAR có thêm hai khối mới để mang
thông tin điều khuyển sự thay đổi địa chỉ IP gồm khối cấu hình địa chỉ (,&S"Z) và
khối xác nhận cấu hình địa chỉ (,&S"ZR,).
Thêm, xóa và thay đổi địa chỉ chính
Các thông số này được định nghĩa trong phần mở rộng DAR cho phép SCTP
thực hiện handover không ngắt quảng tại lớp Transport. Lệnh Thêm-IP thông báo cho
điểm đầu cuối khác thêm địa chỉ IP mới vào kết nối SCTP của nó [6].
9YOPT4,&S"ZO,<<R*
Loại = 0x001 Chiều dài (1.<[)
ASCONF- Request Correlation ID
Thông số địa chỉ
9Y cho thấy cấu trúc bản tin Thêm-IP của 1 khối ASCONF. Bản tin này
có loại là 0x001, độ dài đa dạng tùy theo số địa chỉ IP được gởi kèm. Tương tự bản tin
Xóa-IP sẽ có loại là 0x002 và độ dài giống bản tin Add-IP. Bản tin Set-primary-IP có
loại là 0x004. Hình 1.6 cho thấy ví dụ 1 bản tin Add-IP khi thêm địa chỉ 192.0.2.1 vào
kết nối SCTP.
9\O9,<<R*
Loại = 0x001 Độ dài = 16
C-ID = 0x01023474
Loại = 5 Độ dài = 8
Value = 0xC0000201
Khối ASCONF
Khối ASCONF được sử dụng để thông báo cho các điểm đầu cuối ở xa khi có
yêu cầ thay đổi cấu hình địa chỉ và khối này phải được trả lời xác nhận. Nó mang ba
64
thông số cấu hình địa chỉ gồm: Add-IP, Delete-IP, Set-primary-IP. Thông tin trong
khối ASCONF dưới dạng Type- Length- Value (]!).
9IO4<L-M3,&S"Z
Khối ASCONF có Value Loại là ^, các cờ không sử dụng được thiết lập 0,
Chiều dài khối cho biết chiều dài của khối. Số thứ tự dùng để phân biệt khối này với
các khối khác. Thông số địa chỉ được đặt cho địa chỉ người gởi.
Khối ASCONF-ACK
Bộ thu sẽ dùng khối ASCONF-ACK để trả lời cho bộ phát. 9W cho thấy
cấu trúc của khối ASCONF-ACK trong đó Loại được định là 0x80, số thứ tự trong
khối này lấy từ số thứ tự của khối ASCONF nhận được.
9_O4<L-M3,&S"ZR,
66
Loại = 0xC1 Các cờ của khối Chiều dài khối
Số thứ tự
Thông số địa chỉ
Thông số ASCONF # 1
Thông số ASCONF # 2
………………………
Thông số ASCONF # N
Loại = 0x80 Các cờ của khối Chiều dài khối
Số thứ tự
Thông số trả lời ASCONF # 1
Thông số trả lời ASCONF # 2
……………………….
Thông số trả lời ASCONF # N
1.2.2 Thủ tục handover sử dụng giao thức mSCTP
U\OPU.< =?T`<>&
Trong phần này, một vertical handover được thực hiện dựa trên giao thức
mSCTP khi Mobile Node (") di chuyển từ mạng A sang mạn B khi đang kết nối với
Correspondent Node (") như U\. Giả thuyết MN đã biết sự di chuyển của nó,
sự thay đổi cường độ tín hiệu từ mạng A tới mạng B, vì vậy không cần quản lý định vị
Khởi tạo phiên kết nối SCTP
Đầu tiên, MN khởi tạo một kết nối SCTP với CN. Giả sử MN có địa chỉ IP là
__W, nó khởi tạo một kết nối SCTP với CN có địa chỉ __W\ CN trong
trường hợp này là một thiết bị single-hometrong khi MN được cấu hình multihome
nhưng trong trạng thái single-home và dùng địa chỉ __W làm địa chỉ chính.
Nhận địa chỉ IP của mạng mới
Khi MN di chuyển vào vùng chồng lấn giữa mạng A tới mạng B, MN liên lạc
với DHCP server để lấy địa chỉ IP mới từ mạng B, giả sử là địa chỉ __WY. Sau
khi nhận được địa chỉ mới, nó sẽ thêm địa chỉ này vào kết nối SCTP hiện tại. Lúc này,
67
DHCP server
CN
MN cần thông báo cho CN về địa chỉ IP mới nhận, yêu cầu CN thêm địa chỉ mới vào
kết nối SCTP hiện tại để truyền dữ liệu theo địa chỉ này.
Thêm địa chỉ IP mới vào kết nối SCTP
MN gởi một khối Thêm-IP có chứa địa chỉ IP mới, __WY tới CN và yêu
cầu CN thêm địa chỉ IP này vào kết nối SCTP hiện tại. Sau khi nhận được, CN trả lời
bằng khối ASCONF ACK và thêm địa chỉ này vào kết nối SCTP. Tuy nhiên, CN sẽ
vẫn gởi dữ liệu theo địa chỉ IP cũ vì chưa có yêu cầu thay đổi địa chỉ IP chính. Lúc này
MN đang ở chế độ dual-home và có thể chọn một trong hai địa chỉ để gởi dữ liệu tới
CN.
Thay đổi địa chỉ IP chính
Khi MN tiếp tục di chuyển hướng tới mạng B, tín hiệu của mạng A sẽ suy yếu
dần, MN phải thay đổi địa chỉ IP chính của kết nối SCTP. Tuy nhiên, MN cần có một
số qui luật phù hợp để chuyển giao diện giữa các mạng khác nhau. Các qui luật đó bao
gồm [2] :
• Khi địa chỉ IP mới được xác định.
• Các báo hiệu ở các lớp phía trên.
• Các báo hiệu ở các lớp bên dưới.
• Sử dụng IEEE 802.21 Media Independent Handover (*) để lấy các thông tin
mạng.
Trong những qui luật trên, chuẩn 802.21 được phát hành riêng để hổ trợ vertical
handover sử dụng mSCTP. Sử dụng một trong những qui luật này, MN sẽ thay đổi địa
chỉ IP chính của nó, đồng thời gởi khối ASCONF tới CN yêu cầu nó gửi dữ liệu theo
địa chỉ mới. Khi CN nhận được khối ASCONF, nó sẽ truyền dữ liệu theo địa chỉ
__WY , và sử dụng địa chỉ __W làm địa chỉ phụ.
Xóa địa chỉ IP củ khỏi kết nối SCTP
68
Sau khi MN hoàn toàn vào mạng B, nó cần xóa địa chỉ IP củ của mạng A ra
khỏi kết nối SCTP. MN gởi 1 khối ASCONF có chứa bản tin Delete-IP, yêu cầu CN
xóa địa chỉ củ. CN sau khi nhận được yêu cầu này sẽ xóa địa chỉ củ.
1.2.3 Những hạn chế của giao thức mSCTP
mSCTP là giải pháp hiệu quả để thực hiện vertical handover giữa các mạng
khác nhau, nhưng nó tồn tại nhiều hạn chế như:
• Hệ thống Network Address Translation ",) không thể duy trì mSCTP
handover, vì khi thay đổi địa chỉ IP, nó cũng thay đổi luôn cổng kết nối.
mSCTP không hỗ trợ giải vấn đề này, sẽ chấm dứt kết nối [7].
• SCTP được thiết kế cho mạng client- server, nên mSCTP không có bất cứ qui
luật dò đường nào để kích hoạt quá trình handover. Có nhiều giải pháp đang
được nghiên cứu.
• Do được thiết kế cho mạng cố định với địa chỉ IP cố định, mSCTP không có bộ
quản lý định vị. Để áp dụng vào thông tin di động, nó bắt buộc phải làm việc
với một bộ quản lý định vị để cung cấp thông tin định vị cho quá trình
handover.
1.2.4 Media Independent Handover (MIH)
MIH, hay chuẩn IEEE 802.21, được sử dụng để tối ưu hóa quá trình vertical
handover cho mSCTP [7]. MIH cung cấp thông tin kích khởi vertical handover giữa
những mạng không đồng nhất. Nhờ đó mSCTP có thể thực hiện vertical handover một
cách dễ dàng [7]. Tuy nhiên, MIH chỉ cung cấp thông tin cho phép vertical handover
giữa các mạng khác nhau, nó không thực hiện handover.
MIH cung cấp 3 dịch vụ để tối ưu hóa quá trình handover [7]:
• Dịch vụ Sự Kiện: cung cấp thông tin về các sự kiện diễn ra thông qua lớp liên
kết. Các sự kiện này gồm các thông số như link down, link up, link going
down….
• Dịch vụ Lệnh: tạo lệnh cho phép các lớp bên trên điều khuyển các lớp bên
dưới như lớp vật lý, lớp liên kết.
69