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6: Redes Inalámbricas y Móviles6-1 Capítulo 6 redes inalámbricas y móviles Computer Networking: A Top Down Approach Featuring the Internet, 3 rd edition.

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1 6: Redes Inalámbricas y Móviles6-1 Capítulo 6 redes inalámbricas y móviles Computer Networking: A Top Down Approach Featuring the Internet, 3 rd edition. Jim Kurose, Keith Ross Addison-Wesley, July 2004.

2 6: Redes Inalámbricas y Móviles6-2 Capítulo 6: Contenidos 6.1 Introducción Wireless r 6.2 Enlaces Wireless, características m CDMA r 6.3 IEEE wireless LANs (wi-fi) r 6.4 Acceso a Internet vía celular m arquitectura m estándares (e.g., GSM) Movilidad r 6.5 Principios: direccionamiento y ruteo de usuarios móviles r 6.6 IP móvil r 6.7 Manejo de movilidad en redes celulares r 6.8 Movilidad y protocolos de capas superiores 6.9 Resumen

3 6: Redes Inalámbricas y Móviles6-3 IP Móvil r RFC 3220 r Tiene varias características ya vistas: m home agents, foreign agents, registro del foreign-agent, care-of-addresses, encapsulación (paquete dentro de un paquete) r Tres componentes a estandarizar: m Ruteo indirecto de datagramas m Descubrimiento de agentes (agents) m Registro con el home agent

4 6: Redes Inalámbricas y Móviles6-4 IP Móvil: ruteo indirecto Dirección permanente: Care-of address: dest: Paquete enviado por correspondiente dest: dest: Paquete enviado por home agent a foreign agent: un paquete dentro de un paquete dest: Paquete de foreign-agent a móvil

5 6: Redes Inalámbricas y Móviles6-5 IP Móvil: descubrimiento de agente r Difusión de agente: agentes foreign/home avisan su servicio difundiendo mensajes ICMP (typefield = 9) R bit: registration required H,F bits: home and/or foreign agent

6 6: Redes Inalámbricas y Móviles6-6 IP Móvil: Ejemplo de registro

7 6: Redes Inalámbricas y Móviles6-7 Componentes de arquitectura de redes celulares correspondiente MSC wired public telephone network Redes celulares diferentes, Operadas por diferentes proveedores recordar: MSC: Mobil Switching Center

8 6: Redes Inalámbricas y Móviles6-8 Manejo de movilidad en redes celulares r home network: red del proveedor de servicio que subcribimos (e.g., Entel, telefónica, smartcom) m home location register (HLR): base de datos en home network contiene # celular permanente, información del perfil (servicios, preferencias, pagos), información sobre ubicación actual (puede ser en otra red) r visited network: red en la cual el móvil reside actualmente m visitor location register (VLR): base de datos con entradas por cada usuario actualmente en la red m Podría ser home network

9 6: Redes Inalámbricas y Móviles6-9 Public switched telephone network Usuario móvil home Mobile Switching Center HLR home network Red visitada correspondiente Mobile Switching Center VLR GSM: ruteo indirecto al móvil 1 Llamada ruteada a home network 2 home MSC consulta HLR, obtiene número de roaming del móvil en red visitada 3 home MSC fija un segundo paso de la Llamada al MSC en red visitada 4 MSC en red visitada completa la llamada Al móvil a través de la estación base

10 6: Redes Inalámbricas y Móviles6-10 Mobile Switching Center VLR old BSS new BSS old routing new routing GSM: handoff con MSC común r Objetivo del handoff: rutear llamada vía nueva estación base (sin interrupción) r Razones para handoff: m Señal más fuerte a/desde BSS (basic service set o celda) nueva (conectividad continua, menor consumo baterías) m Balance de carga: liberar canal en BSS actual m GSM no indica por qué hacer handoff (política), sólo el cómo (mecanismo) r handoff es iniciado por BSS antiguo

11 6: Redes Inalámbricas y Móviles6-11 Mobile Switching Center VLR old BSS GSM: handoff con MSC común new BSS 1. BSS antiguo informa MSC del handoff inminente, proveyendo lista de 1 + BSSs nuevas 2. MSC reserva rutas (reserva recursos) a nuevo BSS 3. BSS nuevo reserva canal de radio para el móvil 4. BSS nueva señala a su MSC y BSS antigua: estamos listo 5. BSS antigua dice al móvil: realizar handoff a nueva BSS 6. Móvil y nueva BSS intercambian mensajes para activar canal nuevo 7. Móvil señala vía nuevo BSS a MSC: handoff completado. MSC re-rutea la llamada 8 MSC a antigua BSS libere recursos

12 6: Redes Inalámbricas y Móviles6-12 home network Home MSC PSTN correspondent MSC MSC ancla MSC (a) Antes de handoff GSM: handoff entre MSCs r MSC ancla: primer MSC visitado durante llamada m Llamada permanece ruteada a través de MSC ancla r nuevos MSCs se suman al final de la cadena de MSC según móvil se mueve a nuevos MSC r IS-41 permite opción de minimización de los pasos de la ruta para acortar cadena multi-MSC

13 6: Redes Inalámbricas y Móviles6-13 GSM: handoff entre MSCs r MSC ancla: primer MSC visitado durante llamada m Llamada permanece ruteada a través de MSC ancla r nuevos MSCs se suman al final de la cadena de MSC según móvil se mueve a nuevos MSC r IS-41 permite opción de minimización de los pasos de la ruta para acortar cadena multi-MSC (situación mostrada) home network Home MSC PSTN correspondent MSC MSC ancla MSC (b) Después de handoff

14 6: Redes Inalámbricas y Móviles6-14 Movilidad: GSM versus IP móvil Elemento GSMComentario sobre elemento GSMElemento IP móvil Home systemRed a la cual el número permanente el usuario pertenece Home network Gateway Mobile Switching Center, o home MSC. Home Location Register (HLR) Home MSC: punto de contacto para obtener dirección ruteable del usuario móvil. HLR: base de dato en sistema home que contiene número permanente, perfil, ubicación actual del usuario móvil, información de subscripción Home agent Visited SystemRed distinta al sistema home donde el usuario móvil está actualmente Visited network Visited Mobile services Switching Center. Visitor Location Record (VLR) Visited MSC: responsable por establecer llamadas a/desde nodos móviles en celdas asociadas con MSC. VLR: entrada temporal en base de datos en sistema visitado, contiene información de subscripción por cada usuario móvil visita Foreign agent Mobile Station Roaming Number (MSRN), or roaming number Dirección ruteable para el segmento de llamada entre home MSC y MSC visitada, transparente para el móvil y llamador. Care-of-address

15 6: Redes Inalámbricas y Móviles6-15 Wireless, movilidad: impacto en protocolos de capas superiores r lógicamente, impacto debería ser mínimo … m Modelo de servicio mejor esfuerzo permanece sin cambios m TCP y UDP pueden correr (y corren) sobre wireless, móvil r … pero hay efectos en desempeño: m Pérdida/retardo de paquetes debido a errores (paquetes descartados, retardo debido a retransmisiones de capa enlace), y handoff m TCP interpreta pérdidas como congestión, decrece ventana de congestión innecesariamente m Impedimentos de retardo en tráfico de tiempo real m Ancho de banda limitado de enlaces inalámbricos

16 6: Redes Inalámbricas y Móviles6-16 Capítulo 6 Resumen Wireless r Enlaces wireless: m capacidad, distancia m Interferencia, decaimiento m CDMA r IEEE (wi-fi) m CSMA/CA reflejas características del canal wireless r Acceso celular m arquitectura m estándares (e.g., GSM, CDMA-2000, UMTS) Movilidad r principios: direccionamiento, ruteo a usuarios móviles m Redes home y visitada m Ruteo indirecto y directo m care-of-addresses r Estudio de casos m IP móvil m Movilidad en GSM r Impacto sobre protocolos de capas superiores


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