Kommunikatsiooniteenuste arendus IRT0080

1. Kommunikatsiooniteenuste arendusIRT0080 Loeng 10/2008 Avo Otstelekommunikatsiooni õppetool, TTÜ raadio- ja sidetehnika inst.avo.ots@ttu.ee

2. Nõuded lahendusele Lahendus peaks sisaldama: • Lähteandmete täpsustuse (arenduse) tagamaks terviklahendust • Infovoogude hinnangu ja seadmete ning sidekanalite valiku • Hinnangu leitud lahendusele (töökindlus, realiseeritavus, hallatavus, jms.) • Mõnerealise kokkuvõtte tööjaotusest tiimi sees

3. Nutitelefoni ühendamine (1) Nutitelefon (Smartphone) ühendatakse kommunikatsioonivõrgu vahendusel rakenduste serveriga. Sidekanal on paketipõhine ja vastab EDGE mobiilsidevõrgule esitatavatele nõuetele. Valida teenuste koosseis ja ühenduse haldusmeetod.

4. Liiklusinfo edastus (2) Digi TV programmi edastamisega tegelev firma eraldab kõik DVB-T kanalid tagamaks liiklusolukorra monitoorimist Eestis. Liiklusinfo edastus on realiseeritud nendest kohtadest, kus on olemas 3G levi.Videokujutist koondatakse digi TV firma keskusesse üle 3G võrgu ja seejärel levitatakse kasutades kaasaegset digi TVlevivõrku. Üheaegselt edastatvaid liiklusmonitooringu punkte on kuni 20.

5. Videovoogude jaotamine (3) Koostada laiaribalisel edastuskanalil (Ethernet) põhineva videovoogude jaotusvõrgu eskiislahendus. Lahendus katab ühe büroohoone ning võimaldab kliendiliideses andmeülekannet bitikiirusega kuni 8 Mbit/s. Videovoogude jaotus peab tagama võimalusel võrgukoormuse minimiseerimise ning oluliste võrgusõlmede halduse.

6. Virtuaalne eravõrk (4) Virtuaalne eravõrk (VPN) realiseeritakse hajuspaigutusega firma tarbeks. Hoonesisese võrgutehnoloogiana eelistatakse 100 Mbit/s Ethernetvõrku. Erinevate asutuse koosseisu kuuluvate osakondade kokkuühendamisel kasutatakse ADSL 2+ põhist avalikku andmevõrku. Terminaalide arv on minimaalselt 50.

7. IP transmissioon (5) Olemasolevaid aegmultipleks võrguliidesega telefonijaamu on vaja kasutada firmas, mille harukontorid paiknevad Eestis (neljas keskuses) ja kus põhiliseks sideteenuseks on kõne. Firma andmeside on väljaarendatud IP võrkudena ning sidelahenduse integreerimiseks on tarvilik koostada eskiislahendus telefonikõnede edastusvõimalusi andmevõrgu kaudu. Terminalide maksimaalarv igas firma kontoris on 100.

8. Videovoogude kommutatsioon (6) Väikese saatemahuga telestuudio seadmestik viiakse samm sammult üle videovoogude digitaalsele käsitlusele. Andmeedastus põhineb digitaalsetel järjestikliidestel SDI (vastavalt standardile ITU-R BT.656 ja SMPTE 259M). Seadmestik tagab kuni 20 videovoo allika kommuteerimise.

9. WLAN võrk (7) Koostada juurdepääsuvõrk, tagamaks kuni 60 terminaali (infovoog igaühes 8 Mbit/s) ühendamine kohtvõrku kasutades WLAN tehnoloogia (IEEE 802.11a) võrguühendust ja valida sobib ühendusviis võrku kuuluva andmeserveriga eeldades terminaalide üheaegset infokasutust.Terminaalid paiknevad ruudukujulises ruumis, mille diagonaal on 700 m.

10. IP telefonilahendus (8) • Ettevõte paikned kahes eraldiseisvas hoones (nt üks hoone Tallinnas ja teine Tartus). Tegevuse iseloom eeldab tihedat telefonisuhtlust (0.2 Erl iga abonendi kohta). • Ettevõte otsustas kasutada IP põhist telefonisüsteemi, nõuded kõnekvaliteedile on kesktasemel (MOS ~ 3.5). • Kummaski ettevõtte asupaigas on 500 telefoni (töökohta).Telefonisüsteem on eraldiseisev ülejäänud andmevõrkudest.Koostada ettevõtte kohtvõrgu eskiislahendus, valida välisühendused ning sobivad IP telefonisüsteemi parameetrid.

11. Tuumvõrguühendus (9) Koostada tuumvõrk tagamaks andmekontsentraatori (koondab infovoo mahuga 500 Mbit/s) ühendamiseks kolme eraldiasuva serveriga, millised paiknevad tinglikult võrdkülgse kolmnurga (külje pikkus 15 km) tippudes. Koormusejaotus on halvimal juhul ainult ühele serverile suunatud.

12. IPv6 • Redefine functions of IP (version 4) • What changes should be made in…. • IP addressing • IP delivery semantics • IP quality of service • IP security • IP routing • IP fragmentation • IP error detection

13. IPv6 • Initial motivation:32-bit address space soon to be completely allocated (est. 2008) • Additional motivation: • Remove ancillary functionality • header format helps speed processing/forwarding • Add missing, but essential functionality • header changes to facilitate QoS • new “anycast” address: route to “best” of several replicated servers IPv6 datagram format: • fixed-length 40 byte header • no fragmentation allowed

14. IPv6 Header (Cont) Priority: identify priority among datagrams in flow Flow Label: identify datagrams in same “flow.” (concept of“flow” not well defined). Next header: identify upper layer protocol for data

15. IPv6 Changes • Scale – addresses are 128bit • Header size? • Simplification • Removes infrequently used parts of header • 40 byte fixed header vs. 20+ byte variable header • IPv6 removes checksum • IPv4 checksum = provide extra protection on top of data-link layer and below transport layer • End-to-end principle • Is this necessary? • IPv6 answer =>No • Relies on upper layer protocols to provide integrity • Reduces processing time at each hop

16. IPv6 Changes • IPv6 eliminates fragmentation • Requires path MTU discovery • ICMPv6: new version of ICMP • additional message types, e.g. “Packet Too Big” • multicast group management functions • Protocol field replaced by next header field • Unify support for protocol demultiplexing as well as option processing • Option processing • Options allowed, but only outside of header, indicated by “Next Header” field • Options header does not need to be processed by every router • Large performance improvement • Makes options practical/useful

17. IPv6 Changes • TOS replaced with traffic class octet • Support QoS via DiffServ • FlowID field • Help soft state systems, accelerate flow classification • Maps well onto TCP connection or stream of UDP packets on host-port pair • Easy configuration • Provides auto-configuration using hardware MAC address • Additional requirements • Support for security • Support for mobility

18. Transition From IPv4 To IPv6 • Not all routers can be upgraded simultaneous • no “flag days” • How will the network operate with mixed IPv4 and IPv6 routers? • Two proposed approaches: • Dual Stack: some routers with dual stack (v6, v4) can “translate” between formats • Tunneling: IPv6 carried as payload in an IPv4 datagram among IPv4 routers

19. A B E F F E B A tunnel Logical view: IPv6 IPv6 IPv6 IPv6 Physical view: IPv6 IPv6 IPv6 IPv6 IPv4 IPv4 Tunneling

20. Flow: X Src: A Dest: F data Flow: X Src: A Dest: F data Flow: X Src: A Dest: F data Flow: X Src: A Dest: F data D C F E B A F E B A Src:B Dest: E Src:B Dest: E Tunneling tunnel Logical view: IPv6 IPv6 IPv6 IPv6 Physical view: IPv6 IPv6 IPv6 IPv6 IPv4 IPv4 A-to-B: IPv6 E-to-F: IPv6 B-to-C: IPv6 inside IPv4 B-to-C: IPv6 inside IPv4

21. Dual Stack Approach • Dual-stack router translates b/w v4 and v6 • v4 addresses have special v6 equivalents • Issue: how to translate “FlowField” of v6 ?

22. QoS • Pakettvõrkudes liikluse korralduse (traffic engineering) mõiste “garanteeritud teenuse kvaliteet” (QoS, Quality of Service) tähendab tõenäosuslikku hinnangut, et sidevõrk jälgib liikluslepet. • Paljudel juhtudel kasutatakse QoS tõenäosusena, et pakett läbib võrku saatjast vastuvõtjani oma ettemääratud ajavahemiku jooksul.

23. Teenusekvaliteedi aspektid QoS – Quality of Service ITU-T E.800 Recommendation

24. Teenusekvaliteedi aspektid (2) QoS Teenuse Kättesaadavus (Accessibility) Teenuse Püsivus (Retainability) Teenuse Terviklikus (Integrity) QoS parameetrid QoS parameetrid QoS parameetrid

25. Teenusekvaliteedi aspektid (3) • Iga teenuse jaoks oma nõuded • QoS profiil • Erinevad teenusekvaliteedi tasemed vastavalt nõuetele

26. Introduction • Coexistence of heterogeneous networks • Home networks, WLAN, 2G/3G, Campus-wide, satellite, … • The development of multimode handsets is a major challenge • Currently discussed standards fall short • Tomorrow user’s will expect the technology structure to “disappear” and be of no concern • Network architecture designed by IST project Daidalos • Provide seamless services accessible anytime anywhere across heterogeneous technologies • Enhanced Mobile IPv6 platform for mobility and QoS • Support for optimized mobility • Integration with QoS resource management

28. Mobile Terminal Technologies IPv6++/MIPv6/Multicast Terminal Intelligence QoS User GUI FHO CARD IIS Handover QoSC MTC IAL QoSAL MBMS TD-CDMA WLAN WiMAX UDLR DVB-T

29. Access Router / Access Point Technologies FHO CT D&M Terminal Intelligence IPv6++/MIPv6/ PIM Network Intelligence AM QoS CARD PA MM QoSM Handover QoSAL ENC MBMS TD-CDMA WLAN WiMAX UDLR DVB-T

30. Handover • Mobile Initiated Handover • Network Initiated Handover • Triggered • At startup • Upon losing signal • Accounts for • user preferences • candidate APs load (QoS) • signal strengths • Triggered by • Overloaded AP (QoS) • losing signal • Accounts for • signal strengths of MTs • APs load (QoS)

31. QoS vajadus • QoS vajadus esmases tähenduses tuleneb video ja suure edastuskiirusega (mobiilsetest) andmesessioonidest • Lõplikult kavatsetakse realiseerida standardina IEEE 802.11n, vahevariant realiseeriti standardina IEEE 802.11e, mida toetab Proximi AP-4000.

32. Roadmap – WLAN

33. Link http://www.lr.ttu.ee/~avots/Introduction_to_IPv6.ppt