Tìm hiểu công nghệ IP di động và ứng dụng trong điện toán đám mây

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TẬP ĐOÀN BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG VIỆT NAM
HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG




PHẠM TUÂN



TÌM HIỂU CÔNG NGHỆ IP DI ĐỘNG VÀ ỨNG
DỤNG TRONG ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY

CHUYÊN NGÀNH: TRUYỀN DỮ LIỆU VÀ MẠNG MÁY TÍNH
MÃ SỐ: 60.48.15

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT








HÀ NỘI - NĂM 2011


Luận văn được hoàn thành tại:

Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông
Tập đoàn Bưu chính Viễn thông Việt Nam

Người hướng dẫn khoa học: TS. Hoàng Lê Minh
……………………………………………………
Phản biện 1: ……………………………………………………
……………………………………………………

Phản biện 2: ……………………………………………………
……………………………………………………

Luận văn sẽ được bảo vệ trước hội đồng chấm luận văn tại Học
viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông
Vào lúc: giờ ngày tháng năm…….
Có thể tìm hiểu luận văn tại:
- Thư viện Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông
1
MỞ ĐẦU
Ngày nay, điện toán đám mây(Cloud Computing) đang là vấn đề
“thời sự” nhất trong giới công nghệ thông tin trên thế giới hiện nay.
Các công ty đa quốc gia lớn như IBM, Microsoft, Oracle, HP, … đều
đang phát triển các giải pháp xây dựng trung tâm dữ liệu và các máy
chủ sử dụng công nghệ Cloud Computing.
Tại Việt Nam, Viện Công nghiệp phần mềm và nội dung số VN
(NISCI, Bộ Thông tin và Truyền thông) có dự án iDragon Cloud
nghiên cứu thiết kế các máy tính “đám mây” (CloudPC) và thiết bị nối
mạng “đám mây” (CloudBox) theo mô hình điện toán đám mây công
cộng (Public Cloud) và riêng (Private Cloud) truy cập các dịch vụ đám
mây (cung cấp từ các trung tâm dữ liệu) mà không cần dùng tới công
nghệ Web 2.0.

Một trong những vấn đề đặt ra trong dự án iDragon là để cung
cấp dịch vụ đám mây cho các máy tính (thiết bị) di động. Trong luận
văn tốt nghiệp này, em cần tìm hiểu và ứng dụng công nghệ IP di động
trong dự án điện toán đám mây iDragon Cloud.
Nội dụng luận văn tốt nghiệp gồm 03 chương:
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC CÔNG NGHỆ ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY
CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU VỀ CÔNG NGHỆ IP DI ĐỘNG (MOBILE IP)
CHƯƠNG 3: TÌM HIỂU GIẢI PHÁP ỨNG DỤNG MOBILE IP VÀO ĐIỆN
TOÁN ĐÁM MÂY (iDRAGON CLOUD)
2
CHƯƠNG 1:
TỔNG QUAN CÁC CÔNG NGHỆ ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY.
1.1 GIỚI THIỆU
Ngày nay, đối với các công ty, doanh nghiệp, việc quản lý tốt,
hiệu quả dữ liệu của riêng công ty cũng như dữ liệu khách hàng, đối
tác là một trong những bài toán được ưu tiên hàng đầu và đang không
ngừng gây khó khăn cho họ.
Từ một bài toán điển hình như vậy, chúng ta thấy được rằng
nếu có một nơi tin cậy giúp các doanh nghiệp quản lý tốt nguồn dữ liệu
đó, các doanh nghiệp sẽ không còn quan tâm đến cơ sở hạ tầng, công
nghệ mà chỉ tập trung chính vào công việc kinh doanh của họ thì sẽ
mang lại cho họ hiệu quả và lợi nhuận ngày càng cao hơn.
Thuật ngữ “cloud computing” ra đời bắt nguồn từ một trong
những hoàn cảnh như vậy.
1.2 TỔNG QUAN VỀ ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY
1.2.1 Công nghệ điện toán đám mây là gì?

Hình 1. 1 - Mô hình điện toán đám mây

3

Điện toán đám mây (Cloud computing): có thể hiểu nôm na
là mô hình điện toán sử dụng các công nghệ tiên tiến nhất về phần
mềm, phần cứng máy tính, được phát triển trên hạ tầng mạng máy tính
và Internet, để tạo ra một “đám mây” cung cấp từ cơ sở hạ tầng, nơi
lưu trữ dữ liệu cho đến các dịch vụ sẵn sàng, nhanh chóng cho mọi cơ
quan, tổ chức, doanh nghiệp và người dùng đầu cuối theo yêu cầu.
Tuy mới được khởi xướng từ năm 2007, nhưng mới chỉ sau
hơn 3 năm, ngày càng có nhiều tổ chức, cơ quan và doanh nghiệp tìm
hiểu, áp dụng công nghệ và dịch vụ điện toán đám mây để khai thác
và chia sẽ chung các tài nguyên. Điện toán đám mây có thể giúp cho
các tổ chức, doanh nghiệp tiết kiệm được nhiều chi phí đầu tư hạ tầng
liên quan đến các dịch vụ CNTT, đầu tư để sở hữu phần mềm, phần
cứng khi bạn cần chúng và chỉ muốn trả tiền cho những gì đang cần sử
dụng.
1.2.2 Các công nghệ điện toán đám mây

Hình 1. 2 - Nền tảng cung cấp dịch vụ
4
a. Phần mềm được cung cấp như dịch vụ (SaaS - Software as a
Service):
Là tầng kiến trúc của điện toán đám mây liên quan tới phần mềm,
và thường được phân phối thông qua môi trường Web
b. Nền tảng được cung cấp như dịch vụ (PaaS - Platform as a
Service):
Là một dạng dịch vụ biến thể từ SaaS, nhưng khi dựa trên
công nghệ điện toán đám đã trở thành một loại dịch vụ đám mây mới
để cung cấp nền tảng vận hành các ứng dụng.
c. Cơ sở hạ tầng được cung cấp như dịch vụ (Infrastructure as a
Service):
Là tầng thấp nhất của điện toán đám mây, nơi tập hợp các tài

sản vật lý như các phần cứng máy chủ, hệ thống lưu trữ và các thiết bị
mạng, được chia sẽ và cung cấp dưới dạng dịch vụ IaaS cho các tổ
chức hay doanh nghiệp khác nhau.
1.2.3 Công nghệ ảo hóa và phân mềm ảo hóa
Bắt đầu từ năm 2008, Công ty Microsoft bắt đầu phát
triển và tích hợp giải pháp “điện toán đám mây” vào hệ điều
hành MS Windows Server 2008 (công nghệ ảo hóa Hyper-
Virtual và phần mềm ảo hóa Virtual PC). Sau đó, Microsoft đã
đưa ra chiến lược phát triển “đám mây” riêng gọi là MS
Windows Azure, với khả năng cung cấp các dịch vụ đám mây từ
nền tảng OS và kiểm soát dịch vụ cung cấp không những từ máy
chủ mà cả trên máy trạm chạy hệ điều hành MS Windows.

5
1.2.4 Các kiểu mô hình dịch vụ đám mây hiện nay
Xét từ góc độ nhu cầu sử dụng của các cơ quan, tổ chức và
doanh nghiệp, hiện nay có 3 mô hình đám mây chính.

Hình 1. 3 - Các mô hình cung cấp dịch vụ
a. Đám mây công cộng (Public Cloud):
Là các dịch vụ đám mây do bên thứ 3 (người bán) cung cấp.
Chúng tồn tại ngoài tường lửa công ty, được lưu trữ đầy đủ và do nhà
cung cấp đám mây quản lý.
b. Đám mây riêng hay đám mây doanh nghiệp (Private or
Enterprise Cloud):
Là các dịch vụ đám mây này được cung cấp cho nội bộ cơ
quan, tổ chức và doanh nghiệp. Những đám mây này tồn tại bên trong
tường lửa công ty và chúng được doanh nghiệp trực tiếp quản lý.
c. Đám mây lai (Hybrid Cloud):
Là một sự kết hợp của các đám mây công cộng và đám mây

doanh nghiệp. Các đám mây này đều do doanh nghiệp tạo ra và các
trách nhiệm quản lý sẽ được phân chia giữa doanh nghiệp và nhà cung
cấp đám mây công cộng.
6
1.2.5 Xu thế ứng dụng điện toán đám mây
a. Ở ngoài nước:
Vương quốc Anh: Tại đây, Chính phủ đã xây dựng “G-cloud”
một mạng điện toán đám mây trên quy mô toàn chính phủ và cũng là
một ưu tiên chiến lược.
Nhật Bản: Tại đây, Chính phủ đang triển khai một sáng kiến
lớn về điện toán đám mây, nhân rộng “đám mây Kasumigaseki” (được
đặt theo tên một khu vực tại Tokyo nơi đặt văn phòng các Bộ thuộc
Chính phủ Nhật Bản). Sáng kiến này tìm cách phát triển một môi
trường điện toán đám mây riêng có thể host toàn bộ hệ thống tính toán
của chính phủ Nhật Bản.
Thái Lan: Tại đây, Cơ quan Dịch vụ Công nghệ Thông tin
Chính phủ (Goverment Information Technology Service – GITS) đang
xây dựng một đám mây điện toán riêng để các cơ quan chính phủ Thái
Lan sử dụng.
Niu-di-lân: Tại đây, Bộ Thương mại đã công bố vào tháng 6
năm 2009 việc họ sẽ tập trung hóa hoạt động mua sắm CNTT của tất
cả các cơ quan chính phủ, tìm cách hình thành nên “các trung tâm kiến
thức chuyên môn” tập trung vào việc hợp lý hóa vào việc mua sắm và
nghiên cứu xem điện toán đám mây và SaaS có thể đóng một vai trò
quan trọng hơn trong tương lai như thế nào.
Trung quốc: Tại đây, các chương trình điện toán đám mây
đến nay rất phổ biến bởi các nhà lãnh đạo địa phương. Thành phố
Dongying tại miền Bắc Trung Quốc đang triển khai một sáng kiến về
điện toán Đám mây cho các nhu cầu khác và giúp các công ty mới khởi
7

nghiệp phát triển dễ dàng hơn tạo ra sự thịnh vượng kinh tế và công ăn
việc làm tại thành phố.
Singapore: Cơ quan phát triển Thông tin & Truyền thông
Singapore (Infocomm Development Authority of Singapore – iDA)
khẳng định rằng điện toán đám mây thể hiện “một bối cảnh mới quan
trọng trong lĩnh vực công nghệ thông tin” và do đó, “điều quan trọng là
phải chuẩn bị Singapore thật tốt để khai thác điện toán đám mây với quy
mô, ảnh hưởng và tính cạnh tranh kinh tế lớn hơn”.
b. Ở trong nước:
Các nghiên cứu về điện toán đám mây tại Việt Nam mới chỉ ở
mức độ tìm hiểu công nghệ, các sản phẩm, nhưng cũng đã chỉ ra khả năng
ứng dụng to lớn của điện toán đám mây với kỳ vọng “đám mây” sẽ góp
phần thúc đẩy phát triển kinh tế tại Việt Nam (vốn xuất phát từ một nền
kinh tế nông nghiệp nhưng đang có tốc độ tăng trưởng cao).
1.3. KẾT LUẬN CHƯƠNG
Chương mở đầu của luận văn này đã tổng quan về công nghệ
Cloud Computing. tìm hiểu về các công nghệ điện toán đám mây, xu thế
hiện nay trên thế giới và trong nước.
Một trong những vấn đề đặt ra là nhu cầu sử dụng dịch vụ trên
thiết bị di động, nhu cầu truy cập mọi lúc mọi nơi, nhanh chóng và hiệu
quả. Vì vậy, chương tiếp theo nghiên cứu về công nghệ IP di động
(Mobile IP) và khả năng ứng dụng trong điện toán đám mây.






8

CHƯƠNG 2:
NGHIÊN CỨU VỀ CÔNG NGHỆ IP DI ĐỘNG (MOBILE IP)
2.1. GIỚI THIỆU
Trong những năm gần đây, công nghệ máy tính đã tạo ra những
thay đổi rất lớn trong tất cả các lĩnh vực của cuộc sống. Sự ra đời của máy
tính xách tay (laptop) với những tính năng: gọn nhẹ, di động và giá thành
ngày càng giảm đã được mọi người rất ưa chuộng. Với cấu hình các mạng
thông thường hiện nay, một máy tính xách tay sẽ bị thay đổi các thiết lập
mạng khi nó kết nối với một mạng khác. Điều này gây ra không ít phiền
toái cho người sử dụng. Ví dụ: khi một người đang di chuyển thì rất có thể
quá trình duyệt web của họ sẽ bị ngắt và phải khởi động lại trình duyệt.






Hình 2.1. Khi người sử dụng đang di chuyển, đang duyệt
WEB,một địa chỉ IP được xác lập




Hình 2.1 - Quá trình chuyển giao, địa chỉ IP bị thay đổi, quá trình duyệt
web bị ngắt.

9
Mục đích của việc xây dựng giao thức Mobile IP là để phát triển
giải pháp cho các máy tính xách tay duy trì kết nối và dịch vụ khi chuyển
mạng. Do đó mục đích của Mobile IP là làm thế nào để địa chỉ IP là trong

suốt với các ứng dụng.
2.2. TỔNG QUAN VỀ MOBILE IP
2.2.1. Các khái niệm cơ bản:
- MN(Mobile Node): nút mạng di động
- HN (Home Network): mạng nhà của MN
- HoA (Home of Address) : địa chỉ nhà của MN
- HA (Home Agent) : Router mạng nhà
- CN (Correspondent Node): nút mạng khách trao đổi với MN
- FN (Foreign Network): : mạng khách
- FA (Foreign Agent): Router mạng khách
- CoA (Care-of Address): là chỉ IP điểm cuối của đường hầm
2.2.2. Hoạt động cơ bản Mobile IP:
Bước 1: MN tại mạng nhà
- MN kết nối với Internet qua một Router HA
- MN di chuyển sang mạng khách, sẽ nhận được 01 địa chỉ
CoA (địa chỉ CoA có trong Router mạng khách FA)
- FA quảng bá địa chỉ CoA


Hình 2.3 - MN tại mạng nhà

10

Bước 2: MN di chuyển sang mạng khách
- MN biết được FA và CoA nó sử dụng
- MN đăng ký CoA với HA để tạo ràng buộc

Hình 2.4 - MN di chuyển sang mạng khách

Bước 3: Định tuyến:
* Phương thức định tuyến khi sử dụng FA CoA
– CN gửi gói tin IP cho MN
– Gói tin được định tuyến tới HA
– HA đóng gói tin và gửi gói tin tới FA theo đường hầm
– FA chuyển gói tin tới MN



Hình 2. 5 - Phương thức định tuyến khi sử dụng FA CoA




11

* Phương thức định tuyến khi sử dụng CCoA
– Khác với định tuyến trên, CoA được coi là giao diện của
MN nên nó gọi là CoA đồng vị (CCoA)
– MN đăng ký CoA trực tiếp với HA để tạo ràng buộc.
– HA có thể tạo đường hầm gửi gói tin tới MN

Hình 2.6 - MN di chuyển sang mạng khách

Phương thức định tuyến trong trường hợp này cũng tương tự
như khi sử dụng FA CoA.







Hình 2. 7 - Phương thức định tuyến khi sử dụng CCoA
Bước 4: Đăng ký:
12
a. Đăng ký thông qua FA:
Khi đăng ký thông qua FA thì thủ tục đăng ký yêu cầu 4 bản
tin










Hình 2. 8 - Đăng ký thông qua FA

b. Đăng ký trực tiếp với HA:

Khi đăng ký trực tiếp với HA thì thủ tục đăng ký yêu cầu 2
bản tin.
Hình 2. 9 - Đăng ký trực tiếp với HA
MN
Yêu cầu đăng ký
Trả lời đăng ký
HA FA

MN

FA

HA

Yêu c
ầ
u
đă
ng ký
Yêu c
ầ
u
đă
ng ký
Tr
ả
l
ờ
i
đă

ng ký
Tr
ả
l
ờ
i
đă
ng ký
13
2.2.3. Các vấn đề của Mobile IP và cách giải quyết:
2.2.3.1. Tối ưu định tuyến: “Định tuyến tam giác”
Nếu để ý sẽ dễ nhận thấy một khuyết điểm của IP di động là
khi bạn đang ở mạng khách thì thông tin trước khi gửi đến MN phải
gửi thông qua HA, rồi từ HA lại chuyển tiếp đến MN. Riêng MN thì vì
biết rõ địa chỉ của CN, nên nó có thể hoặc gửi trực tiếp đến CN hoặc
gửi thông qua HA. Nếu thông tin cứ truyền qua HA, thì rõ ràng thời
gian trễ sẽ lớn và quá trình định tuyến như thế là không hiệu quả. Xem
hình minh họa dưới đây.

Hình 2. 10– Định tuyến tam giác
Vấn đề này còn gọi là “định tuyến tam giác”. Giải pháp: đối
với những gói tin ban đầu, ngay khi MN thực hiện Mobile IP đăng ký
với HA, thì nó sẽ được chuyển đến HA. Sau đó, MN sẽ gửi một “cập
nhật ràng buộc” tới thẳng CN. “Ràng buộc” ở đây nghĩa là một ánh xạ
liên kết từ địa chỉ thường trú của MN với địa chỉ CoA. CN sẽ duy trì
cái ràng buộc này, mỗi một truy nhập (entry) sẽ có một thời gian sống
nhất định. Nếu entry vẫn còn hợp lệ thì CN sẽ gửi gói tin trực tiếp đến
MN và MN cũng sẽ gửi trực tiếp đến CN. Nếu entry bị hết hạn thì lúc
14
đó CN sẽ gửi đến HA, rồi từ HA sẽ chuyển đến MN như bình thường.

Và lúc đó MN sẽ phải gửi lại cập nhật ràng buộc.









Hình 2. 11 - Tối ưu hóa định tuyến
2.2.3.2. Chuyển giao êm(Forwarding)
Khi một MN di chuyển từ một mạng tạm trú này sang một
mạng tạm trú khác, tức sẽ chuyển từ FA-old (oFA) sang một FA-new
(nFA). Trong lúc chuyển từ oFA sang nFA, gói tin sẽ vẫn tiếp tục được
chuyển đến oFA. Để giảm số gói bị mất do vấn đề này, oFA sẽ
chuyển gói tin nó nhận được đến nFA. Đấy chính là một cải tiến được
gọi là chuyển giao êm (forwarding).
Để làm được điều đó, một khi MN kết nối xong với nFA, nó sẽ
gửi địa chỉ mới của nó đến oFA, và oFA sẽ chuyển thông tin đến cho
nó. Hoặc trước khi di chuyển, nó có thể báo với oFA địa chỉ mới mà
nó đến, rồi từ đó, oFA sẽ forward gói tin đến nFA. Các gói tin
này sẽ được chuyển đến MN một khi MN kết thúc kết nối với nFA.

15

Hình 2. 12 - Chuyển giao êm
2.2.3.3. Truyền hầm ngược:
Khi MN đang ở một mạng khách và gửi các gói tin cho CN
thì MN phải sử dụng địa chỉ nhà của nó như là địa chỉ nguồn trong tiêu
đề IP. Địa chỉ nhà này không thuộc về mạng con (subnet) của mạng
khách (tiền tố mạng của địa chỉ nhà khác với tiền tố mạng của mạng
khách).
Trong các mạng hiện nay đều được trang bị các bộ lọc đầu
vào và đầu ra (có thể đó là các firewall). Firewall sẽ chặn các gói tin IP
có địa chỉ không hợp lệ vào mạng hay ra khỏi mạng. Khi các gói tin tới
firewall thì firewall sẽ kiểm tra xem địa chỉ IP nguồn có hợp lệ hay
không. Nếu liên kết mà gói tin đến đã được đăng ký như là tuyến mặc
16
định của địa chỉ nguồn trong tiêu đề IP thì gói tin đó sẽ được cho qua.
Ngược lại, firewall sẽ loại bỏ gói tin này, bởi vì khi đó địa chỉ IP là
không hợp lệ. Các firewall như vậy sẽ loại bỏ các gói tin của MN gửi
cho CN do địa chỉ nhà của MN không thuộc về mạng con được trang bị
firewall này.
Để giải quyết vấn đề này, Mobile IP đưa ra phương thức
truyền hầm ngược (reverse tunneling). Tuy nhiên phương thức truyền
hầm ngược là không bắt buộc khi triển khai Mobile IP. FA và HA
thông báo cho MN biết nó có hỗ trợ truyền hầm ngược không thông
qua bản tin quảng cáo tác nhân. Tuy nhiên, MN cũng có thể yêu cầu

truyền hầm ngược thông qua bản tin yêu cầu đăng ký. Khi áp dụng
truyền hầm ngược, một đường hầm hai hướng sẽ được thiết lập để có
thể truyền các gói tin từ CoA tới HA.

Hình 2.13 - Truyền hầm ngược
2.2.3.4. Router di động:
Xu hướng hiện nay là di động hóa khi đó tất cả các Router
cũng có khả năng di chuyển. Router di động sẽ thực hiện chức năng
định tuyến cho một mạng di động (mạng gồm các host di chuyển cùng
nhau, ví dụ mạng LAN trên máy bay, tàu hỏa…) và các node trong
17
mạng sẽ hoạt động giống như khi chúng đang kết nối tại một mạng cố
định.

Hình 2. 14 – Mạng di động
Trong mạng di động, các giao diện của Router di động sẽ
hoạt động giống như MN. Các giao diện nói trên phải là các giao diện
vô tuyến: WLAN, GPRS, thông tin vệ tinh… Vì Router di động
(Mobile Router: MR) hoạt động như một MN khi di chuyển nên khi rời
khỏi mạng nhà, nó cũng phải thực hiện các thủ tục đăng ký giống như
MN và do đó nó cũng được cấp một CoA. Khi sang một mạng khách,
MR sẽ được kết nối với Internet thông qua một FA. FA này là một
Router được đặt trên mặt đất. Ngoài ra, MR cũng có thể hoạt động như
một FA đối với các MN trong mạng di động. Trong mục này chỉ xét
đến trường hợp MR hoạt động đơn thuần như là một Router mặc định
đối với các node cố định trong mạng di động.

18

Hình 2.15. Định tuyến trong trường hợp MR

2.3 GIẢI PHÁP IP DI ĐỘNG TRÊN MẠNG GPRS
2.3.1 Giới thiệu
GPRS (General Packet Radio Service) là công nghệ chuyển
mạch gói được phát triển trên nền tảng công nghệ thông tin di động
toàn cầu (GSM : Global System for Mobile) sử dụng đa truy nhập phân
chia theo thời gian (TDMA : Time Division Multiple Access).
Những lợi ích chính của GPRS là dành riêng các tài nguyên vô
tuyến chỉ khi có dữ liệu truyền đi và làm giảm độ tin cậy trên các thành
phần chuyển mạch kênh truyền thống. Với các chức năng được tăng
cường, GPRS làm giảm giá thành, tăng khả năng thâm nhập các dịch
vụ số liệu cho người dùng. Hơn nữa, GPRS nâng cao các dịch vụ dữ liệu
như độ tin cậy và đáp ứng các đặc tính hỗ trợ. Các ứng dụng sẽ được
phát triển với GPRS sẽ hấp dẫn hàng loạt các thuê bao di động và cho
phép các nhà khai thác đa dạng hoá các dịch vụ. Các dịch vụ mới sẽ
làm tăng nhu cầu về dung lượng đường truyền trên các tài nguyên vô
tuyến và các tiểu hệ thống cơ sở. Một phương pháp GPRS dùng để làm
ghim bớt các tác động đến dung lượng đường truyền là chia sẻ cùng tài
nguyên Radio giữa các trạm di động trong một tế bào. Hơn nữa, các
thành phần mạng cốt lõi sẽ được triển khai để hỗ trợ cho các dịch vụ số
liệu được hiệu quả hơn.
Để cung cấp các dịch vụ mới cho người sử dụng điện thoại di
động, GPRS là bước quan trọng hội nhập tới các mạng thông tin thế hệ
ba (3G). GPRS cho phép các nhà khai thác mạng triển khai trên nền
19
một cấu trúc cốt lõi dựa trên mạng IP cho các ứng dụng số liệu và sẽ
tiếp tục được sử dụng và mở rộng cho các dịch vụ 3G cho các ứng

dụng số liệu và thoại tích hợp. GPRS chứng tỏ được sự phát triển các
dịch vụ và ứng dụng mới, cũng như được dùng để phát triển các dịch
vụ 3G.
2.3.2 Các đặc trưng cơ bản của GPRS
2.1. Đặc trưng về người dùng:
GPRS có rất nhiều đặc trưng riêng cho người dùng cuối:
- Tốc độ
- Tính tức thì
- Các ứng dụng mới
- Cước dịch vụ
2.2. Đặc trưng về mạng
- Chuyển mạch gói
- Sử dụng hiệu quả dải phổ được cấp
- Hướng tới sự trật tự
- Kết nối với các mạng IP
2.3.3 Kiến trúc mạng GPRS

20
Hình 2.16 Kiến trúc mạng GPRS

* Bao gồm các thành phần:
1. Thiết bị đầu cuối (TE -Terminal Equipment)
2. Đầu cuối di động (MT -Mobile Terminal)
3. Trạm di động (MS - Mobile Station)
4. Phân hệ trạm gốc (BSS-Base Station Subsystem)
5. HLR của GSM cũng được nâng cấp để chứa các thông tin về
thuê bao và các thông tin định tuyến GPRS.
6. Nút hỗ trợ GPRS dịch vụ (SGSN)
7. Nút hỗ trợ GPRS cổng (GGSN)
8. Cổng tính cước (CGw

2.3.4 Triển khai Mobile IP trên mạng GPRS
a. Bước 1 - Hỗ trợ dịch vụ Mobile IP
Hình 2.17 miêu tả cấu trúc điển hình của một mạng GPRS hỗ
trợ dịch vụ Mobile IP. Trong đó, một bộ lọc (filter) được sử dụng để
chặn các lưu lượng không mong muốn từ Internet.

21
Hình 2.17 Kiến trúc mạng GPRS hỗ trợ Mobile IP
Hình 2.18 miêu tả thủ tục đăng ký của MS với mạng gốc.
Trước tiên, thiết bị đầu cuối số liệu (TE) gửi lệnh AT để truyền các
tham số tới thiết bị di động (MT

Hình 2.18. Thủ tục đăng ký Mobile IP trong GPRS
b. Bước 2 - Tối ưu hoá đường đi
Trong phần trước chúng ta đã giả thiết rằng mỗi kết nối của
MS chỉ được thực hiện thông qua một GGSN duy nhất. Tuy nhiên
trong nhiều trường hợp, một PLMN có thể có nhiều GGSN khác nhau.
Vấn đề xảy ra nếu MS duy trì kết nối trong một khoảng thời gian dài
và di chuyển giữa nhiều SGSN khác nhau. Việc định tuyến sẽ không
thực sự hiệu quả nếu các SGSN này không được phục vụ bởi cùng một
GGSN. Trường hợp này tương tự như vấn đề định tuyến tam giác đã
được đề cập trong phần Mobile IP.
22

Hình 2.19. Các trường hợp chuyển vùng trong GPRS
Ý tưởng đằng sau giao thức Mobile IP đó là cho phép duy trì
kết nối IP trong suốt quá trình di chuyển. Mobile IP là một công nghệ
độc lập được tích hợp vào GPRS do đó không làm ảnh hướng đến kiến
trúc của hệ thống GPRS. Các chức năng quản lý di động được tách biệt
rõ ràng, bao gồm quản lý di động trong mạng dịch vụ và quản lý di

động trên giao diện vô tuyến. Nhờ vậy mà các thông tin định tuyến gói
tin được quản lý một cách độc lập với các thông tin quản lý vị trí và
nhận thực thuê bao của mạng di động.
Cùng với các khả năng chuyển vùng IP hiện có, việc hỗ trợ
Mobile IP giúp cho nhà khai thác có thể cung cấp giải pháp kết nối IP
toàn diện cho hệ thống GPRS. Trên hình 2.19, một MS từ PLMN A
chuyển vùng đến PLMN B. Để truy nhập Internet, MS có thể kết nối
qua hệ thống đường trục liên mạng (giao diện Gp). Trường hợp này
thường xảy ra khi MS được gán địa chỉ IP cố định (có thể là công cộng
hoặc dành riêng) và chuyển vùng đến mạng không hỗ trợ Mobile IP.
Việc định tuyến gói tin không thực sự hiệu quả và người dùng phải trả
thêm những phí tổn không đáng có do việc sử dụng tài nguyên của hệ
thống chuyển vùng.
23
2.4 GIẢI PHÁP CHUYỂN VÙNG “THÔNG MINH” CỦA CISCO
2.4.1. Giới thiệu
Cisco giới thiệu giải pháp mạng mạng IP di động giúp người
sử dụng có thể di chuyển mọi nơi mọi lúc mà không bị mất kết nối.
Giải pháp này gồm các thành phần sau:
AAA Server: Máy chủ lưu trữ và quản lý các domain WDS.
WDS: Domain WDS là bộ phần mềm quản lý mã Key của
người dùng.
AP1,AP2: Các Access Point cho phép người dùng kết nối
mạng truy nhập.
2.4.2. Giải pháp chuyển vùng của CISCO
2.4.2.1. Mô hình giải pháp:


Hình 2.20 – Mô hình giải pháp chuyển vùng của Cisco
Giải pháp chia làm 02 vùng mạng:

* Đối với vùng mạng cùng 01 địa chỉ IP (cùng 01 subnet)