CÔNG NGHỆ GRID COMPUTING VÀ ỨNG DỤNG

Đại Học Quốc Gia TP.HCM
Trường Đại Học Công Nghệ Thông Tin
BÁO CÁO MÔN HỌC
TÍNH TOÁN LƯỚI
ĐỀ TÀI:
ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY & ỨNG DỤNG
TRÊN IP MOBILE
GVHD: PGS. TS NGUYỄN PHI KHỨ
Học viên:NGUYỄN BẢO MINH–CH1101104
Lớp: Cao học khóa 6
TP.HCM – 07/2013
GVHD: PGS.TS Nguyễn Phi Khứ HVTH: Nguyễn Bảo Minh – CH1101104
MỤC LỤC
hư3fơ3fng 1 Chương 1. TỔng quan vỀ Cloud Computing 3
1.1 Đặt vấn đề 3
1.2 Định nghĩa 4
1.3 Mô hình tổng quan 5
1.4 Các giải pháp 6
1.4.1 Vấn đề về lưu trữ dữ liệu: 6
1.4.2 Vấn đề về sức mạnh tính toán: 6
1.5 Các dịch vụ của đám mây 7
1.5.1 Dịch vụ cơ sở hạ tầng-IaaS 7
1.5.2. Dịch vụ nền tảng-PaaS 8
1.5.3. Dịch vụ phần mềm-SaaS 9
1.6 Đặc điểm của cloud computing 10
1.7 Xu hướng phát triển 11
cHƯƠNG 2:NGHIÊN CỨU VỀ CÔNG NGHỆ IP DI ĐỘNG (MOBILE IP) 13
2.1 Giới thiệu 13
2.2 Tổng quan về IP Mobile 14
2.2.1 Các khái niệm cơ bản: 14
2.2.2 Hoạt động cơ bản Mobile IP: 14

Đăng ký thông qua FA: 16
2.2.3 Các vấn đề của Mobile IP và cách giải quyết: 17
2.3 Giải pháp ip di động trên mạng gprs 22
2.3.1 Giới thiệu 22
2.3.2 Các đặc trưng cơ bản của GPRS 23
2.3.4 Triển khai Mobile IP trên mạng GPRS 24
2.4 Giải pháp chuyển vùng “thông minh” của Cisco 27
2.4.1 Giới thiệu 27
2.4.2 Giải pháp chuyển vùng của Cisco 27
2.5. Kết luận 28
CHƯƠNG 3:TÌM HIỂU GIẢI PHÁP ỨNG DỤNG MOBILE IP VÀO ĐIỆN TOÁN
ĐÁM MÂY (iDRAGON CLOUD) 30
3.1 Tổng quan về dự án idragon cloud 30
3.2 Ứng dụng nguyên lý hoạt động của ip di động xây dựng giải pháp chuyển vùng
trong dự án idragon cloud 30
3.2.1 Dịch vụ di động khi không có cloud 31
3.2.2. Tìm hiểu mô hình giải pháp chuyển vùng dịch vụ iDragon Cloud 31
3.2.3. Mô tả cơ chế chuyển vùng: 32
3.3 Kết luận 34
TÀI LIỆU THAM KHẢO 35
GVHD: PGS.TS Nguyễn Phi Khứ HVTH: Nguyễn Bảo Minh – CH1101104
HƯ3FƠ3FNG 1
HƯ3FƠ3FNG 1
CHƯƠNG 1. T
CHƯƠNG 1. T
Ổ
Ổ
NG QUAN V
NG QUAN V
Ề

Ề
CLOUD COMPUTING
CLOUD COMPUTING
1.1 Đặt vấn đề
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. Để có thể
quản lý được nguồn dữ liệu đó, ban đầu các doanh nghiệp phải đầu tư, tính toán rất
nhiều loại chi phí như chi phí cho phần cứng, phần mềm, mạng, chi phí cho quản
trị viên, chi phí bảo trì, sửa chữa, … Ngoài ra họ còn phải tính toán khả năng mở
rộng, nâng cấp thiết bị; phải kiểm soát việc bảo mật dữ liệu cũng như tính sẵn sàng
cao của dữ liệu.
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.
Khái niệm về điện toán đám mây xuất hiện từ những năm 1960 trở lại đây, khi
John McCarthy phát biểu rằng “một ngày nào đó tính toán được tổ chức như một
tiện ích công cộng”. Các đặc điểm của điện toán đám mây tạo ra như khả năng co
giản, cung cấp như một tiện ích trực tuyến, với khả năng xem như vô hạn.
Thuật ngữ “đám mây” lấy trong kỹ thuật điện thoại tại các công ty viễn thông.
Các học giả đầu tiên sử dụng thuật ngữ ‘điện toán đám mây” là thuật ngữ trong một
bài giảng năm 1997 bởi Ramnath Chellappa.
Thuật ngữ “cloud computing” còn được bắt nguồn từ ý tưởng đưa tất cả mọi
thứ như dữ liệu, phần mềm, tính toán, … lên trên mạng Internet. Chúng ta sẽ không
còn trông thấy các máy PC, máy chủ của riêng các doanh nghiệp để lưu trữ dữ
liệu, phần mềm nữa mà chỉ còn một số các “máy chủ ảo” tập trung ở trên mạng.
Các “máy chủ ảo” sẽ cung cấp các dịch vụ giúp cho doanh nghiệp có thể quản lý
dữ liệu dễ dàng hơn, họ sẽ chỉ trả chi phí cho lượng sử dụng dịch vụ của họ, mà

không cần phải đầu tư nhiều vào cơ sở hạ tầng cũng như quan tâm nhiều đến công
Trang 3
GVHD: PGS.TS Nguyễn Phi Khứ HVTH: Nguyễn Bảo Minh – CH1101104
nghệ. Xu hướng này sẽ giúp nhiều cho các công ty, doanh nghiệp vừa và nhỏ mà
không có cơ sở hạ tầng mạng, máy chủ để lưu trữ, quản lý dữ liệu tốt.
Vậy “cloud computing” là gì ? Nó có thể giải quyết bài toán trên như thế nào và có
những đặc điểm nổi bật gì ? Chúng ta sẽ đi qua các phần sau để nắm rõ vấn đề này.
1.2 Định nghĩa
Theo Wikipedia:
“Điện toán đám mây (cloud computing) là một mô hình điện toán có khả
năng co giãn (scalable) linh động và các tài nguyên thường được ảo hóa được
cung cấp như một dịch vụ trên mạng Internet”.
Theo Gartner (ht t

p: /

/w w

w.build i

n g the c loud.co.u k

/

) :
“Một mô hình điện toán nơi mà khả năng mở rộng và linh hoạt về công
nghệ thông tin được cung cấp như một dịch vụ cho nhiều khách hàng đang sử dụng
các công nghệ trên Internet”.
Theo Ian Foster:
“Một mô hình điện toán phân tán có tính co giãn lớn mà hướng theo co giãn

về mặt kinh tế, là nơi chứa các sức mạnh tính toán, kho lưu trữ, các nền tảng
(platform) và các dịch vụ được trực quan, ảo hóa và co giãn linh động, sẽ được
phân phối theo nhu cầu cho các khách hàng bên ngoài thông qua Internet”.
Hình 1.1: Mọi thứ đều tập trung vào đám mây
Trang 4
GVHD: PGS.TS Nguyễn Phi Khứ HVTH: Nguyễn Bảo Minh – CH1101104
1.3 Mô hình tổng quan
Theo định nghĩa, các nguồn điện toán khổng lồ như dữ liệu ,phần mềm, dịch
vụ sẽ nằm tại các máy chủ ảo (đám mây) trên Internet thay vì trong máy tính gia
đình và văn phòng (trên mặt đất) để mọi người kết nối và sử dụng mỗi khi họ cần
và họ chỉ trả tiền cho những lần họ sử dụng để tránh tình trạng có những phần mềm
chỉ sài 1 lần nhưng ta phải bỏ ra một số tiền lớn để mua chúng.
Hình 2: Minh họa về cloud computing
Hiện nay, các nhà cung cấp đưa ra nhiều dịch vụ của cloud computing theo
nhiều hướng khác nhau, đưa ra các chuẩn riêng cũng như cách thức hoạt động khác
nhau. Do đó, việc tích hợp các cloud để giải quyết một bài toán lớn của khách hàng
vẫn còn là một vấn đề khó khăn. Chính vì vậy, các nhà cung cấp dịch vụ đang có
xu hướng tích hợp các cloud lại với nhau thành “sky computing”, đưa ra các chuẩn
chung để giải quyết các bài toán lớn của khách hàng.
Trang 5
GVHD: PGS.TS Nguyễn Phi Khứ HVTH: Nguyễn Bảo Minh – CH1101104
Hình 3: Mô hình tổng quan của cloud
computing
1.4 Các giải pháp
Cloud Computing ra đời để giải quyết các vấn đề sau:
1.4.1 Vấn đề về lưu trữ dữ liệu:
Dữ liệu được lưu trữ tập trung ở các kho dữ liệu khổng lồ. Các công
ty lớn như
Microsoft, Google ,Amazon có hàng chục kho dữ liệu trung tâm nằm rải rác
khắp nơi trên thế giới. Các công ty lớn này sẽ cung cấp các dịch vụ cho phép doanh

nghiệp có thể lưu trữ và quản lý dữ liệu của họ trên các kho lưu trữ trung tâm.
1.4.2 Vấn đề về sức mạnh tính toán:
Có 2 giải pháp chính:
Sử dụng các siêu máy tính (super-computer) để xử lý tính toán.Sử dụng các hệ
thống tính toán song song, phân tán, tính toán lưới (grid computing).
1.4.3 Vấn đề về cung cấp tài nguyên, phần mềm:
Cung cấp các dịch vụ như
 IaaS (infrastructure as a service)
 PaaS (platform as a service),
Trang 6
GVHD: PGS.TS Nguyễn Phi Khứ HVTH: Nguyễn Bảo Minh – CH1101104
 SaaS (software as a service).

Hình 4: Minh họa về các dịch vụ
1.5 Các dịch vụ của đám mây
1.5.1 Dịch vụ cơ sở hạ tầng-IaaS
Những kiến trúc ảo xếp chồng là một ví dụ của xu hướng mọi thứ là dịch vụ và
có cùng những điểm hơn hẳn một máy chủ cho thuê. Không gian lưu trữ và các thiết bị
mạng tập trung, máy trạm thay vì đầu tư mua nguyên chiếc thì có thể thuê đầy đủ dịch
vụ bên ngoài. Những dịch vụ này thông thường được tính chi phí trên cơ sở tính toán
chức năng và lượng tài nguyên sử dụng (và từ đó ra chi phí) sẽ phản ảnh được mức độ
của hoạt động. Đầy lầ một sự phát triển của những giải pháp lưu trữ web và máy chủ
cá nhân ảo.
Trang 7
GVHD: PGS.TS Nguyễn Phi Khứ HVTH: Nguyễn Bảo Minh – CH1101104
Tên ban đầu được sử dụng là dịch vụ phần cứng (HaaS) và được tạo ra bởi một
nhà kinh tế học Nichlas Car vào thang 3 năm 2006, nhưng điều này cần thiết. Nhưng
từ này đã dần bị thay thế bởi khái niệm dịch vụ hạ tầng vào khoảng cuối năm 2006.
Những đặc trưng tiêu biểu:
- Cung cấp tài nguyên như là dịch vụ: bao gồm cả máy chủ, thiết bị mạng, bộ

nhớ, CPU, không gian đĩa cứng, trang thiết bị trung tâm dữ liệu.
- Khả năng mở rộng linh hoạt
- Chi phí thay đổi tùy theo thực tế
- Nhiều người thuê có thể cùng dùng chung trên một tài nguyên
- Cấp độ doanh nghiệp: đem lại lợi ích cho công ty bởi một nguồn tài nguyên
tích toán tổng hợp.
1.5.2. Dịch vụ nền tảng-PaaS
Cung cấp nền tảng tính toán và một tập các giải pháp nhiều lớp. Nó hỗ trợ việc
triển khai ứng dụng mà không quan tâm đến chi phí hay sự phức tạp của việc trang bị
và quản lý các lớp phần cứng và phần mềm bên dưới, cung cấp tất cả các tính năng cần
thiết để hỗ trợ chu trình sống đầy đủ của việc xây dựng và cung cấp một ứng dụng và
dịch vụ Web sẵn sàng trên Internet mà không cần bất kì thao tác tải hay cài đặt phần
mềm cho những người phát triển, quản lý tin học, hay người dùng cuối. Nó còn được
biết đến với một tên khác là cloudware.
Cung cấp dịch vụ nền tảng (PaaS) bao gồm những điều kiện cho qui trình thiết kế
ứng dụng, phát triển, kiểm thử, triển khai và lưu trữ ứng dụng có giá trị như là dịch vụ
ứng dụng như cộng tác nhóm, sắp xếp và tích hợp dịch vụ Web, tích hợp cơ sở dữ liệu,
bảo mật, khả năng mở rộng, quản lý trạng thái, phiên bản ứng dụng, các lợi ích cho
cộng đồng phát triển và nghiên cứu ứng dụng. Những dịch vụ này được chuẩn bị như
là một giải pháp tính hợp trên nền Web.
Những đặc trưng tiêu biểu:
- Phục vụ cho việc phát triển, kiểm thử, triển khai và vận hành ứng
dụng giống như là môi trường phát triển tích hợp
- Các công cụ khởi tạo với giao diện trên nền Web.
- Kiến trúc đồng nhất
Trang 8
GVHD: PGS.TS Nguyễn Phi Khứ HVTH: Nguyễn Bảo Minh – CH1101104
- Tích hợp dịch vụ Web và cơ sở dữ liệu
- Hỗ trợ cộng tác nhóm phát triển
- Công cụ hỗ trợ tiện tích

Các yếu tố:
1.5.2.1 Thuận lợi:
 Dịch vụ nền tảng (PaaS) đang ở thời kì đầu và được ưa chuộng ở những
tính năng vốn được ưa thích bởi dịch vụ phần mềm, bên cạnh đó có tích hợp các yếu tố
về nền tảng hệ thống.
 Ưu điểm trong những dự án tập hợp những công việc nhóm có sự phân tán
về địa lý.
 Khả năng tích hợp nhiều nguồn của dich vụ Web
 Giảm chi phí ngoài lề khi tích hợp các dịch vụ về bảo mật, khả năng mở
rộng, kiểm soát lỗi…
 Giảm chi phí khi trừu tượng hóa công việc lập trình ở mức cao để tạo dục
vụ, giao diện người dùng và các yếu tố ứng dụng khác.
 Mong đợi ở người dùng có kiến thức có thể tiếp tục hoàn thiện và hỗ trợ
tương tác với nhiều người để giúp xác định mức đô khó khăn của vấn đề chúng ta gặp
phải.
 Hướng việc sử dụng công nghệ để đạt được mục đích tạo điều kiện dễ dàng
hơn cho việc phát triển ứng dụng đa người dùng cho những người không chỉ trong
nhóm lập trình mà có thể kết hợp nhiều nhóm cùng làm việc.
1.5.2.2 Khó khăn:
 Ràng buộc bởi nhà cung cấp: do giới hạn phụ thuộc và dịch vụ của nhà
cung cấp.
 Giới hạn phát triển: độ phức tạp khiến nó không phù hợp với yêu cầu phát
triển nhanh vì những tính năng phức tạp khi hiện thực trên nền tảng web.
1.5.3. Dịch vụ phần mềm-SaaS
Dịch vụ phần mềm (SaaS) là một mô hình triển khai ứng dụng mà ở đó người
cung cấp cho phép người sử dụng dịch vụ theo yêu cầu. Những nhà cung cấp SaaS có
thể lưu trữ ứng dụng trên máy chủ của họ hoặc tải ứng dụng xuống thiết bị khách
Trang 9
GVHD: PGS.TS Nguyễn Phi Khứ HVTH: Nguyễn Bảo Minh – CH1101104
hàng, vô hiệu hóa nó sau khi kết thúc thời hạn. Các chức năng theo yêu cầu có thể

được kiểm soát bên trong để chia sẻ bản quyền của một nhà cung cấp ứng dụng thứ ba.
Những đặc trưng tiêu biểu:
 Phần mềm sẵn có đòi hỏi việc truy xuất, quản lý qua mạng.
 Quản lý các hoạt động từ một vị trí tập trung hơn là tại mỗi nơi của khách
hàng, cho phép khách hàng truy xuất từ xa thông qua Web.
 Cung cấp ứng dụng thông thường gần gũi với mô hình ánh xạ từ một đến
nhiều hơn là mô hình 1:1 bao gồm cả các đặc trưng kiến trúc, giá cả và quản lý.
 Những tính năng tập trung nâng cấp, giải phóng người dùng khỏi việc tải
các bản vá lỗi và cập nhật.
 Thường xuyên tích hợp những phần mềm giao tiếp trên mạng diện rộng
1.6 Đặc điểm của cloud computing
Nhanh chóng cải thiện với người dùng có khả năng cung cấp sẵn các tài
nguyên cơ sở hạ tầng công nghệ một cách nhanh chóng và ít tốn kém.
Chi phí được giảm đáng kể và chi phí vốn đầu tư được chuyển sang hoạt
động chi tiêu.
Điều này làm giảm rào cản cho việc tiếp nhận, chẳng hạn như cơ sở hạ tầng
được cung
cấp bởi đối tác thứ 3 và không cần phải mua để dùng cho các tác vụ tính toán
thực hiện 1 lần hay chuyên sâu mà không thường xuyên. Việc định giá dựa trên cơ sở
tính toán theo nhu cầu thì tốt đối với những tùy chọn dựa trên việc sử dụng và các kỹ
năng IT được đòi hỏi tối thiểu (hay không được đòi hỏi) cho việc thực thi.
Sự độc lập giữa thiết bị và vị trí làm cho người dùng có thể truy cập hệ thống
bằng cách sử dụng trình duyệt web mà không quan tâm đến vị trí của họ hay thiết bị
nào mà họ đang dùng, ví dụ như PC, mobile. Vì cơ sở hạ tầng off-site (được cung
cấp bởi đối tác thứ 3) và được truy cập thông qua Internet, do đó người dùng có thể
kết nối từ bất kỳ nơi nào.
Việc cho thuê nhiều để có thể chia sẻ tài nguyên và chi phí giữa một phạm vi
Trang 10
GVHD: PGS.TS Nguyễn Phi Khứ HVTH: Nguyễn Bảo Minh – CH1101104
lớn người dùng, cho phép: Tập trung hóa cơ sở hạ tầng trong các lĩnh vực với chi phí

thấp hơn (chẳng hạn như bất động sản, điện, v.v.), Khả năng chịu tải nâng cao (người
dùng không cần kỹ sư cho các mức tải cao nhất có thể). Cải thiện việc sử dụng và
hiệu quả cho các hệ thống mà thường chỉ 10-20% được sử dụng.
Độ tin cậy cải thiện thông qua việc sử dụng các site có nhiều dư thừa, làm
nó thích hợp cho tính liên tục trong kinh doanh và khôi phục thất bại. Tuy nhiên, phần
lớn các dịch vụ của cloud computing có những lúc thiếu hụt và người giám đốc kinh
doanh, IT phải làm cho nó ít đi.
Tính co giãn linh động (“theo nhu cầu”) cung cấp tài nguyên trên một cơ sở
mịn, tự bản thân dịch vụ và gần thời gian thực, không cần người dùng phải có kỹ
sư cho chịu tải. Hiệu suất hoạt động được quan sát và các kiến trúc nhất quán, kết nối
lỏng lẽo được cấu trúc dùng web service như giao tiếp hệ thống.
Việc bảo mật cải thiện nhờ vào tập trung hóa dữ liệu, các tài nguyên chú
trọng bảo mật, v.v… nhưng cũng nâng cao mối quan tâm về việc mất quyền điều
khiển dữ liệu nhạy cảm. Bảo mật thường thì tốt hay tốt hơn các hệ thống truyền
thống, một phần bởi các nhà cung cấp có thể dành nhiều nguồn lực cho việc giải quyết
các vấn đề bảo mật mà nhiều khách hàng không có đủ chi phí để thực hiện. Các nhà
cung cấp sẽ ghi nhớ (log) các truy cập, nhưng việc truy cập vào chính bản thân các
audit log có thể khó khăn hay không thể.
Khả năng chịu đựng xảy ra thông qua việc tận dụng tài nguyên đã được cải
thiện, các hệ thống hiệu quả hơn. Tuy nhiên, các máy tính và cơ sở hạ tầng kết hợp là
những thứ tiêu thụ năng lượng chủ yếu.
1.7 Xu hướng phát triển
Thuật ngữ “cloud computing” ra đời từ giữa năm 2007, cho đến nay đã không
ngừng phát triển mạnh mẽ và được hiện thực bởi nhiều công ty lớn trên thế giới như
IBM, Sun, Amazon, Google, Microsoft, Yahoo, SalesForce, …
Trang 11
GVHD: PGS.TS Nguyễn Phi Khứ HVTH: Nguyễn Bảo Minh – CH1101104
Hình 6: Một số nhà cung cấp dịch vụ điện toán đám mây
Với mục tiêu giải quyết các bài toán về dữ liệu, tính toán, dịch vụ, … cho khách
hàng, cloud computing đã và đang mang lại lợi nhuận lớn, đem đến một sân chơi, một

thị trường rộng lớn cho các nhà cung cấp dịch vụ, nên sự phát triển nhanh chóng của
nó có thể được tính bằng từng ngày.
Hình 7: Xu hướng phát triển của điện toán đám mây
Theo báo VNUnet (28/04/2009), trong một cuộc khảo sát các khách hàng sử dụng
các dịch vụ của cloud computing thì có tới 27,7% quan tâm về vấn đề lưu trữ dữ liệu
(data storage); 17% về các ứng dụng liên quan tài chính; 12,8% về e-mail.
Thị trường dịch vụ đám mây ước tính sẽ tăng từ 46.6 tỷ USD trong năm 2008
lên 150.1 tỷ USD trong năm 2013, với tốc độ tăng trưởng chung hàng
năm khoảng 26.5%.
Trang 12
GVHD: PGS.TS Nguyễn Phi Khứ HVTH: Nguyễn Bảo Minh – CH1101104
C
C
H
H
Ư
Ư
Ơ
Ơ
N
N
G
G


2:
2:
N
N
GH

GH
I
I
Ê
Ê
N
N


C
C
Ứ
Ứ
U
U


V
V
Ề
Ề


C
C
Ô
Ô
N
N
G

G


N
N
G
G
H
H
Ệ
Ệ


I
I
P
P




D
D
I
I


Đ
Đ
Ộ

Ộ
N
N
G
G


(
(
M
M
O
O
B
B
I
I
L
L
E
E


I
I
P
P
)
)
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 địa chỉ IP được thiết lập
Hình 2.2 Quá trình chuyển giao, địa chỉ IP bị thay đổi, quá trình duyệt web bị ngắt.
Trang 13
GVHD: PGS.TS Nguyễn Phi Khứ HVTH: Nguyễn Bảo Minh – CH1101104
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 IP Mobile
2.2.1
C
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
Trang 14
GVHD: PGS.TS Nguyễn Phi Khứ HVTH: Nguyễn Bảo Minh – CH1101104
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:
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
Trang 15
GVHD: PGS.TS Nguyễn Phi Khứ HVTH: Nguyễn Bảo Minh – CH1101104
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:
Đăng
ký
thông qua

FA:
Khi
đăng
ký
thông qua
FA thì thủ
tục đăng
ký yêu
cầu
4 bản tin
Trang 16
GVHD: PGS.TS Nguyễn Phi Khứ HVTH: Nguyễn Bảo Minh – CH1101104
Hình 2. 8 - Đăng ký thông qua FA
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
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
Trang 17
GVHD: PGS.TS Nguyễn Phi Khứ HVTH: Nguyễn Bảo Minh – CH1101104
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 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.
Trang 18
GVHD: PGS.TS Nguyễn Phi Khứ HVTH: Nguyễn Bảo Minh – CH1101104
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
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.
Trang 19
GVHD: PGS.TS Nguyễn Phi Khứ HVTH: Nguyễn Bảo Minh – CH1101104
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
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
Trang 20
GVHD: PGS.TS Nguyễn Phi Khứ HVTH: Nguyễn Bảo Minh – CH1101104
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.
2.2.3.4 Router Di dộng
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 mạng sẽ hoạt động giống như khi chúng đang kết nối tại một mạng cố định.
Hình 2. 14 – Mạng di động
Trang 21
GVHD: PGS.TS Nguyễn Phi Khứ HVTH: Nguyễn Bảo Minh – CH1101104
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.
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
Trang 22
GVHD: PGS.TS Nguyễn Phi Khứ HVTH: Nguyễn Bảo Minh – CH1101104
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 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
2.3.2.1 Đặc trưng về người dùng:
GPRS có

rất nh
i
ề
u

đặc trưng
r
i
ê
ng

cho
ng
ư
ờ
i
dùng cuối:
 Tốc độ
 Tính tức thì
 Các ứng dụng mới
 Cước dịch vụ
2.3.2.2 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
Trang 23
GVHD: PGS.TS Nguyễn Phi Khứ HVTH: Nguyễn Bảo Minh – CH1101104
2.3.2.3 Kiến trúc mạng GPRS
Hình 2.16 Kiến trúc mạng GPRS

Bao gồm các thành phần:
 Thiết bị đầu cuối (TE -Terminal Equipment)
 Đầu cuối di động (MT -Mobile Terminal)
 Trạm di động (MS - Mobile Station)
 Phân hệ trạm gốc (BSS-Base Station Subsystem)
 HLR của GSM cũng được nâng cấp để chứa các thông tin về thuê bao và các thông tin
định tuyến GPRS.
 Nút hỗ trợ GPRS dịch vụ (SGSN)
 Nút hỗ trợ GPRS cổng (GGSN)
 Cổng tính cước (CGw
2.3.4 Triển khai Mobile IP trên mạng GPRS
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.
Trang 24
GVHD: PGS.TS Nguyễn Phi Khứ HVTH: Nguyễn Bảo Minh – CH1101104
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
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
Trang 25