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Uma Proposta de Integração das Redes UMTS e IEEE 802.11 com Suporte a
Mobilidade
Antonia Diana Braga NogueiraAntonia Diana Braga Nogueira
(([email protected]@great.ufc.br))
Profa. Rossana M. de C. Andrade, Profa. Rossana M. de C. Andrade, PhDPhD. (Orientadora). (Orientadora)
(([email protected]@ufc.br))
Uma Proposta de Integração das Redes UMTS e IEEE 802.11 com Suporte a Mobilidade 2
Tópicos
A proposta Mob4Loose
Especificação em SDL
Simulação e Validação usando TAU Telelogic
Considerações Finais
Uma Proposta de Integração das Redes UMTS e IEEE 802.11 com Suporte a Mobilidade 3
A Proposta Mob4Loose
Mob4Loose
Baseada no nível 4 do 3GPP
Extensão da arquitetura Loose Interworking
Utiliza os protocolos MIPv6 e SIP, levando em consideração as seguintes premissas
MH e CH devem ser agentes SIP para então ter o SIP como protocolo de mobilidade
MH e CH devem ser agentes MIPv6 para então ter o MIP como protocolo de mobilidade
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A Proposta Mob4Loose
SGSNSGSNGGSNGGSN
WLAN
HLRHLR
UTRAN
MH
RNC
BS
PDN
CH
LAN
IPv4/IPv6 100Mb100Mb IPv6
LAN
Converge
P-CSCFP-CSCF
I-CSCFI-CSCF S-CSCFS-CSCF
AP
HAHA
Arquitetura
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A Proposta Mob4Loose
Metodologia
Requisitos
Baseada em técnicas formais de especificação
Diagramas de Seqüência (Message Sequence Charts -MSCs)
SDL (Specification and Description Language)
Ferramenta TAU Telelogic
Especificação
Simulação
Validação
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A Proposta Mob4Loose
Diagramas de Seqüência - Handoff para a rede UMTS
SIP MIPv6
MH SGSN GGSN HA CH
Seleciona UMTS
Procedimento AKA UMTS
MH SGSN GGSN SIP Server CH
Seleciona UMTS
Procedimento AKA UMTS
Attach Response
Attach Request
SIP re-INVITE Request
SIP re-INVITE Response
SIP re-INVITE Request
SIP re-INVITE Response
SIP ACK
Attach Request
Attach Response
Binding Update
Binding Acknowledgment
Binding Update
Binding Acknowledgment
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A Proposta Mob4Loose
Diagramas de Seqüência - Handoff para a rede IEEE 802.11
SIP
MH SGSN SIP Server CHAP
Seleciona IEEE 802.11
Procedimento de Associação
Procedimento EAP/AKA
MIPv6
MH SGSN HA CHAP Converge
Seleciona IEEE 802.11
Procedimento de Associação
Procedimento EAP/ AKA
Binding Acknowledgment
UMTS Detach
Binding Update
Binding Update
Binding Acknowledgment
SIP re-INVITE Request
SIP re-INVITE Response
SIP ack
UMTS Detach
SIP re-INVITE Request
SIP re-INVITE Response
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A Proposta Mob4Loose
Diagramas de Seqüência – Entidade Converge
ID do Usuário
Restabelecimento da conexão UMTS
Converge SGSN MH
Economia de Energia
ConvergeMH CH
conAuthenticationRequest
handoffToUMTS
ackAuthRequest
dataAuthResponse
SIP Invite Request
wake up
SIP Invite Request
SIP Invite Response
SIP Invite Response
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Especificação em SDL
SDLSystem
integrationwlanumts.sdt
Gerador do Código
CbasicSDL
CódigoC
Compiladore Linkador
C
IntegrationWLANUMTS_smc.exe
Biblioteca de
Simulação
GUISimulador
SDL
Ciclo geral de uma especificação em SDL
Através do editor SDL, a especificação pode ser criada
Em seguida, a especificação pode ser compilada para corrigir os
possíveis erros gerados
Há também a possibilidade da simulação e validação da especificação
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Especificação em SDL
A modelagem em SDL foi feita utilizando a ferramenta Telelogic Tau SDL Suite versão 5.1
SDL Organizer
Simulator UI
Validator UI
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Especificação
em SDL
SDL Organizer
figura
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Especificação em SDL
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Especificação em SDL
Bloco MH
Especificação
em SDL
Diagrama de estados do MH
Figura
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Especificação em SDL
Diagrama de estados do MH
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Especificação em SDL
Diagrama de estados do MH
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Especificação em SDL
Diagrama de estados
da Converge
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1 2 3 Especificação SDL executável
MSCs
Criação do Modeloem SDL
SimulaçãoInterativa
Simulação Exaustiva
EspecificaçãoSDL
Simulação e Validação
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Ferramenta Simulator UI
Simulação e Validação
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Handoff para WLAN com MIP
Simulação e Validação
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Ferramenta Validator UI
Simulação e Validação
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Bit-State Simples
Simulação e Validação
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Bit-State Simples – profundidade 300
Simulação e Validação
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Bit-State – Avançado: profundidade 800
Simulação e Validação
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Random Walk
Simulação e Validação
Simulação e Validação
Tree Walk
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Exhaustive
Simulação e Validação
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Tree Search
Simulação e Validação
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Considerações Finais
Conclusões
Este trabalho a integração das redes UMTS e IEEE 802.11
SIP
MIPv6
Este trabalho também apresentou uma nova entidade para a arquitetura Mob4Loose - Converge
A especificação em SDL e respectivas simulação e validação foram realizadas utilizando a ferramenta Tau Telelogic
Os procedimentos detectaram erros, como perda de sinais e deadlocks, os quais foram prontamente solucionados com a ajuda da ferramenta
O processo de handoff entre as redes UMTS e IEEE 802.11 foi formalmente validado
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Considerações Finais
Trabalhos Futuros
Mapeamento dos requisitos de QoS a serem oferecidos pelas redes
IEEE 802.11 (nível 5 do 3GPP)
Analisar a integração para o acesso aos serviços de comutação por
circuitos de uma WLAN (nível 6 do 3GPP)
Integração entre o sistema UMTS e as redes IEEE 802.11 Ad Hoc
Avaliar os passos da autenticação, que pode representar grande parte
do atraso gerado no handoff
Testbed
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Publicação
Integração das Redes UMTS e IEEE 802.11
utilizando os protocolos MIPv6 e SIP. Simpósio Brasileiro de Redes de Computadores e Sistemas
Distribuídos, XXV, SBRC 2007 (short-paper)
Considerações Finais
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Apoio
Obrigada!
Funcap
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Propostas de Integração
SGSNSGSNGGSNGGSN
WLAN
AP
HLRHLR
PDN
UTRAN
MH
RNC
BS
Gi
Gr
Gn/p
Iu
uu
WLAN
TightLoose
deslocamento
APIuCF
Tight e Loose Interworking
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A Proposta Mob4Loose
Diagramas de Seqüência - Autenticação
UMTS
USIM SGSNUE HLR/AuC
IMSI
AuthenticationRequest
DataAuthRequest
Vetor de Autenticação
[RAND, XRES, CK, IK, AUTN]
DataAuth Response
Vetor de Autenticação
[RAND, XRES, CK, IK, AUTN]
DataAuth Response
DataAuth Response[RAND, AUTN]
Cálculo do MAC
Compara MAC
Verifica SQN
Cálculo do RES
AuthenticationResult
AuthenticationResult
Compara XRES e RES
EapowStart
EAPResponseIdentity
EAP- Request/AKA- Challenge
EAP- Request/AKA- Challenge
Auth Result
EAPRequestIdentity
EAPResponseIdentity
DataAuthResponse
AP
IEEE 802.11
UE AAA Server AuC
DataAuthRequest
[ RAND, AUTN]
Cálculo do RES
Compara XRES e RES
Vetor de Autenticação
[RAND, XRES, CK, IK, AUTN]