Gii php handover lin mng s dng giao

Giải pháp handover liên mạng sử dụng giao thức m. SCTP GVHD: TS. Nguyễn Minh Hoàng SVTH : Trần Công Khanh MSSV : 40701076 1

Mục tiêu của đề tài: n Xây dựng một giải pháp quản lý handover liên mạng sử dụng giao thức m. SCTP để ứng dụng trong thông tin di động. (m. SCTP: mobile Stream Control Transmission Protocol) Giải pháp đề nghị: n n Dùng giao thức m. SCTP quản lý handover liên mạng. Dùng thuật toán tìm kiếm CHORD quản lý định vị. 2

Giao thức SCTP 3

n Đặc điểm: q Được IETF SIGTRAN phát hành và chuẩn hóa năm 2000 để thay thế TCP. q Giao thức lớp Transport, truyền dữ liệu tốc độ cao, an toàn, thời gian thực định hướng bảng tin qua mạng IP. q Cấu hình đa diện, đa địa chỉ IP hỗ trợ handover liên mạng. n Ứng dụng: Application UDP TCP SCTP IPv 4/IPv 6 Link Layer Physical Layer IP Network q Truyền dữ liệu trong các mạng IP. q Hỗ trợ handover liên mạng trong thông tin di động. 4

So sánh đặc điểm SCTP, TCP, UDP Dịch vụ/ Đặc điểm SCTP TCP UDP Định hướng kết nối Có Có Không Phân phát dữ liệu yêu cầu Có Có Không Phân phát dữ liệu không theo yêu cầu Có Không Có Kiểm soát lưu lượng Có Có Không Kiểm soát nghẽn Có Có Không ACKS chọn lọc Có Tùy Không bảo toàn giới hạn bảng tin Có Không Có Multistreaming Có Không Multihoming Có Không Bảo vệ chống lại sự tấn công DOS Có Không không Half closed connection Có Có không Kiểm tra khả năng tìm kiếm Có Có Không 5

Khối SCTP Địa chỉ IP nguồn Địa chỉ IP đích 32 bit xác thực 32 bit checksum N khối dữ liệu hoặc khối điều khuyển 12 byte header 6

Đặc tính Multihoming : hỗ trợ vertical handover Application SCTP s 1 s 3 s 2 7: 3 8: 3 9: 3 4: 2 5: 2 6: 2 1: 1 2: 1 3: 1 s 1 Kết nối buffer 192. 168. 3. 2 IP s 3 s 2 buffer 192. 168. 1. 1 192. 168. 2. 4 IP 192. 168. 6. 1 IP 2 Đường truyền chính Đường truyền phụ 7

Đặc tính Multistreaming : tốc độ truyền cao, không mất gói, đáp ứng thời gian thực. Application SCTP Kết nối 9: 3 6: 2 3: 1 8: 3 5: 2 2: 1 7: 3 4: 2 1: 1 2. 5 Mạng A IP IP Mạng B 8

Dynamic Address Reconfiguration (DAR) n n n Hỗ trợ SCTP trao đổi địa chỉ IP khi handover liên mạng. Giao thức SCTP + DAR => mobile SCTP (m. SCTP). 3 tham số mới: Add-IP, Delete-IP, Set-primary-IP. 162. 168. 2. 2 162. 168. 3. 2 9

Mô phỏng SCTP: n n n n mô phỏng bằng chương trình NS 2 trong 60 s. Handover tại giây 30. Số gói truyền: 18740 gói Tốc độ truyền: 3. 66 Mbps. Thời gian handover: 122. 56 ms. Chuyển giao diện: 3 ms. Tỉ lệ mất gói handover: 0%. Tỉ lệ mất gói toàn bộ quá trình truyền: 0. 01%. 10

Thuật toán tìm kiếm CHORD 11

CHORD n n n Một hệ thống tìm kiếm P 2 P. Dùng consistent hashing (SHA-1) ánh xạ Key (từ khóa dữ liệu) vào các Node (Peer). Cặp (Key, Value). Ứng dụng: định vị Key trong các Node. Đặc điểm: Căng bằng tải. ¨ Phi tập trung. ¨ Có thể mở rộng. ¨ Có thể sẵn sàng. ¨ Mạng CHORD 16 Node 12

Chức năng Consistent hashing n n Sử dụng hàm băm SHA-1 (tạo ra m bit Identifier, thường 160 bit). Hai tham số: Node Identifier và Key Identifier (Node) = Hash (IP, Port). q Identifier (Key) = Hash (Key). Vd: 3752 ac 235 a 888 e 2 b 938 f 9 c 2 f 77 ef 7236 d 261 f 39 = h (162. 168. 2. 2 : 2997) q n n Không gian Identifier m bit: 2 m Identifier Node tạo Identifier Circle. Key k : được lưu tại Node có Indentifier Node bằng hoặc sau Identifier của Key k theo chiều kim đồng hồ trên Identifier Circle. Succssor(k): Node lưu Key k. Predecessor(k): Node có Identifier Node đứng trước Key k trên Circle Identifier. 13

Successor và Predecessor: Identifier Node 6 1 0 6 Identifier circle 6 successor(6) = 0 predecessor(5) = 2 5 Key successor(1) = 1 1 7 X 2 2 successor(2) = 3 3 4 2 Mạng CHORD có m = 3 14

Quá trình node tham gia và rời khỏi mạng. n n Khi Node n tham gia vào mạng, các Key tại Successor (n) sẽ được chuyển về Node n. Khi Node n rời khỏi mạng, các Key của nó sẽ được chuyển tới key Successor (n). 5 7 key 1 0 N 6 tham gia vào mạng 1 7 N 1 rời khỏi mạng key 6 2 5 3 key 2 4 15

Bảng Finger Table : lưu các Identifier và các Successor của chúng. finger table start For. 0 1 0+2 1 2 0+2 2 4 0+2 Successor (0) finger table For. start 0 1+2 2 1+21 3 2 5 1+2 0 1 7 6 succ. 1 3 0 key 6 succ. key 1 3 3 0 2 5 3 4 finger table For. start 0 3+2 4 3+21 5 2 7 3+2 succ. keys 2 0 0 0 16

Quá trình truy vấn Key: trả về các Value liên kết với Key đó. N 0 N 49 K 39 V 1 N 5 N 7 N 39 N 10 N 54 Tìm K 39 N 36 N 35 N 14 N 27 N 22 17

Mô phỏng CHORD Chương trình Số Node Thuật toán tìm kiếm Loại tìm kiếm Giao thức lớp truyền cặp (Key-Value) Thuật toán băm Overlay Weaver 50 -400 CHORD Iterative UDP IP 1: 1 Value IP 2: 1 Value IP 3: 1 Value IP 4: 1 Value SHA-1 Mạng có 4 OO Node 18

Tỉ lệ truy vấn Key khi mạng tăng kích thước Truy vấn Key khi mạng tăng kích thước q. Tỉ lệ thành công: từ 100% xuống 96%. q. Tỉ lệ trung bình: 99. 3%. q. Tỉ lệ thấp nhất: 96%. 19

Tỉ lệ truy vấn Key khi mạng giảm kích thước Truy vấn Key khi mạng giảm kích thước q. Tỉ lệ thành công: từ 100% xuống 76%. q. Tỉ lệ trung bình: 96. 4%. q. Tỉ lệ thấp nhất: 76%. 20

Tỉ lệ truy vấn Key trên mạng Planet Lab: thí nghiệm các thuật toán trên Internet. Mỗi Node là 1 phòng thí nghiệm. Đường truyền dữ liệu cơ bản. 21

Quản lý handover liên mạng sử dụng m. SCTP 22

Ý tưởng: Dùng m. SCTP để quản lý handover và CHORD để quản lý định vị (cung cấp địa chỉ IP). UID, TL Identifier Circle 23

Các Node trong mạng: lưu 1 cặp (UID, TL) n n 2 loại Node: CHORD Node và Boostrap Node. UID (Unique Identifier) = hash (Tên. Dịch Vụ. ID). Ví dụ: Khanh. mobile. 0936476916 TL (Temprature Locator) = hash (TL). Identifier Node = hash (TL, Port). Xắp xếp Node trong mạng 24

MN tham gia vào mạng: TL DHCP server UID, TL Bootstrap Node CHORD Node Identifier Circle BN Bootstrap Node UID TL 25

Quá trình cập nhật vị trí Tl 2 DHCP server 1 DHCP server 2 Bootstrap Node CHORD Node Identifier Circle BN 1 BN 2 Bootstrap Node TL 1 Tl 2 MN Mạng 1 MN TL 2 MN Mạng 2 26

Quá trình lấy địa chỉ IP của MN Identifier Circle BN 1 BN 2 TL 1 CN MN 27

Quá trình handover sử dụng m. SCTP MN vào vùng chồng lấn CN truyền dữ liệu theo địa chỉ TL 1 T 1 MN ở trong mạng 1 Handover TL 1 ưu tiên hơn TL 2 MN ra khỏi vùng chồng lấn CN truyền dữ liệu theo địa chỉ TL 2 ưu tiên hơn TL 1 T 2 T 3 MN ở trong mạng 2 28

Kết quả và hướng phát triển đề tài 1. 2. 3. 4. Giao thức m. SCTP có thể quản lý handover liên mạng hiệu quả. Thuật toán CHORD có thể cung cấp quản lý định vị cần thiết cho quá trình handover liên mạng sử dụng m. SCTP. Giải pháp quản lý handover liên mạng sử dụng giao thức m. SCTP đã được xây dựng với sự hỗ trợ của thuật toán CHORD. Việc mô phỏng và xây dựng giải pháp đã bỏ qua những yếu tố quan trọng như tốc độ di chuyển, sự hỗ trợ của hệ thống chuyển địa chỉ(Network Address Translation : NAT)…. Cần xây dựng giải pháp hoàn thiện và phân tích thực tế để hoàn thiện giải pháp. 29

Tài liệu tham khảo: [1] [2] [3] [4] http: //en. wikipedia. org/wiki/Stream_Control_Transmiss ion_Protocol. http: //en. wikipedia. org/wiki/Chord_(peer-to-peer). http: //en. wikipedia. org/wiki/Distributed_hash_table. http: //pctc. csie. ncku. edu. tw/mmnetlab/web/class/TCPIP 2006_lab/SCTP. ppt. 30