Internet adalah sistem global jaringan komputer yang saling berhubungan yang menggunakan standar Internet Protocol Suite (TCP / IP) untuk melayani miliaran pengguna di seluruh dunia. Ini adalah jaringan dari jaringan yang terdiri dari jutaan swasta, publik, bisnis akademik,, dan jaringan pemerintah, dari lokal untuk lingkup global, yang dihubungkan oleh sebuah array yang luas dari teknologi jaringan elektronik dan optik. Internet membawa berbagai macam sumber informasi dan jasa, seperti dokumen hypertext antar-link dari World Wide Web (WWW) dan infrastruktur untuk mendukung surat elektronik.Kebanyakan media komunikasi tradisional termasuk telepon, musik, film, dan televisi sedang dibentuk kembali maupun didefinisikan ulang oleh Internet. Surat kabar, buku dan penerbitan cetak lainnya yang harus beradaptasi dengan situs Web dan blog. Internet telah diaktifkan atau mempercepat bentuk-bentuk baru interaksi manusia melalui pesan instan, forum Internet, dan jaringan sosial. belanja online meningkat drastis baik untuk gerai ritel besar dan pengrajin kecil dan pedagang. Business-to-bisnis dan jasa keuangan di internet mempengaruhi rantai pasokan di seluruh industri.
Internet Protocol Suite adalah seperangkat protokol komunikasi yang digunakan untuk Internet dan jaringan serupa lainnya. Hal ini umumnya juga dikenal sebagai TCP / IP, nama dari dua protokol yang paling penting di dalamnya: Transmisi Control Protocol (TCP) dan Internet Protocol (IP), yang merupakan protokol jaringan pertama dua didefinisikan dalam standar ini. Modern IP networking merupakan sintesis dari beberapa perkembangan yang mulai berkembang pada 1960-an dan 1970-an, yaitu internet dan jaringan area lokal, yang muncul selama tahun 1980-an, bersama dengan munculnya World Wide Web di awal 1990-an.Internet Protocol Suite, suite protokol seperti banyak, adalah dibangun sebagai seperangkat lapisan. Setiap lapisan memecahkan serangkaian masalah yang melibatkan transmisi data. Secara khusus, lapisan menentukan lingkup operasional protokol dalam.
Transmission Control Protocol (TCP) merupakan salah satu protokol inti dari Internet Protocol Suite. TCP merupakan salah satu dari dua komponen asli suite, melengkapi Internet Protocol (IP), dan karenanya seluruh paket sering disebut sebagai TCP / IP. TCP menyediakan pelayanan pertukaran data secara langsung antara dua host jaringan, sedangkan IP menangani pengalamatan dan routing pesan di satu atau lebih jaringan. Secara khusus, TCP menyediakan handal, memerintahkan pengiriman aliran byte dari sebuah program pada satu komputer ke program lain di komputer lain. TCP merupakan protokol yang aplikasi Internet yang besar bergantung pada, aplikasi seperti World Wide Web, e-mail, dan transfer file. Aplikasi lain, yang tidak memerlukan layanan handal data stream, dapat menggunakan User Datagram Protocol (UDP) yang menyediakan layanan datagram yang menekankan mengurangi latensi atas keandalan.
Internet Protocol (IP) adalah protokol komunikasi utama yang digunakan untuk menyampaikan datagram (paket) di sebuah internetwork menggunakan Internet Protocol Suite. Bertanggung jawab untuk routing paket melintasi batas-batas jaringan, itu adalah protokol utama yang menetapkan Internet.IP adalah protokol utama dalam Internet Layer Internet Protocol Suite dan mempunyai tugas untuk menyampaikan datagram dari host sumber ke host tujuan semata-mata berdasarkan alamat mereka. Untuk tujuan ini, IP mendefinisikan pengalamatan metode dan struktur untuk enkapsulasi datagram.Secara historis, IP adalah layanan datagram connectionless di Control Transmisi asli Program diperkenalkan oleh Vint Cerf dan Bob Kahn pada tahun 1974, yang lain menjadi berorientasi koneksi Transmission Control Protocol (TCP). Internet Protocol Suite Oleh karena itu sering disebut sebagai TCP / IP.Versi besar pertama dari IP, sekarang disebut sebagai Internet Protocol Version 4 (IPv4) adalah protokol Internet dominan, meskipun penerus, Internet Protocol Version 6 (IPv6) adalah aktif, tumbuh penyebaran di seluruh dunia.
Network atau Networking adalah sebuah jaringan komputer, sering hanya disebut sebagai jaringan, adalah kumpulan komputer dan perangkat interkoneksi oleh saluran komunikasi yang memfasilitasi komunikasi antara pengguna dan memungkinkan pengguna untuk berbagi sumber daya. Jaringan dapat diklasifikasikan menurut berbagai karakteristik.
Jenis jaringan berdasarkan lingkup fisikJenis-jenis jaringan komputer dapat diidentifikasi dengan skala mereka.
1. Local Area Network
Local Area Network (LAN) adalah jaringan yang menghubungkan komputer dan perangkat di wilayah geografis terbatas seperti rumah, sekolah, laboratorium komputer, gedung perkantoran, atau kelompok erat diposisikan bangunan. Setiap komputer atau perangkat pada jaringan adalah node. Kabel LAN saat ini kemungkinan besar didasarkan pada teknologi Ethernet, meskipun baru standar seperti ITU-T G.hn juga menyediakan cara untuk membuat LAN dengan kabel menggunakan kabel rumah yang ada (kabel koaksial, saluran telepon dan kabel listrik) jaringan perpustakaan umum, dalam topologi pohon bercabang dan akses dikendalikan untuk saling berhubungan resourcesAll perangkat harus memahami network layer (lapisan 3), karena mereka menangani beberapa subnet (warna yang berbeda). Mereka di dalam perpustakaan, yang hanya 10/100 Mbit / s koneksi Ethernet ke perangkat pengguna dan koneksi Gigabit Ethernet ke router pusat, bisa disebut "lapisan 3 tombol" karena mereka hanya memiliki antarmuka Ethernet dan harus memahami IP. Akan lebih tepat untuk menyebut mereka akses router, mana router di atas adalah distribusi router yang terhubung ke internet dan jaringan akademis 'pelanggan router akses.Karakteristik mendefinisikan LAN, berbeda dengan WAN (Wide Area Network), meliputi tingkat yang lebih tinggi transfer data, jangkauan geografis yang lebih kecil, dan tidak perlu sewa jaringan telekomunikasi. Ethernet sekarang atau lainnya IEEE 802.3 teknologi LAN beroperasi pada kecepatan sampai dengan 10 Gbit / s. Ini adalah kecepatan transfer data. IEEE memiliki proyek menyelidiki standarisasi 40 dan 100 Gb / s.
1.1. Personal Area Network
Personal Area Network (PAN) adalah jaringan komputer yang digunakan untuk komunikasi antara perangkat informasi teknologi komputer dan berbeda dekat dengan satu orang. Beberapa contoh perangkat yang digunakan dalam PAN adalah komputer pribadi, printer, mesin fax, telepon, PDA, scanner, dan bahkan video game konsol. Sebuah PAN mungkin termasuk kabel dan nirkabel perangkat. Jangkauan dari PAN biasanya meluas sampai 10 meter. Sebuah PAN kabel biasanya dibangun dengan koneksi USB dan Firewire sementara teknologi seperti Bluetooth dan inframerah komunikasi biasanya membentuk PAN nirkabel.
1.2. Home Area Network
Home Area Network (HAN) merupakan LAN hunian yang digunakan untuk komunikasi antara perangkat digital biasanya ditempatkan di rumah, biasanya sejumlah kecil komputer pribadi dan aksesoris, seperti printer dan perangkat komputasi mobile. Fungsi penting adalah berbagi akses Internet, seringkali layanan broadband melalui CATV atau Digital Subscriber Line (DSL) operator. Hal ini juga bisa disebut sebagai jaringan area kantor (OAN).
2. Wide Area Network
Wide Area Network (WAN) adalah jaringan komputer yang mencakup area geografis yang luas seperti negara, kota, atau bahkan rentang jarak antar benua, dengan menggunakan saluran komunikasi yang menggabungkan berbagai jenis media seperti saluran telepon, kabel, dan gelombang udara . Sebuah WAN sering menggunakan fasilitas transmisi yang disediakan oleh operator umum, seperti perusahaan telepon. teknologi WAN umumnya fungsi pada tiga lapisan yang lebih rendah dari model referensi OSI: lapisan fisik, lapisan data link, dan lapisan jaringan.
2.1. Campus network
Sebuah jaringan kampus adalah jaringan komputer terdiri dari interkoneksi jaringan area lokal (LAN) dalam wilayah geografis yang terbatas. peralatan jaringan itu (switch, router) dan media transmisi (serat optik, tanaman tembaga, kabel Cat5 dll) yang hampir seluruhnya dimiliki (oleh penyewa kampus / pemilik: perusahaan, universitas, pemerintah dll).Dalam kasus jaringan kampus kampus universitas berbasis jaringan kemungkinan untuk menghubungkan berbagai bangunan kampus termasuk; departemen akademik, perpustakaan universitas dan ruang tempat tinggal siswa.
3. Metropolitan Area Network
Metropolitan Area Network adalah jaringan komputer besar yang biasanya mencakup sebuah kota atau kampus besar. Contoh EPN terbuat dari koneksi Frame relay WAN dan akses remote dialup.Contoh VPN digunakan untuk menghubungkan 3 kantor dan pengguna remote.
3.1. Enterprise Private Network
Sebuah jaringan perusahaan swasta adalah jaringan dibangun oleh perusahaan untuk interkoneksi situs berbagai perusahaan, misalnya, lokasi produksi, kantor pusat, kantor terpencil, toko, dalam rangka berbagi sumber daya komputer.
3.2. Virtual Private Network
Virtual Private Network (VPN) adalah jaringan komputer di mana beberapa link antara node yang dibawa oleh sambungan terbuka atau sirkuit virtual dalam beberapa jaringan yang lebih besar (misalnya, Internet), bukan oleh kawat fisik. Protokol layer komunikasi data dari jaringan virtual dikatakan terowongan melalui jaringan yang lebih besar ketika hal ini terjadi. Salah satu aplikasi umum adalah komunikasi yang aman melalui Internet publik, tetapi VPN tidak perlu memiliki fitur keamanan eksplisit, seperti otentikasi atau enkripsi konten. VPN, misalnya, dapat digunakan untuk memisahkan lalu lintas masyarakat pengguna yang berbeda melalui jaringan yang mendasarinya dengan fitur keamanan yang kuat.VPN mungkin memiliki kinerja terbaik-usaha, atau mungkin memiliki tingkat perjanjian layanan didefinisikan (SLA) antara pelanggan VPN dan penyedia layanan VPN. Umumnya, VPN memiliki topologi lebih kompleks daripada point-to-point.3.3. Internetworkinternetwork Sebuah hubungan dua atau lebih jaringan komputer swasta melalui teknologi routing yang umum (OSI Layer 3) menggunakan router. Internet adalah agregasi internetworks banyak, maka namanya disingkat ke Internet.
4. Jaringan Backbone
4.1. Global Area Network
Global Area network (GAN) adalah jaringan yang digunakan untuk mendukung komunikasi mobile di seluruh jumlah yang sewenang-wenang LAN nirkabel, satelit area cakupan, dll Tantangan kunci dalam komunikasi mobile menyerahkan off komunikasi pengguna dari satu daerah cakupan lokal ke depan. Dalam Proyek IEEE 802, ini melibatkan suksesi LAN nirkabel terestrial.
4.2. Internet
Internet adalah sistem global yang saling berhubungan jaringan komputer pemerintah, akademik, perusahaan, masyarakat, dan swasta. Hal ini didasarkan pada teknologi jaringan Internet Protocol Suite. Ini adalah penerus dari Advanced Research Projects Agency Network (ARPANET) yang dikembangkan oleh DARPA Amerika Serikat Departemen Pertahanan. Internet adalah juga tulang punggung yang mendasari komunikasi World Wide Web (WWW).Peserta di Internet menggunakan beragam metode beberapa ratus terdokumentasi, dan sering standar, protokol yang kompatibel dengan Internet Protocol Suite dan sistem pengalamatan (IP address) dikelola oleh Internet Assigned Numbers Authority dan alamat pendaftar. Penyedia layanan dan besar usaha bertukar informasi tentang reachability ruang alamat mereka melalui Border Gateway Protocol (BGP), membentuk mesh seluruh dunia berlebihan jalur transmisi.
4.3. Intranet dan Extranet
Intranet dan extranet merupakan bagian atau perpanjangan jaringan komputer, biasanya suatu jaringan area lokal.Sebuah intranet adalah satu set jaringan, menggunakan Internet Protocol dan alat berbasis IP seperti web browser dan aplikasi transfer file, yang berada di bawah kontrol suatu entitas administrasi tunggal. Entitas administratif menutup intranet untuk semua tapi yang spesifik, pengguna resmi. Umumnya, sebuah intranet adalah jaringan internal organisasi. Sebuah intranet besar biasanya akan memiliki setidaknya satu web server untuk menyediakan pengguna dengan informasi organisasi.extranet adalah sebuah jaringan yang dibatasi dalam ruang lingkup satu organisasi atau entitas dan juga telah membatasi koneksi ke jaringan dari satu atau lebih lainnya biasanya, tetapi tidak harus, terpercaya organisasi atau badan-pelanggan perusahaan dapat diberikan akses ke beberapa bagian dari-sementara intranet pada saat yang sama pelanggan tidak dapat dianggap dipercaya dari sudut pandang keamanan. Secara teknis, extranet juga dapat dikategorikan sebagai tipe BISA, MAN, WAN, atau jaringan, meskipun extranet tidak dapat terdiri dari sebuah LAN tunggal; harus memiliki minimal satu koneksi dengan jaringan eksternal.
4.4. Overlay Network
Overlay Network adalah jaringan komputer virtual yang dibangun di atas jaringan lain. Node dalam overlay dihubungkan dengan link virtual atau logis, yang masing-masing sesuai dengan jalan, mungkin melalui link fisik banyak, dalam jaringan yang mendasarinya. Sebuah overlay sampel jaringan: IP over SONET atas contoh OpticalFor, banyak peer-to-peer network adalah jaringan overlay karena mereka diatur sebagai node dari suatu sistem virtual link berjalan di atas Internet. Internet awalnya dibangun sebagai sebuah overlay pada jaringan telepon.Hamparan jaringan telah ada sejak penemuan jaringan ketika sistem komputer tersebut dihubungkan melalui saluran telepon menggunakan modem, sebelum jaringan data yang ada.Saat ini Internet merupakan dasar untuk jaringan overlay banyak yang bisa dibangun untuk memungkinkan routing pesan ke tujuan yang ditentukan oleh alamat IP. Misalnya, tabel hash terdistribusi dapat digunakan untuk pesan rute ke sebuah node memiliki alamat logis tertentu, alamat IP yang dikenal di muka.Hamparan jaringan juga telah diusulkan sebagai cara untuk meningkatkan Internet routing, seperti melalui jaminan kualitas layanan untuk mencapai media streaming yang berkualitas lebih tinggi. proposal sebelumnya seperti IntServ, DiffServ, dan IP Multicast belum melihat penerimaan luas terutama karena mereka membutuhkan modifikasi dari semua router di jaringan. Di sisi lain, jaringan overlay dapat secara bertahap digunakan pada akhir-host menjalankan overlay protokol perangkat lunak, tanpa kerjasama dari penyedia layanan Internet. overlay tidak memiliki kontrol atas bagaimana paket yang diarahkan dalam jaringan yang mendasarinya antara dua node overlay, tapi dapat mengontrol, misalnya, urutan node overlay pesan melintasi sebelum mencapai tujuan.Sebagai contoh, Akamai Technologies mengelola sebuah jaringan overlay yang menyediakan handal, pengiriman konten efisien (semacam multicast). Akademik penelitian mencakup Akhir Sistem Multicast dan Mendung untuk multicast; RON (Resilient Tampilan Network) untuk routing tangguh, dan OverQoS untuk jaminan kualitas layanan.
Wireless Mobile Internet
3.1 Pendahuluan
Salah satu alasan utama untuk pertumbuhan tersebut adalah penemuan World Wide Web, berdasarkan protokol / HTTP TCP / IP stack, yang menyediakan pembuatan mudah konten yang berbeda di berbagai wilayah dan akses mudah kepada mereka hanya dengan mengklik link pada halaman HTML . Hal ini didasarkan pada plug-play dan-dan mudah digunakan pendekatan yang membuat Internet penggerak kemanusiaan pada awal abad kedua puluh. Internet tetap mungkin memasuki masa remaja setelah periode pertumbuhan yang spektakuler, mencapai hampir 180 juta host tahun 2002. Mobile Internet, bagaimanapun, adalah mendapatkan momentum sejak diperkenalkannya konektivitas internet adalah salah satu fitur utama dalam jaringan 3G dan seterusnya. Dalam hal ini, jumlah pengguna internet akan menggabungkan sebagian besar pengguna ponsel. Saat ini, jumlah total pengguna ponsel di planet ini adalah sekitar 1 miliar dan diharapkan meningkat lebih lanjut. Jadi, jumlah pengguna internet (yang kami maksud pengguna melekat ke Internet dengan link kabel atau nirkabel) kemungkinan besar akan melebihi 1 milyar dalam beberapa tahun mendatang. Fitur umum dari internet adalah Internet Protocol, yang ditempatkan di semua tumpukan protokol internet-itu adalah jantung dari jaringan. Internet hari ini pada dasarnya hanya menyediakan satu jenis layanan, apa yang disebut terbaik-usaha jasa. Ini tidak memberikan jaminan pada parameter QoS, seperti throughput, kehilangan, atau menunda. Karakteristik lain dari Internet adalah heterogenitas nya. Ada heterogenitas di node akhir, baik server atau klien, yang bisa komputer pribadi, komunikator, terminal mobile, atau server yang kuat. 53 heterogenitas juga ada di bandwidth link dikerahkan di Internet, yang berkisar dari beberapa kilobit per detik sampai dengan gigabit per detik. Kemudian, ada protokol heterogen diciptakan dan dilaksanakan atas IP, yang berkisar dari protokol connectionless [misalnya, Unicast Pengiriman Protocol (UDP), yang juga disebut sebagai User Datagram Protocol] untuk protokol connection-oriented [misalnya, Transport Control Protocol (TCP)] dan protokol multicast. Juga, IP berjalan di atas protokol yang mendasari yang berbeda, seperti Ethernet dan ATM. Akhirnya, di Internet terdapat heterogenitas dalam jenis aplikasi, yang berkisar dari aplikasi nonreal-waktu (misalnya, e-mail, download file) untuk aplikasi real-time dengan batasan pada parameter QoS (misalnya, voice over IP, audio / video streaming). Protokol transport yang paling banyak digunakan di atas IP TCP. Oleh karena itu, kita biasanya merujuk pada Internet Protocol stack sebagai TCP / IP. Kedua protokol yang dijelaskan dalam bagian berikut.
3.2 IP
Internet asli dibangun melalui IP versi 4 (IPv4) [1]. Hal ini dirancang untuk sistem interkoneksi jaringan komputer packet-switched. IP menyediakan transmisi blok data yang disebut datagram, dari sumber ke tujuan. Biasanya, kita menggunakan "datagram" Istilah untuk pengiriman connectionless paket IP, sedangkan untuk pengiriman berorientasi koneksi kita menggunakan "segmen" istilah (misalnya, TCP segmen). The kelaparan untuk alamat IP karena ruang alamat IPv4 yang terbatas menyebabkan penciptaan IP versi 6 (IPv6) [2], yang menawarkan beberapa perbaikan atas IPv4. Yang paling penting dari ruang alamat yang jauh lebih besar.
3.2.1 IPv4 IPv4 (kita sebut sebagai IP IPv4) menyediakan transmisi datagram serta fragmentasi dan reassembly panjang datagram, jika perlu (tergantung pada jenis jaringan). IP menyediakan fungsi hanya diperlukan untuk mengirimkan paket (paket bit) dari sumbernya ke host tujuan. IP mempunyai dua fungsi dasar: pengalamatan dan fragmentasi. Internet alamat sumber dan tujuan dicatat di header IP. Setiap alamat IP memiliki 4 byte (yaitu, 32 bit), yang diperlukan untuk memungkinkan routing paket IP ke tujuan. Pemilihan jalur untuk transmisi disebut routing. Node yang menyediakan routing paket IP yang disebut router. Setiap paket diarahkan secara independen dari paket lain dari yang sambungan atau beberapa lainnya (tidak ada sirkuit logis atau virtual). Data dan header dari lapisan yang lebih tinggi menjadi muatan untuk paket IP. Untuk muatan ini, IP menambahkan sebuah header. IP menggunakan empat mekanisme kunci dalam memberikan pelayanan: jenis layanan, waktu untuk hidup, pilihan, dan header checksum. IP tidak memberikan transmisi yang handal dari datagrams. Tidak ada pengakuan baik end-to-end atau hop-by-hop. Juga, tidak ada kontrol kesalahan data, meskipun ada checksum header. Selain itu, IP tidak memberikan kontrol aliran, urutan, atau mekanisme kontrol lalu lintas. Sistem pengawasan ini diserahkan kepada protokol lapisan yang lebih tinggi (misalnya, keandalan, transmisi ulang paket yang hilang) atau protokol lapisan bawah (misalnya, kontrol error). Tetapi melalui jenis bidang jasa pada header IP, ia menyediakan kemungkinan untuk jaringan untuk menerapkan manajemen lalu lintas (misalnya, QoS dukungan). Ini adalah indikasi layanan untuk node jaringan bila mereka memilih parameter transmisi aktual untuk jaringan tertentu. Waktu untuk hidup (TTL) menunjukkan batas atas saat sebuah paket IP diperbolehkan untuk berada di Internet. Hal ini ditetapkan oleh pengirim dan berkurang pada setiap node jaringan, dengan demikian, saat mencapai nol, itu hancur. Karena TTL memiliki 8 bit, nilai maksimum adalah 255, sedangkan biasanya setiap node jaringan mengurangi nilai per satu. Mekanisme ini menghilangkan kemungkinan tak berujung perjalanan paket IP melalui Internet. Header checksum yang digunakan untuk memeriksa kesalahan header. Header lebih sensitif terhadap kesalahan karena dapat mengakibatkan pengiriman paket IP ke tujuan yang salah, atau mungkin mengakibatkan reset dari nilai TTL. Jadi, setiap router di Internet perlu melakukan dua fungsi pertama: pemeriksaan kesalahan pada header IP, dan mengurangi nilai TTL. Jika checksum header gagal, datagram tersebut akan dibuang sekaligus dengan entitas yang mendeteksi kesalahan. Identification field berisi nilai mengidentifikasi diberikan oleh pengirim untuk membantu dalam perakitan fragmen dari sebuah datagram. IP ada di setiap node terkait ke Internet, baik host atau gateway yang interkoneksi jaringan. Tapi, itu tidak memberikan kehandalan atau flow control. Untuk pengiriman paket yang handal, kita perlu fungsi-fungsi tersebut untuk diterapkan dalam protokol lapisan yang lebih tinggi seperti TCP.
3.2.2 IP Versi 6
IPv4 memiliki beberapa kelemahan, yang paling penting yang alamat kecil ruang, terutama mengingat pertumbuhan eksponensial dari pengguna. IPv6 merupakan baru versi IP [2]. Hal ini dibuat sebagai pengganti dari IPv4, memberikan beberapa utama perubahan dalam kategori berikut:
• Memperluas kemampuan pengalamatan: IPv6 memperpanjang ukuran alamat dari 32 bit pada IPv4 menjadi 128 bit. Juga, mendukung tingkat lebih pengalamatan hirarki. Ruang alamat ini diharapkan akan cukup dalam waktu yang lebih lama periode. Juga, selain yang sudah ada (tapi baik) alamat multicast, IPv6 menambahkan tipe baru alamat yang disebut "anycast" alamat, yang digunakan untuk mengirimkan sebuah paket ke salah satu dalam kelompok node. Namun, dalam transisi periode selama beberapa tahun ke depan kedua protokol akan hidup berdampingan. Oleh karena itu, Pengalamatan IPv6 kompatibel dengan IPv4 (misalnya, ketika paket IPv4 perjalanan IPv6 melalui jaringan 32 bit terakhir dari alamat IPv6 sesuai dengan Alamat IPv4).
• Flow pelabelan kemampuan: Hal ini memungkinkan kemungkinan label paket yang milik aliran yang sama, dimana pengirim membutuhkan penanganan khusus, seperti komunikasi real-time.
• Otentikasi dan kemampuan privasi: ekstensi untuk memperkenalkan IPv6 mendukung otentikasi, integritas dan kerahasiaan data (jika diperlukan). Sebagai contoh, checksum header terjatuh karena redundansi yang (Yaitu, protokol lapisan bawah selalu menggunakan mekanisme error control). Juga, identification field berkurang karena IPv6 tidak menyediakan segmentasi / reassembly kemungkinan untuk node jaringan menengah (itu diperbolehkan hanya pada titik akhir komunikasi: penerima dan pengirim). Selain itu, IPv6 memungkinkan batas kurang ketat pada panjang pilihan serta fleksibilitas yang lebih besar untuk pengenalan pilihan baru di masa depan. Mengingat dukungan QoS, header IPv6 memiliki lalu lintas lapangan kelas, yang sesuai dengan ToS lapangan dalam format header IPv4. Jika kita membandingkan kedua format header protokol internet sejauh ini, IPv4 dan IPv6, kita dapat menyimpulkan bahwa IPv6 memiliki redundansi header yang lebih tinggi karena meningkat alamat panjang (untuk mengatasi redudansi header yang lebih tinggi, beberapa bidang dari IPv4 yang jatuh dalam header IPv6). Tapi secara keseluruhan, IPv6 menyediakan solusi untuk kurangnya alamat IP serta otentikasi dan kemampuan baru flow control, yang memungkinkan dukungan dari layanan real-time (per aliran). Serupa dengan IPv4, IPv6 juga membutuhkan protokol lapisan atas untuk menyediakan transmisi keandalan (misalnya, TCP). 56 Traffic Analisis dan Desain Jaringan IP Wireless
3.3 Transportasi Pengendalian Paket IP
Untuk transportasi data yang dapat dipercaya di Internet saat ini, standar de facto adalah TCP [3]. Sebagian besar layanan Internet saat ini populer adalah berdasarkan TCP / IP protokol stack. Contoh layanan tersebut WWW, File Transfer Protocol (FTP), dan Telnet. Pengukuran diberikan dalam Bab 4 menunjukkan bahwa lalu lintas TCP mencakup 95% dari semua byte, 85% sampai 95% dari semua paket IP, dan 75% sampai 85% dari semua arus. Dari yang lain, sumber utamanya milik UDP, yang mempunyai data tidak dapat diandalkan transfer, dan biasanya digunakan pada komunikasi real-time dimana retransmisi paket yang hilang tidak diinginkan karena keterlambatan tidak dapat diterima. Situasi seperti di Internet lalu lintas terutama disebabkan oleh WWW, yang sejauh ini paling banyak digunakan layanan pada akuntansi Internet untuk 65% hingga 80% dari semua byte. Spesifikasi asli yang diperkenalkan TCP adalah RFC 793 [3]. Namun, varian TCP telah dikembangkan dan diimplementasikan dalam 20 tahun terakhir, seperti Tahoe dan Reno [4]. TCP didasarkan pada pengakuan dari paket berhasil diterima. Jadi, itu milik mengulangi permintaan keluarga otomatis (ARQ) dari protokol transport, mana pengakuan dikirim setelah satu atau beberapa berhasil diterima TCP paket (yaitu, blok data). Kita lihat urutan TCP terus byte sebagai segmen. Setiap segmen TCP diidentifikasi dengan awal yang panjang 32-bit dan akhir urutan nomor. Nomor urutan byte berdasarkan (yaitu, mereka mewakili Wireless Mobile Internet 57 Arus Lalu Lintas versi kelas label Payload panjang 0 8 16 Berikutnya header Hop batas 24 31 Alamat sumber Alamat tujuan 4 12 format header IPv6. jumlah byte yang berhasil ditransmisikan dari awal komunikasi TCP). TCP pada sisi penerima mengakui terakhir berhasil diterima byte (Dalam urutan). Jadi, TCP menyediakan, sepenuhnya dapat diandalkan byte-stream di-order pengiriman IP paket. Setiap koneksi TCP yang terhubung ke protokol lapisan yang lebih tinggi dengan menggunakan disebut socket interface, yang merupakan titik perangkat lunak komunikasi didefinisikan antara lapisan transportasi dan sesi dalam model referensi OSI. Dalam berlawanan arah, menuju lapisan-IP, TCP segment ditempatkan sebagai muatan ke dalam IP paket. Ukuran khas segmen TCP 536 atau 512 byte.
3.3.1 Mekanisme TCP
TCP menggabungkan mekanisme reaksi dalam kasus kerugian paket. Kerugian terjadi di Internet terutama karena kemacetan di simpul jaringan (router, switch), karena prinsip-upaya terbaik layanan dan sifat bursty IP lalu lintas. Ketika TCP menemukan data yang telah hilang di jaringan, itu sembuh dari itu mentransmisi segmen hilang. TCP akan menemukan kerugian dengan menerima duplikat pengakuan di sisi pengirim, atau jika pengirim tidak menerima pengakuan dalam jangka waktu lebih lama dari yang telah ditetapkan timeout. Karena TCP awalnya dibuat untuk jaringan paket kabel, selalu mengasumsikan bahwa kerugian yang terjadi karena kongesti saja. Hal bereaksi terhadap kemacetan dengan menurunkan data rate berdasarkan mekanisme menghindari kemacetan. TCP menggunakan menghindari kemacetan berbasis window [5] dengan dua jendela: kemacetan jendela (cwnd) dan jendela penerima kemacetan diiklankan (rcvwnd). The penerima mengiklankan kemacetan ukuran jendela pengirim. Pengirim menentukan jendela kemacetan dari jendela penerima diiklankan dan informasi kemacetan (Misalnya, pengakuan hilang untuk paket yang dikirimkan). Untuk penjelasan tentang menghindari kemacetan, adalah tepat untuk memperkenalkan mekanisme TCP slow start pertama [6]. Mekanisme lambat mulai beroperasi dengan mengamati bahwa tingkat di mana paket baru harus dikirim adalah tingkat di mana pengakuan dikembalikan oleh pihak penerima. Di sini, jendela kemacetan diinisialisasi untuk satu segmen (Misalnya, ukuran segmen diumumkan oleh ujung yang lain, atau secara default, biasanya 536 atau 512 bytes). Setiap kali pengakuan diterima, jendela kemacetan ditingkatkan oleh satu segmen. Setelah awal yang disebut ambang tertentu yang lambat ambang (ssthresh)-tercapai, bergerak koneksi ke kemacetan penghindaran fase. Pada tahap ini, jendela kemacetan efektif akan meningkatkan oleh satu segmen untuk tiap jendela berhasil dikirimkan. Pengirim dapat mengirim hingga minimum dari jendela kemacetan dan jendela diiklankan. Jendela kemacetan adalah aliran-kontrol yang dikenakan oleh pengirim, sedangkan diiklankan jendela adalah aliran-kontrol yang dikenakan oleh penerima. Pengirim kemacetan set ukuran jendela berdasarkan kepadatan jaringan yang dirasakan, sementara 58 Traffic Analisis dan Desain Jaringan IP Wireless jendela diiklankan adalah terkait dengan jumlah ruang buffer di penerima disediakan untuk sambungan tersebut. Ketika pengirim menemukan paket hilang, itu memperdua nya kemacetan jendela. Jika timeout terjadi, jendela kemacetan diatur ke satu segmen dan sambungan berjalan melalui start lambat sekali lagi. Dengan meningkatkan ukuran jendela kemacetan, koneksi TCP meningkat data rate. Pada titik tertentu kapasitas link bersama (atau hop) akan tercapai, sehingga membuang paket oleh router sesak. Ketika TCP pada pengirim menemukan packet loss, itu memancarkan kembali paket-paket yang hilang. Ada dua jenis pemulihan kerugian: transmisi ulang timer-driven dan transmisi ulang data-driven. retransmisi Timer-driven terjadi ketika pengirim tidak menerima positif kumulatif ACK untuk segmen dalam suatu interval timeout tertentu (kumulatif ACK mengakui beberapa segmen berturut-turut-yaitu, tidak perlu untuk setiap segmen tunggal secara terpisah diakui). Untuk menentukan timeout, kita biasanya menggunakan perkiraan waktu round-trip, yang mungkin kita dengan menggunakan rata-rata bergerak eksponensial tertimbang (EWMA) rumus: srtt = rtt * α + (1 - α) srtt * (3.1) mana srtt adalah merapikan waktu pulang-pergi, rtt adalah waktu pulang-pergi, dan α adalah EWMA konstan dengan nilai biasanya diatur ke 0,125. timeout A terjadi jika Wireless Mobile Internet 59 cwnd = SS Cepat retransmisi dan cepat pemulihan Mulai cwnd = cwnd + SS Timeout Timeout baru ACK baru ACK ssthresh)" onmouseout="this.style.backgroundColor='#fff'">(Ssthresh> cwnd) cwnd = cwnd + SS / cwnd 2 Timeout 3 duplikat ACK Slow mulai baru ACK Kemacetan penghindaran baru ACK cwnd = cwnd / 2. TCP menghindari kemacetan dan mekanisme pemulihan kerugian. pengirim tidak menerima ACK untuk segmen bahwa dalam jangka waktu RTO (bulat perjalanan timeout): RTO = srtt + 4 * rttvar (3.2) mana rttvar bulat-trip varians waktu, yang kita dapat dihitung dengan menggunakan (3.1), tetapi sekarang dengan α = 0,25. retransmisi Timer-driven biasanya dengan 500-ms granularity. Namun, harus timeout mode terakhir pemulihan ketika semua metode lain gagal. Data recovery-driven menggunakan teknik yang disebut retransmisi cepat. Hal ini biasanya diikuti oleh mekanisme pemulihan sistem yang cepat. Keduanya sekarang diuraikan. Cepat Retransmisi Ini mekanisme TCP diusulkan untuk menangani duplikasi ACK karena penataan kembali segmen. Karena TCP tidak tahu apakah duplikat ACK disebabkan oleh segmen yang hilang atau penataan kembali dari segmen, yang retransmisi cepat kekuatan mekanisme TCP menunggu untuk sejumlah kecil duplikat ACK untuk diterima di pengirim. Diasumsikan bahwa jika hanya ada penataan ulang segmen, dengan probabilitas tinggi bahwa akan ada satu atau dua duplikat ACK sebelum segmen reordered diproses, ini kemudian akan menghasilkan ACK baru. Pada Sebaliknya, jika tiga atau lebih duplikasi ACK diterima berturut-turut, hampir segmen tertentu yang sudah terputus. Kemudian, TCP melakukan transmisi ulang pada hilang segmen sebelum timer retransmisi berakhir. Dengan demikian, mekanisme ini disebut retransmisi cepat. Pemulihan Cepat pemulihan cepat memungkinkan seruan menghindari kemacetan bukannya mulai lambat setelah retransmission segmen yang hilang dengan algoritma retransmisi cepat. Sejak kedatangan duplikat sinyal ACK ke pengirim bahwa data yang mengalir antara kedua ujung jalur komunikasi, tidak ada alasan untuk mengurangi aliran tiba-tiba dengan pergi ke mulai lambat. cepat yang retransmit dan pemulihan cepat mekanisme biasanya dilaksanakan bersama sebagai berikut:
1. Jika pengirim menerima tiga duplikat Asks berturut-turut, maka ssthres = min {(1 / 2) * cwnd; 2}. Pengirim memancarkan kembali segmen yang hilang. Kemudian, pengirim mempertimbangkan bahwa tiga duplikat ACK berarti bahwa tiga paket telah mencapai penerima dan telah meninggalkan jaringan, sehingga ssthresh = ssthresh + 3 segment_size *.
2. Duplikat lain kenaikan ACK ukuran jendela kemacetan cwnd oleh ukuran segmen, karena ACK baru berarti bahwa segmen tambahan telah meninggalkan jaringan. Jika cwnd baru memungkinkan, pengirim mentransmisikan paket. 60 Traffic Analisis dan Desain Jaringan IP Wireless
3. Ketika ACK positif berikutnya tiba (yang mengakui baru data), maka cwnd = ssthresh (nilai dari langkah pertama). Ini ACK harus mengakui semua segmen menengah dikirim antara paket hilang dan penerimaan duplikat pertama ACK. Jadi, di sini TCP dalam menghindari kemacetan. Cepat transmisi ulang yang efisien untuk kerugian paket tunggal, tetapi mereka tidak cukup untuk pemulihan dari beberapa kerugian dalam satu jendela [4]. Hal ini biasanya hasil dalam timeout kasar sebelum paket yang dipancarkan kembali. Ada beberapa varian TCP tergantung pada mekanisme disertakan. Kami garis besar TCP implementasi yang paling umum digunakan pada bagian berikut.
3.3.2 Implementasi TCP Ada implementasi yang berbeda dari TCP. Versi yang paling banyak digunakan adalah Tahoe dan Reno. TCP Tahoe mencakup mulai lambat, menghindari kemacetan, dan retransmission cepat mekanisme. Dalam Tahoe, mulai lambat berikut retransmisi cepat. Jika kita tambahan termasuk mekanisme pemulihan sistem yang cepat ke TCP Tahoe, kita mendapatkan TCP Reno versi. Mekanisme yang dijelaskan dalam bagian sebelumnya semua dilaksanakan di Reno. TCP Tahoe berfungsi dengan baik pada kerugian tunggal dalam jendela kemacetan. Tapi itu mengikuti kemacetan dengan menerapkan mulai lambat. TCP Reno meningkatkan kinerja aliran TCP pada kehilangan tunggal per jendela, tapi masalah terjadi ketika beberapa paket yang jatuh dari jendela data. Seperti perilaku pada level menjatuhkan paket-paket dari jendela diatasi dengan beberapa perubahan diimplementasikan dalam versi terakhir dari TCP, seperti: TCP NewReno dan TCP selektif pengakuan (SACK). TCP NewReno membuat perubahan sederhana untuk versi Reno untuk menghindari menunggu untuk retransmit timer ketika banyak paket hilang dari jendela. Ini menggunakan ACK parsial untuk mengirim ulang paket yang hilang (yaitu setiap duplikat ACK menunjukkan bahwa segmen berikut ini hilang dan itu adalah retransmitted sampai TCP menerima a ACK positif). Setiap saat TCP tetap di retransmission cepat dan pemulihan sistem yang cepat fase. Dengan cara ini, TCP NewReno memungkinkan TCP untuk memulihkan beberapa paket X kerugian dari jendela data dalam interval waktu X round-trip. TCP dapat mengalami kinerja yang buruk ketika banyak paket hilang dari satu jendela data. Untuk situasi seperti satu solusi yang diajukan adalah TCP SACK [7]. Ada beberapa cara menerapkan SACK. Tetapi dalam semua mereka Karakteristik umum adalah paket SACK tambahan yang dikirim oleh penerima di masing-masing duplikat ACK, bersama dengan ACK duplikat. Dengan menggunakan SACK, pengirim melacak pada segmen yang hilang lebih tepatnya, bahkan jika itu lebih agresif. Dalam kasus kumulatif hanya ACK, TCP pengirim hanya dapat belajar tentang satu Wireless Mobile Internet 61 kehilangan paket per waktu round-trip. Salah satu cara SACK penerapan adalah dijelaskan dalam [7]. Dalam skema ini, penerima laporan sampai tiga dari yang terakhir diterima, out-oforder, maksimal bersebelahan blok data, di samping ACK kumulatif. Dengan begitu, pengirim dapat secara akurat mengetahui segmen telah mencapai sisi penerima. Jadi, TCP SACK memungkinkan pemulihan dari beberapa paket yang hilang di jendela data dalam satu waktu round-trip, yang tidak demikian halnya dengan Tahoe dan Reno versi TCP. Dalam lingkungan mobile, kerugian paket dapat terjadi karena kesalahan sambungan nirkabel, yang tergantung pada lokasi dan waktu-bervariasi. Kesalahan ini biasanya bursty di alam, sehingga menghasilkan kerugian beberapa paket dalam satu jendela. Dalam hal ini, mungkin akan SACK sesuai untuk link nirkabel. Selain itu, kontrol kongesti TCP-seperti dianggap sebagai salah satu alternatif dalam Reliable Multicast Transport (RMT) protokol [8]. Ada modifikasi lain juga banyak TCP yang menarik perhatian lebih atau kurang dari para peneliti dan industri. 3.3.3 Stream Control Transmission Protocol Stream Control Transmission Protocol (SCTP) adalah transportasi IP terbaru protokol yang distandarisasi oleh IETF [9]. Ini ada pada tingkat yang setara sebagai UDP dan TCP protokol, yang memberikan lapisan transport untuk aplikasi Internet yang paling. SCTP dirancang untuk mengangkut pesan sinyal dari PSTN di atas jaringan IP, tetapi juga dapat digunakan dalam aplikasi yang lebih luas. SCTP merupakan hasil dari studi yang dilakukan di dalam IETF yang dimulai pada tahun 1998, ditargetkan untuk membuat setara Internet untuk ITU-T Signaling System 7 (SS7) Layanan transportasi. Kerangka protokol asli awalnya bernama Common Signaling Transport Protocol (CSTP), persyaratan yang tercantum dalam [10]. Tidak seperti TCP, SCTP menyediakan sejumlah fungsi yang penting untuk telephony signaling transport, dan pada saat yang sama dapat berpotensi menguntungkan aplikasi lain yang memerlukan transportasi dengan kinerja tambahan dan keandalan. SCTP juga memiliki kesamaan dengan TCP. Sebagai contoh, SCTP menyediakan handal jasa angkutan dan mekanisme sesi berorientasi (yaitu, komunikasi antara titik akhir didirikan sebelum data yang dikirim). Selain itu, menyediakan kongesti TCP-friendly dan flow control. SCTP menggunakan versi SACK protokol TCP (satu SACK per setiap paket yang diterima di penerima). Arus dan mekanisme kontrol kongesti mengikuti algoritma TCP: start lambat, menghindari kemacetan, pemulihan cepat, dan cepat retransmit. Dengan demikian, SCTP adalah kadar adaptif sebagai TCP, meskipun untuk beberapa aplikasi mungkin kemungkinan memadai sumber daya akan dialokasikan untuk lalu lintas SCTP untuk memastikan pengiriman segera timesensitive data. Orang harus tahu bahwa TCP adalah byte berorientasi sementara SCTP adalah pesan berorientasi. Message orientasi berbasis protokol menguntungkan atas 62 Traffic Analisis dan Desain Jaringan IP Wireless TCP, yang berorientasi koneksi, memastikan transmisi yang lebih handal dan fleksibel sejumlah kecil data, seperti sinyal informasi. Fitur penting lainnya dari SCTP, yang menyediakan kehandalan, adalah multihoming. Ini adalah kemampuan suatu titik akhir SCTP tunggal (setiap sesi SCTP adalah antara tepat dua endpoint) untuk mendukung beberapa alamat. Pendekatan ini meningkatkan survivability dari sesi SCTP di hadapan kegagalan jaringan. Karena pentingnya sinyal informasi, multihoming digunakan untuk redundansi, dan tidak untuk berbagi beban lalu lintas pensinyalan (misalnya, satu alamat IP digunakan sebagai alamat utama untuk transmisi normal, sedangkan alamat IP tambahan digunakan pada transmisi ulang untuk meningkatkan kemungkinan mencapai remote akhir). Tidak seperti TCP, yang menganggap aliran data tunggal, SCTP memungkinkan data akan dibagi menjadi beberapa aliran (nama SCTP berasal dari ini fitur streaming), sehingga pesan hilang dalam setiap aliran satu akan mempengaruhi pengiriman di dalam sungai yang hanya, dan bukan yang lain aliran. Dalam beberapa pendekatan stream milik sesi SCTP tunggal. Sebagai contoh, bisa multistreaming digunakan untuk pengiriman dokumen multimedia, seperti halaman Web, lebih dari satu sesi. Contoh lain dari multistreaming adalah sinyal telepon melalui jaringan IP, dimana satu harus menjaga urutan pesan yang mempengaruhi sama panggilan atau saluran. Karena karakteristiknya, SCTP dianggap sebagai alternatif untuk memberikan isyarat melalui jaringan inti IP dalam UMTS dalam preferensi untuk TCP, dan secara paralel untuk SS7 digunakan dalam jaringan circuit switched core.
3.4 QoS Provisioning di Internet Meskipun internet diciptakan sebagai jaringan dengan layanan satu tipe untuk semua, cepat pengembangan Internet ke dalam infrastruktur ini komersial mengangkat tuntutan untuk dukungan QoS. Hal ini disebabkan berbagai aplikasi Internet dan peningkatan jumlah pengguna, yang memiliki tuntutan yang berbeda untuk konten, jenis informasi, dan kualitas pelayanan. Banyak kali telah itu telah diperdebatkan apakah QoS provisioning diperlukan untuk Internet. Salah satu pendapat bahwa serat teknologi, seperti panjang gelombang division multiplexing (WDM) harus memberikan bandwidth murah sebanyak itu diperlukan. Di sisi lain, pengalaman pengembangan aplikasi dalam beberapa tahun terakhir menunjukkan bahwa tidak peduli berapa banyak bandwidth yang disediakan, aplikasi baru akan diciptakan untuk mengkonsumsinya. Dalam lingkungan mobile, bagaimanapun, kami memiliki sumber daya yang terbatas karena frekuensi yang terbatas tersedia untuk komunikasi nirkabel spektrum selama diberikan geografis daerah. IETF telah mengusulkan beberapa mekanisme untuk QoS Provisioning dalam Internet. Perhatian yang diberikan kepada Multiprotocol Label Switching (MPLS), Wireless Mobile Internet 63 Pelayanan Terpadu dengan Reservation Protocol (RSVP), dan Differentiated Services [11-13]. Semua dari mereka yang ditetapkan untuk internet kabel. Namun, jumlah pengguna ponsel tumbuh bahkan lebih cepat dari jumlah pengguna internet. Seperti kita sudah dibahas dalam Bab 2, konvergensi jaringan mobile dan Internet adalah sebuah proses yang diramalkan. konvergensi tersebut menimbulkan tuntutan baru pada nirkabel akses ke Internet mengingat QoS provisioning. Pada bagian berikut kita melalui mekanisme QoS yang diusulkan untuk Internet, dan kemudian kami mempertimbangkan seperti mekanisme dalam jaringan nirkabel selular.
3.4.1 MPLS
MPLS adalah skema yang menggunakan label tetap-panjang untuk penanganan paket. Setiap paket yang masuk domain jaringan MPLS-enabled memperoleh satu MPLS ditambahkan header, yang dikemas antara header link layer dan jaringan layer header. Router MPLS mampu disebut label switching router (LSR). Seperti router analisis label hanya dalam penyampaian paket. Dengan demikian, MPLS packet-forwarding skema. Protokol jaringan dapat IP atau lainnya (misalnya, ATM). Oleh karena itu, skema ini disebut Multiprotocol Label Switching. Untuk setiap paket, router yang menambahkan label disebut router masuknya, sementara router yang ekstrak label disebut router egress. Header dari MPLS paket berisi 20-bit label, dimana 3 bit didefinisikan untuk kelas service (CoS) lapangan, 1 bit untuk indikasi label stack, dan 8 bit yang digunakan untuk TTL untuk menentukan paket dalam domain MPLS saja. MPLS menggunakan protokol untuk mendistribusikan label dalam domain tersebut, untuk mengatur disebut label switched path (LSP), yang merupakan jalur antara ingress LSR dan egress LSR. Mereka adalah mirip dengan sirkuit virtual dalam jaringan ATM. Untuk setup LSP, MPLS menggunakan protokol RSVP (kita lihat nanti dalam bab ini) atau protokol khusus untuk distribusi label disebut Label Distribution Protocol (LDP) [12]. Setiap LSR MPLS-enabled router memiliki tabel routing untuk label, yang dikelola oleh LDP. Ketika sebuah LSR menerima paket berlabel, itu akan menggunakan label sebagai indeks untuk mencari tabel forwarding. paket ini diproses sesuai dengan isi tabel. LSR diperkenankan untuk mengubah label paket, jika perlu. Jadi, setiap paket mendapat label MPLS di pintu masuk dari MPLS domain yang digunakan oleh router untuk routing internal dan kontrol lalu lintas. Sebelum paket meninggalkan MPLS domain, router egress MPLS menghilangkan labelnya. MPLS juga dapat menyediakan tunneling efisien dari paket antara dua jaringan node (ingress dan egress router), mana jalan sepenuhnya ditentukan oleh label yang diberikan oleh masuknya router [14]. Hal ini membutuhkan suatu protokol yang akan refresh tabel routing router internal (misalnya, RSVP). Karena label diterapkan pada router masuknya LSP mendefinisikan sebuah lalu lintas yang mengalir sepanjang label-switched path, jalur ini dapat dianggap sebagai terowongan, dan kami merujuk kepada mereka 64 Traffic Analisis dan Desain Jaringan IP Wireless sebagai terowongan LSP. Setiap LSP didirikan dengan satu set parameter lalu lintas (yaitu, kendala), seperti bandwidth. Untuk menyediakan QoS tertentu kita perlu melakukan constraint-based label jalan dialihkan beralih (CR-LSP) [15]. Setelah CR-LDP diatur Facebook, bandwidth dapat secara dinamis berubah setelah persyaratan baru bagi lalu lintas di jalur itu. Secara keseluruhan MPLS menyediakan sarana untuk rekayasa lalu lintas di Internet (yaitu, kinerja optimalisasi jaringan). Dua keunggulan utama dari MPLS adalah:
• Faster forwarding;
• Efisien tunneling paket.
Selain itu, kami mungkin berlaku MPLS dalam jaringan berbasis IP nirkabel. Dalam hal ini, Persyaratan dasar mengenakan MPLS dari teknologi akses IP nirkabel yang mendasari adalah:
• Pemetaan semua paket yang masuk ke dalam domain MPLS di tepi router, dan penghapusan label untuk paket IP keluar;
• Pembentukan LSP melalui jaringan routing protokol. Ada dua kemungkinan untuk routing dalam domain MPLS: hop-by-hop routing atau eksplisit routing (menggunakan jalur yang telah ditetapkan);
• LSR perlu dukungan label swapping untuk paket IP forwarding dan IP penggabungan untuk multicast. Juga, LSR perlu proses setiap paket, seperti decrementing TTL, penentuan hop berikutnya, dan sebagainya; Wireless Mobile Internet 65 MPLS domain B LSR LER LER LER LSR LSR LSR LER MPLS domain A LER Data LSP C LSP LSP C A LSP Data B LSR - Label switching router LER - label edge router Data LSP C Gambar 3.4 MPLS arsitektur.
• LSR harus mendukung distribusi label melalui LDP. Semua label disimpan dalam basis dasar informasi yang disebut label (LIB). Dalam tipe satu jaringan selular dari tepi label router mungkin stasiun pangkalan. Jenis lain yang mungkin dari router tepi adalah pintu gerbang-simpul dari jaringan nirkabel ke Internet kabel. Dalam situasi ini sangat cocok untuk melakukan klasifikasi lalu lintas dalam jaringan nirkabel dan diferensiasi untuk / dari pengguna ponsel, yang harus dilakukan pada node akses nirkabel (misalnya, base station). Oleh karena itu, implementasi MPLS dalam jaringan nirkabel tidak akan memiliki berdampak pada jaringan akses radio, yang merupakan kepentingan utama. Mungkin, bagaimanapun, diterapkan dalam jaringan inti nirkabel.
3.4.2 Pelayanan Terpadu
Pelayanan Terpadu arsitektur disebut Int-Serv didefinisikan oleh IETF dalam RFC 1633 [16]. Gagasan utama di balik proposal ini adalah dukungan layanan real-time di Internet. Pelayanan Terpadu memperkenalkan konsep fundamental baru bagi Internet. Protokol ini mengasumsikan bahwa sumber daya yang disediakan untuk setiap aliran membutuhkan QoS di setiap hop router di jalur antara pengirim dan penerima. Untuk mampu mendukung pengelolaan per-arus lalu lintas, jaringan perlu membentuk end-to-end jalan dengan menggunakan sinyal, yang disediakan oleh RSVP. Hal ini berbeda dengan pendekatan tradisional di Internet, di mana router menengah melakukan tidak menyimpan informasi routing untuk aliran masing-masing. Pelayanan Terpadu menyediakan dua tambahan kelas QoS (selain kelas terbaik-upaya lalu lintas): 1. Dijamin layanan [17] untuk aplikasi yang memerlukan dibatasi akhir-to-end antrian penundaan paket dan jaminan bandwidth. Penundaan ini memiliki dua bagian: delay tetap dan antrian. penundaan tetap adalah properti dari yang dipilih jalan dengan skema setup. Oleh karena itu, hanya delay antrian ditentukan oleh layanan terjamin. Dalam konsep aliran digambarkan menggunakan ember token, dan diberikan ini deskripsi aliran, layanan unsur (misalnya, router) menghitung berbagai parameter menggambarkan bagaimana elemen layanan akan menangani data aliran itu. Namun, setup mekanisme (misalnya, RSVP) harus digunakan untuk pemesanan dijamin. Untuk mencapai keterlambatan dibatasi mengharuskan setiap unsur pelayanan (yaitu, node) di jalan mendukung layanan jaminan, meskipun satu dapat mengambil manfaat juga dengan penyebaran parsial. 2. layanan beban Terkendali [18] (atau sharing link terkontrol) untuk aplikasi membutuhkan layanan handal dan ditingkatkan upaya terbaik. Layanan ini menggunakan kontrol masuk untuk memastikan bahwa layanan ini diterima bahkan 66 Traffic Analisis dan Desain Jaringan IP Wireless ketika elemen jaringan kelebihan beban. Dengan kata lain, yang dikendalikan beban tidak menerima atau memberikan nilai target spesifik untuk menunda dan kerugian, tetapi memberikan komitmen oleh elemen jaringan menyediakan layanan setara dengan yang disediakan oleh terkendali (besteffort) lalu lintas dalam kondisi ringan dimuat. Sebagai contoh, mungkin pelaksanaan layanan ini adalah untuk memberikan mekanisme antrian dengan dua tingkat prioritas: prioritas tinggi untuk lalu lintas beban dikendalikan, dan prioritas yang lebih rendah untuk lalu lintas terbaik-usaha. Untuk dapat memberikan kelas seperti QoS, node jaringan harus mempertahankan per negara-aliran lembut (yaitu, negara aliran-spesifik). Sebuah negara lunak adalah sebuah negara sementara diatur oleh berakhirnya periodik pemesanan sumber daya. Soft negara ini diperbarui dengan pesan RSVP berkala disebut pesan PATH. Biasanya, PATH pesan dikirim setiap 30 detik untuk menjaga pemesanan [19]. Hal ini dikirim melalui internet sebagai paket IP biasa. PATH pesan berisi karakteristik lalu lintas dari sumber. Setelah penerimaan pesan PATH, penerima pesan mengirimkan RESV disebut kembali ke pengirim. Saat ini paket melewati router perantara pada jalur antara pengirim dan penerima, ia melakukan reservasi sumber daya. Setiap router dapat menerima atau menolak permintaan reservasi tersebut (jika router beberapa menolak permintaan reservasi, itu mengirimkan paket pemberitahuan kepada sumber). Jika semua router intermediate menerima permintaan reservasi, kemudian masing-masing mengalokasikan sumber daya untuk aliran (yaitu, link bandwidth dan ruang buffer pada router). Pelayanan Terpadu dilaksanakan oleh empat komponen dalam intermediate router: protokol pensinyalan (misalnya, RSVP), mekanisme admission control, yang classifier, dan paket scheduler. Kita sekarang menggambarkan keempat mengingat komponen jaringan akses nirkabel. Reservasi Protokol Protokol ini membuat pemesanan di router sepanjang jalur dari paket dari pengirim ke penerima. Ada dua jenis protokol pemesanan: Wireless Mobile Internet 67 RSVP domain RESV RSEV PATH PATH RESV PATH. Sumber Daya pemesanan dalam skema Pelayanan Terpadu.
• Hard negara: Tipe ini berorientasi koneksi, dan semua paket masuk melalui yang intermediate node yang sama. Dalam hal ini, sambungan dibuat dan dihapus sepenuhnya.
• Soft negara: Ini adalah sebuah negara connectionless, mana reservasi untuk pesan tertentu aliran disimpan dalam cache di router menengah, dan diperbarui berkala seperti dibahas di atas. Protokol yang paling banyak digunakan untuk reservasi Pelayanan Terpadu adalah RSVP, yang menggunakan metode soft-negara. Pelayanan Terpadu memungkinkan pemesanan unicast dan multicast. Jadi, nirkabel teknologi akses harus dapat melakukan pemesanan tersebut, serta perubahan reservasi (gaya dan sumber daya reserved) selama sesi. Admission Control Mekanisme Mekanisme admission control memutuskan apakah permintaan untuk sumber daya dapat diberikan. Mekanisme ini dipanggil pada setiap node untuk membuat sebuah lokal menerima / menolak keputusan. Ini juga memiliki peran dalam akuntansi dan administrasi. Ketika kita mempertimbangkan teknologi akses nirkabel, kita harus mendukung mobilitas. Sehubungan dengan admission control, jaringan nirkabel harus mampu mengetahui apakah sebuah dinegosiasikan QoS bisa dijamin ketika serah terima yang mungkin terjadi. Namun, negosiasi jalur akses (misalnya, base station) bersama dengan node jaringan inti harus membuat keputusan ini. Penggolong Ketika router menerima paket, pemilah melakukan klasifikasi dan menempatkan paket dalam antrian tertentu berdasarkan hasil klasifikasi. Semua paket-paket dari kelas yang sama mendapatkan perlakuan yang sama dari paket scheduler. Sebuah kelas dalam hal ini Model dapat sesuai dengan berbagai aliran, disebabkan oleh QoS atau tertentu organisasi. Selanjutnya, kelas mungkin memegang aliran tunggal (yaitu, terpisah kelas untuk aliran masing-masing) seperti di router dekat pinggiran (misalnya, jaringan akses). Backbone router dapat memilih untuk arus banyak peta ke dalam kelas beberapa agregat. Packet Scheduler Ini jadwal paket untuk memenuhi persyaratan QoS mereka. Paket scheduler mengelola penyampaian yang berbeda aliran dengan menggunakan satu set antrian dan timer. Hal ini diterapkan pada titik di mana paket-paket yang antri. Policing dan lalu lintas membentuk fungsi berbeda dari admission control. Karena sumber daya nirkabel sangat langka, direkomendasikan bahwa kepolisian fungsi akan dilaksanakan dalam titik akses nirkabel (yaitu, node). Namun, tidak selalu mungkin untuk melaksanakan fungsi kepolisian di node akses nirkabel. Sebuah serupa 68 Traffic Analisis dan Desain Jaringan IP Wireless diskusi berlaku untuk lalu lintas membentuk. Paket kepolisian tidak berubah interpacket jarak, itu hanya menandai paket sebagai konforman (paket yang memenuhi SLA) dan nonconformant (paket yang tidak sesuai dengan SLA). Pelayanan Terpadu memiliki beberapa kelemahan, seperti yang diberikan di sini:
• Jumlah informasi meningkat secara proporsional dengan nomor arus. Ini tempat penyimpanan yang besar dan overhead pengolahan di router. Jadi, skalabilitas adalah masalah utama. Hal ini dapat ditangani dengan membatasi jumlah kelas, setidaknya dalam jaringan backbone.
• Ini tempat tuntutan tinggi pada router. Semuanya harus melaksanakan RSVP, modul admission control, classifier, dan paket scheduler. layanan
• Dijamin memerlukan penyebaran mana-mana (di semua router di jalur antara pengirim dan penerima). Dalam kasus terkontrol-beban layan kita dapat menggunakan sebuah penyebaran tambahan (yaitu, hanya pada router hambatan dan tunneling pesan RSVP di sisanya dari domain).
• Waktu-bervariasi dan bandwidth tergantung lokasi (misalnya, akibat gangguan dan kesalahan bit) dari link wireless juga merupakan masalah bagi Terpadu Layanan model. Misalnya, pengguna yang mengalami kesalahan sementara rasio yang lebih tinggi mungkin mengalami pemutusan paksa RSVP koneksi.
3.4.3 Layanan Differentiated
Para Differentiated Layanan Arsitektur [20] adalah diusulkan sebagai respon terhadap skalabilitas masalah dalam konsep Pelayanan Terpadu. arsitektur DS mengurangi negara bagian informasi yang tersimpan dalam jaringan dibandingkan dengan IS arsitektur, dengan menyediakan QoS keterbatasan jumlah kelas. DiffServ didasarkan pada identifikasi kelas dengan menggunakan kolom header DS, yang dimaksudkan untuk menggantikan definisi yang ada dari oktet ToS IPv4 dan IPv6 lalu lintas oktet kelas [21]. Di bidang DS, 6 bit dari 8 bit digunakan sebagai DS kode titik (DSCP) untuk menentukan persyaratan QoS, sedangkan sisanya 2 bit saat ini tidak digunakan (Gambar 3.6). DSCP digunakan untuk membedakan aliran agregat dari kelas trafik yang berbeda. Hal ini kompatibel dengan IPv4 ToS, dimana pertama 3 bit yang digunakan untuk menentukan prioritas, dan 4 bit berikutnya digunakan untuk menentukan persyaratan tentang delay, throughput, kehandalan, dan biaya. Anggapan tersebut bahwa domain DS melindungi diri dengan mengerahkan demarking node batas. Prinsip dasar dari DS adalah perlakuan paket-forwarding, yang didefinisikan oleh perilaku per-hop (PHB) [21]. Dasar layanan di DS, ketika tidak ada yang lain yang ditentukan, adalah pelayanan yang terbaik-usaha (semua bit DSCP adalah nol). Dengan menandai Wireless Mobile Internet 69 DS lapangan berbeda dan penanganan paket berdasarkan bidangnya DS (misalnya, oleh lalu lintas conditioner), kami akan membuat beberapa kelas layanan dibedakan. Oleh karena itu, orang dapat merujuk ke DS sebagai skema prioritas relatif. Dalam rangka bagi pelanggan untuk menerima DS dari penyedia layanan internet nya (ISP), pelanggan harus memiliki perjanjian tingkat layanan (SLA) dengan ISP. SLA bisa statis atau dinamis. Static SLA dibuat pada harian, mingguan, atau bulanan basa. Dynamic SLA membutuhkan protokol signaling, seperti RSVP, untuk meminta layanan sesuai permintaan. Jaringan di bawah kontrol satu ISP biasanya disebut domain. Dengan tujuan untuk memberikan DS, router tepi dari domain DS harus mengklasifikasikan, polisi, dan bentuk lalu lintas memasuki domain jaringan. Ketika seorang tertentu paket masuk satu domain dari yang lain, yang mungkin DS lapangan kembali ditandai sesuai dengan SLA antara dua domain. Sebuah classifier memilih paket berdasarkan nilai DSCP dalam header paket. Menggunakan mekanisme QoS, seperti klasifikasi, kepolisian, membentuk, dan penjadwalan, kelas layanan yang berbeda dapat disediakan. contoh tersebut meliputi: premium layanan untuk aplikasi yang memerlukan rendah delay dan jitter rendah, layanan yang terjamin untuk aplikasi yang memerlukan pelayanan yang lebih baik daripada layanan terbaik-upaya; layanan Olimpiade, yang dibagi menjadi tiga layanan jenis (emas, perak, dan perunggu) dengan kualitas menurun. DS konseptual berbeda dari IS. Jumlah kelas terbatas dalam karena keterbatasan ukuran dari DS (atau ToS) lapangan dalam header IP DS. Selanjutnya, DS tidak memiliki masalah skalabilitas sebagai IS tidak. Jumlah informasi disimpan pada node jaringan sebanding dengan jumlah kelas daripada jumlah arus. Keuntungan lain dari DS adalah dalam klasifikasi itu, kepolisian, membentuk, dan admission control harus dilakukan hanya pada batas router dari domain sebuah ISP. Dengan cara ini, router menengah dapat dengan mudah melakukan cepat penyampaian paket, sedangkan router batas tidak perlu meneruskan paket sangat cepat karena pengguna akses link banyak kali lebih lambat dibandingkan dengan jaringan inti link. Karena sumber daya nirkabel juga terbatas dan langka, DS mekanisme tampaknya nyaman untuk lingkungan seperti itu, sedangkan untuk jaringan inti yang dapat kita menambah bandwidth yang dibutuhkan (kita tidak bandwidth terbatas di bagian kabel dari jaringan). Sejauh ini, IETF telah mengajukan dua proposal PHB sebagai standar: forwarding dipercepat (EF) [22] dan meyakinkan forwarding (AF) [23]. Setiap jaringan akses nirkabel, bagian dari suatu domain DS, harus mendukung setidaknya satu dari PHBS. 70 Traffic Analisis dan Desain Jaringan IP Wireless Saat ini tidak digunakan Bits: 0 1 2 3 4 5 6 7 Differentiated layanan kode titik (DSCP) Gambar 3.6 Differentiated Services lapangan di header IP.
3.4.3.1 Layanan AF
Layanan forwarding dibuat untuk meyakinkan pelanggan bahwa permintaan dapat diandalkan komunikasi bahkan di hadapan kemacetan jaringan. Kita dapat menggunakan AF untuk fleksibel aplikasi yang dapat mentolerir beberapa degradasi QoS (misalnya, packet loss). Layanan ini menyediakan pengiriman paket IP dalam empat kelas AF berbeda (kelas 1 sampai 4). Setiap node DS mengalokasikan sejumlah sumber daya (misalnya, ruang buffer dan bandwidth) untuk tiap kelas AF. Klasifikasi dan kebijakan dilakukan pada router masuknya ISP jaringan. Semua paket yang tidak melebihi profil QoS dinegosiasikan dianggap seperti di-profil, sedangkan paket kelebihan dianggap sebagai keluar-profil-. Semua paket, di-profil dan out-of-profil, adalah buffer dalam antrian yang sama untuk menghindari out-of-order pengiriman. Dalam kasus kemacetan jaringan, paket out-of-profil dibuang terlebih dahulu. Mekanisme AF harus mendeteksi dan menanggapi kemacetan jangka panjang hal meminimalkan untuk masing-masing kelas lalu lintas. semburan pendek dapat ditangani oleh buffering paket. Namun kemacetan jangka panjang harus ditangani dengan dengan menjatuhkan paket. Namun, kami ingin menjatuhkan paket untuk menjadi independen jangka pendek karakteristik lalu lintas. Dengan cara ini, semua mengalir dengan kecepatan data yang sama, tetapi dengan burstiness berbeda, harus mengalami probabilitas yang sama untuk menjatuhkan paket dalam periode waktu lebih lama. Salah satu cara untuk melakukan manajemen antrian tersebut acak dropping paket. Skema khas yang menggunakan menjatuhkan acak acak deteksi dini (RED) [24]. Ini menggunakan dua ambang kemacetan. Ketika kemacetan di bawah ambang pertama, tidak ada paket dijatuhkan. Tapi, jika kemacetan (disajikan dalam antrian panjang) meningkat melebihi ambang batas, maka tetes router paket secara acak dengan probabilitas p, yang meningkat secara linear dengan kemacetan, pergi dari yang pertama ambang kedua. Ketika kemacetan mencapai ambang kedua (misalnya, ukuran antrian), semua paket tiba yang jatuh (p = 100%). Manajemen antrian ini akan memicu semua mekanisme kontrol aliran TCP pada waktu yang berbeda akhir host dan pada waktu yang berbeda. Dengan cara ini, skema RED mencegah antrian dari meluap, sehingga menghindari perilaku ekor-drop (dalam kasus itu, tetes router semua paket berikutnya ketika overflows antrian a). Skema drop-ekor yang khas untuk pertama-in first out (FIFO) mekanisme penjadwalan. Hal ini nyaman untuk lalu lintas internet karena memicu arus TCP menurun dan kemudian meningkat Tingkat mereka secara bersamaan. Masing-masing dari empat kelas AF memiliki kemungkinan tiga prioritas yang berbeda untuk menjatuhkan paket: diutamakan drop rendah, sedang, dan tinggi [23]. Setiap simpul dalam domain DS harus memiliki antrian terpisah untuk setiap kelas lalu lintas AF. Jaringan DS node dengan kemampuan melakukan diferensiasi kelas dengan mencocokkan DSCP lapangan untuk mekanisme penanganan paket tertentu. Paket yang diterima dengan yang belum diakui kode titik diteruskan seolah-olah mereka ditandai untuk perilaku default (Misalnya, terbaik-usaha jasa). Wireless Mobile Internet 71 3.4.3.2 Layanan EF Dipercepat layanan forwarding (atau layanan premium) [22] adalah ditargetkan ke aplikasi yang memiliki persyaratan ketat pada paket delay dan jitter, serta meyakinkan bandwidth, seperti telepon Internet, videoconference, dan jaringan virtual private (VPN). Penundaan dan variasi delay (jitter) terjadi karena antrian paket di node jaringan. Peningkatan antrian lalu lintas terjadi bila laju keberangkatan dekat atau lebih lambat daripada tingkat kedatangan di node yang sama. EF mendirikan simpul di sedemikian rupa sehingga lalu lintas agregat memiliki tingkat keberangkatan minimum yang independen intensitas lalu lintas lain pada setiap node. Menggunakan PHB sebagai AF tidak. Namun, EF PHB tidak memberikan jaminan dihitung pada jitter atau menunda, tapi parameter ini diasumsikan cukup rendah (untuk mendukung aplikasi). Layanan EF diimplementasikan sebagai berikut. Pada lalu lintas ingress node kepolisian dan membentuk diterapkan. Jadi, semua node dalam domain EF-mampu menganggap lalu lintas yang dikondisikan (yaitu, ada tingkat keberangkatan minimum pada setiap intermediate node dalam domain DS). Untuk memberikan delay kecil dan jitter, lalu lintas EF harus selalu melihat antrian hampir kosong (yaitu, panjang rata-rata antrian EF harus dijaga kecil). Persentase lalu lintas dalam jaringan dijaga tetap rendah cukup untuk memberikan kendala pada delay dan jitter dengan menerapkan SLA. Ada dua jenis SLA untuk layanan EF: SLA statis dan dinamis. SLA statis biasanya disediakan melalui berlangganan. Dynamic SLA memungkinkan pelanggan untuk permintaan layanan EF atas permintaan tanpa berlangganan itu. Dalam hal ini, admission control harus diterapkan di node jaringan. Untuk kontrol kesesuaian arus untuk SLA mereka, node jaringan melakukan lalu lintas kepolisian dan membentuk. Semua nonconformant paket (pada lalu lintas kepolisian) harus sudah dibuang pada ingress node. Kami dapat menyediakan layanan EF dengan menggunakan prioritas di atas layanan seperti AF. Untuk menghindari QoS rendah untuk pelayanan menuntut kurang, kita biasanya menggunakan sebagian kecil dari link bandwidth untuk trafik EF (misalnya, 10%). Namun, tidak merata lalu lintas dalam domain DS dapat menyebabkan kemacetan di beberapa bagian dari jaringan. Oleh karena itu, meskipun lalu lintas EF terbatas, ISP tidak dapat menjamin bahwa akan ada tidak ada kelaparan untuk AF dan pelayanan terbaik-upaya selama beberapa periode waktu [11]. Ini situasi dapat diatasi dengan mekanisme penjadwalan paket yang sesuai untuk EF dan layanan AF kelas, seperti antrian wajar tertimbang (WFQ).
3.4.3.3 Differentiated Jasa di Jaringan Akses Wireless
ISP kontrol alokasi jasa dalam domain DS. Ada dua jenis layanan Alokasi:
• Setiap host yang memutuskan layanan yang digunakan. • Ada controller sumber daya disebut broker bandwidth (BB). Bandwidth broker mungkin host, router, atau perangkat lunak proses aktif di beberapa router tepi. 72 Traffic Analisis dan Desain Jaringan IP Wireless Juga, dalam kasus akses nirkabel ke jaringan, ada kebutuhan untuk SLA antara jaringan akses nirkabel dan jaringan interkoneksi [13]. IP paket harus ditandai sesuai dengan SLA. Biasanya, sumber (misalnya, ponsel host) menandai paket, tapi setidaknya ingress node (misalnya, stasiun pangkalan) kebutuhan kembali-tanda atau tandai paket. Ingress node juga melakukan klasifikasi, kepolisian, dan pembentukan lalu lintas masuk. kebutuhan akses jaringan nirkabel masuk kontrol dalam kasus SLA dinamis untuk memungkinkan mendukung QoS yang berbeda tuntutan. Penerimaan kontrol adalah tugas untuk broker bandwidth. Selanjutnya, jaringan akses nirkabel dengan kemampuan DS membutuhkan forwarding PHB (yaitu, paket perlakuan). PHB cocok untuk jaringan nirkabel karena karakteristiknya (Yakni, tidak memberikan jaminan kuantitatif pada QoS, tetapi memberikan tinggi QoS untuk satu kelas daripada kelas tingkat yang lebih rendah). Pendekatan ini cocok untuk jaringan nirkabel, dimana antarmuka nirkabel dengan BER waktu-variabel tidak tidak mengijinkan jaminan kuantitatif pada QoS. Biasanya, jaringan selular menggunakan hanya satu nirkabel hop (dalam kasus komunikasi antara terminal mobile dan node tetap) atau dua hop (dalam kasus komunikasi antara dua mobile terminal). Dengan demikian, kita memiliki komunikasi nirkabel dan kabel berturut-turut dalam satu hop link end-to-end. Dalam kasus seperti itu, DS adalah salah satu yang paling cocok QoS mekanisme. Jadi, untuk jaringan akses nirkabel kami dapat memilih DS untuk lainnya QoS mekanisme, seperti MPLS dan Pelayanan Terpadu.
3.5 Pengenalan Mobilitas ke Internet
Meskipun pembangunan dari kedua teknologi, jaringan bergerak selular dan Internet, mulai terpisah tanpa ide untuk interkoneksi mereka, hari ini kita Wireless Mobile Internet 73 DS domain Sumber Daya controller (Broker bandwidth) Ditjen Akses DS router DS router Pedalaman DS router Signaling informasi kontrol Eksternal jaringan. Differentiated Services arsitektur. menghadapi kebutuhan untuk integrasi mereka. Hal ini dapat dilihat dari usulan IETF untuk memperkenalkan mobilitas ke Internet, maupun dari persyaratan mobile sistem selular untuk komunikasi berbasis paket dan multimedia yang berbeda layanan, dalam perjalanan dari 2G menuju 3G dan seterusnya.
3.5.1 Protokol Mobile IP
Masalah utama dalam proses memperkenalkan mobilitas ke internet IP pengalamatan. Alamat IP adalah alamat yang unik untuk setiap titik akses jaringan (Misalnya, dalam sebuah router, terminal, dan sebagainya). Selanjutnya, alamat IP digunakan untuk routing paket pada router penengah antara sumber dan tujuan. Jadi, masalah utama untuk mobilitas di Internet adalah bagaimana menangani terminal mobile alamat IP dan informasi routing ketika mobile host membuat serah terima antara dua titik akses nirkabel (misalnya, base station) atau ketika itu menjelajah antara dua domain jaringan (yaitu, antara dua operator jaringan). A solusi untuk masalah ini adalah disediakan melalui protokol IP Mobile [25]. Ini protokol menyediakan dukungan mobilitas dan pada saat yang sama adalah transparan kepada transportasi dan lapisan protokol yang lebih tinggi. Oleh karena itu, penerapan Mobile IP tidak memerlukan perubahan dalam kelenjar yang ada dan host di Internet. Dalam berikut kita mendefinisikan IP Mobile. Dalam Mobile IP semua fungsi yang diperlukan untuk menangani informasi mobilitas tertanam dalam tiga subsistem utama: agen rumah (HA), seorang agen asing (FA), dan mobile node (MN). Mobile asli IP didefinisikan untuk IPv4, dan oleh karena itu juga disebut sebagai Mobile IPv4. Protokol Mobile IP memungkinkan MN untuk mempertahankan alamat IP tanpa titik lampiran ke jaringan. alamat IP yang terutama digunakan untuk mengidentifikasi sistem akhir. protokol transport Populer, seperti TCP, melacak mereka akhir sesi dengan menggunakan alamat IP dari dua endpoint (dengan sesuai nomor port). Selain itu, router menggunakan alamat IP untuk rute lalu lintas dari sumber ke tujuan. rute tidak harus sama di kedua arah (Untuk komunikasi dua arah). Routing di Internet didasarkan pada paket's alamat tujuan dan beberapa informasi kemacetan di node jaringan. Sebuah terminal mobile membutuhkan alamat IP yang stabil untuk dapat diidentifikasi ke Internet lain host dan node. Oleh karena itu, Mobile IP menyediakan dua alamat IP untuk MN: a alamat rumah dan perawatan-alamat (KoA). Alamat rumah adalah IP statis alamat yang digunakan untuk mengidentifikasi koneksi lapisan yang lebih tinggi (misalnya, TCP). perawatan The-dari Alamat digunakan untuk keperluan routing. Sementara mobile roaming di antara yang berbeda jaringan, perawatan-perubahan alamat. Dengan cara ini, perawatan-alamat merupakan alamat IP lampiran terminal mobile ke jaringan. Dalam Mobile IPv4 pengelolaan CoA dilakukan oleh FA di jaringan mengunjungi untuk terminal mobile. Namun, CoA terdaftar oleh HA. Internet host, yang berkomunikasi dengan MN, tidak perlu tahu lokasi terminal. MN, menggunakan alamat rumah nya, ini dapat menerima data 74 Traffic Analisis dan Desain Jaringan IP Wireless Perusahaan jaringan asal melalui HA. Ketika MN menjelajah di jaringan baru (atau domain), perlu untuk memperoleh CoA baru melalui FA dalam jaringan itu. The CoA baru akan didaftarkan di HA. Dengan demikian, paket yang ditujukan kepada MN pertama mencapai HA, yang kemudian terowongan paket ke FA dengan menggunakan CoA sebagai tujuan alamat paket. Pada akhir terowongan, FA decapsulates yang paket, sehingga paket akan muncul untuk memiliki alamat rumah mobile sebagai Alamat IP tujuan. Setelah dekapsulasi, paket dikirim ke MN tersebut. Karena paket tiba di MN dengan alamat rumah mereka sebagai tujuan alamat, IP Mobile transparan untuk protokol lapisan yang lebih tinggi. Paket dikirim oleh MN yang diarahkan dengan menggunakan mekanisme standar IP routing. Dalam hal ini, MN menggunakan alamat rumah yang unik sebagai alamat sumber dalam IP header (CoA adalah alamat sementara yang digunakan untuk tunneling dari HA ke FA saat mobile roaming di jaringan asing). Routing paket menurut bentuk protokol Mobile IP routing sebuah segitiga antara HA, FA, dan node koresponden (CN). Buka Isu dalam IP Mobile Mobile IP mendukung mobilitas global (misalnya, ketika terminal mobile roaming antara jaringan yang berbeda). Namun, ada isu terbuka di Mobile IPv4. Salah satunya adalah terkait dengan manajemen macromobility. Itulah segitiga routing dan tidak efisien langsung routing (mengingat jumlah hop). Juga, Prosedur serah terima tidak efisien karena HA harus diberitahu selama setiap interdomain serah terima. Selain itu, Mobile IPv4 telah deregistration mengikat efisien (Yaitu, ketika bergerak MN ke FA baru, FA sebelumnya tidak melepaskan sumber daya langsung, tapi menunggu sampai seumur hidup pendaftaran mengikat berakhir). Wireless Mobile Internet 75 Internet dengan mobile IP HA FA CN Home domain Asing domain Mobile node HA = Home agen FA = Asing agen CN = Koresponden node Mobile IP protokol. Mobile IP tidak memberikan solusi untuk manajemen mikro-mobilitas prosedur. serah terima antar domain harus dijaga lokal mungkin. Juga, setelah serah terima antar domain, data IP yang disimpan dalam base station sebelumnya harus ditransfer ke yang baru. Penyeberangan router sebaiknya dihindari sebanyak mungkin. Selain itu, Mobile IP tidak memberikan kemampuan untuk QoS provisioning. Di sisi lain, kita berharap jaringan selular berbasis IP untuk menyediakan QoS jaminan untuk beberapa layanan real-time (misalnya, IP telephony). Karena heterogenitas yang tuntutan lalu lintas dan QoS, Mobile IP harus memasukkan mekanisme untuk dukungan QoS (misalnya, RSVP). Satu masalah penting untuk Mobile IP adalah keamanan. Standar keamanan tindakan meliputi otentikasi (menentukan originator dari paket IP), otorisasi (menentukan siapa yang dapat mengakses jaringan dan sumber daya), dan enkripsi data. Mobile IPv4 tidak menyediakan otentikasi yang dapat diandalkan. fitur keamanan tambahan termasuk ingress filtering (masuknya node ISP filter paket berdasarkan alamat sumber), dan privasi lokasi (pengirim harus mampu mengontrol penerima, jika ada, dapat mengetahui lokasi pengirim keterikatan fisik ke jaringan). Firewall melindungi jaringan internet pribadi dapat menyebabkan masalah untuk koneksi Mobile IP dengan menolak paket IP. Ini dapat dihindari dengan ingress filtering (misalnya, melarang masuk datagram dari setiap domain daun). Pengenalan Mobile IPv6 memecahkan beberapa masalah ini terbuka. Ide dasar dari Mobile IP tetap sama di IPv6: The MN dicapai oleh pengiriman paket ke jaringan rumah, dan HA mengirimkan paket ke perawatan saat ini mobile-alamat dengan menggunakan enkapsulasi. IPv6 datang dengan nya konfigurasi alamat protokol: penemuan tetangga dan autoconfiguration alamat berkewarganegaraan [26]. Dengan menggunakan protokol ini konfigurasi, MN memiliki sangat ditingkatkan kemampuan untuk mendapatkan CoA, sehingga mengurangi kebutuhan Agreement, yang telah dieliminasi dari Mobile IPv6. Juga, opsi tujuan didefinisikan dalam header IPv6 menyederhanakan update mengikat overhead, karena update sekarang mengikat dapat dimasukkan dalam data paket yang normal. Mengingat keamanan, IPv6 menawarkan otentikasi ditingkatkan. Dalam IPv6, MN merupakan simpul-satunya yang dapat mengirim mengikat perbaruan untuk node korespondensi, dan biasanya mengirimkan pembaruan setelah pindah ke sebuah titik yang baru lampiran ke jaringan. Bahkan setelah pengenalan Mobile IPv6, bagaimanapun, isu micromobility masih akan tetap terbuka. Ini harus ditangani dengan dengan menerapkan mekanisme lokal tambahan, seperti yang dijelaskan dalam bagian berikut.
3.5.2 Micromobility
Protokol Mobile IP memecahkan masalah macromobility (mobilitas interdomain). Dalam kasus serah terima sering, bagaimanapun, mekanisme Mobile IP memperkenalkan 76 Traffic Analisis dan Desain Jaringan IP Wireless overhead jaringan yang signifikan dalam hal keterlambatan meningkat, paket hilang dan sinyal. Sebagai contoh, layanan real-time banyak (misalnya, IP telephony) akan mengalami terlihat penurunan kualitas pelayanan dengan serah terima sering. Oleh karena itu, sejumlah protokol IP mikro-mobilitas [27] telah diusulkan bahwa melengkapi basis protokol Mobile IP. Micromobility langsung dihubungkan untuk serah terima antar sel yang termasuk ke domain yang sama atau subnetwork. Juga, QoS dukungan dalam jaringan Mobile IP berkaitan erat dengan penyerahan sukses manajemen. Salah satu solusi untuk masalah micromobility diberikan dalam baru-baru ini diusulkan Cellular IP protokol, yang menyediakan mobilitas dan dukungan serah terima untuk sering pindah host [28, 29]. Namun, ada beberapa protokol lain untuk micromobility dukungan dalam jaringan IP nirkabel (kita lihat nanti dalam ini bab). Kita memilih Selular IP sebagai contoh yang paling tepat karena menganggap hampir semua lokasi dan isu-isu manajemen mobilitas. Lain protokol dengan fungsi serupa mungkin dibuat di masa depan.
3.5.2.1 IP Cellular
Cellular IP didefinisikan sebagai ekstensi untuk protokol IP Mobile. Hal ini dimaksudkan untuk aplikasi di tingkat lokal (misalnya, dalam jaringan akses selular). Cellular IP interwork dapat dengan Mobile IP untuk mendukung wide-area mobilitas-yaitu, mobilitas antara jaringan Selular IP. Sebuah arsitektur khas Cellular jaringan IP ditunjukkan pada Gambar 3.9. Cellular IP mengoptimalkan jaringan selular untuk serah terima cepat. Protokol ini menyediakan kontrol mobilitas terpadu dan fungsi-fungsi manajemen di lokasi titik akses nirkabel. Wireless Mobile Internet 77 Internet dengan mobile IP BS Pintu gerbang router Selular jaringan IP Mobile node BS BS BS BS Selular jaringan IP Pintu gerbang router BS = base station Gambar 3.9 IP Cellular arsitektur jaringan. Cellular IP Arsitektur Jaringan Cellular IP jaringan yang terhubung ke Internet melalui router gateway. Mobile terminal diidentifikasi ke jaringan dengan menggunakan alamat IP dari base station (Router akses) sebagai CoA. Karena Cellular IP mengasumsikan bahwa Mobile IP mengelola macromobility, terowongan rumah agen IP paket ke gateway router dari jaringan IP Cellular. Dalam domain jaringan, paket diarahkan pada alamat rumah dari terminal mobile. Di arah sebaliknya, paket dari terminal mobile diarahkan ke gateway router hop-hop oleh-. Setelah mencapai router gateway, paket dikirim melalui internet oleh Mobile IP. Rute Dalam sebuah jaringan IP Seluler, router gateway secara berkala mengirimkan paket suar ke base station dalam jaringan akses nirkabel [30]. Base stasiun catatan interface di mana mereka terakhir yang diterima sinyal ini dan menggunakannya untuk rute paket menuju gateway. Selain base station, maju suar untuk mobile terminal. Setiap base station menyimpan cache-routing. Paket yang dikirim oleh node mobile diarahkan ke gateway menggunakan standar hop-by-hop routing. Setiap node dalam jaringan IP Seluler yang terletak di jalur paket ini harus menggunakan mereka untuk membuat dan memperbarui pemetaan routing-cache. Dengan cara ini, routing-cache pemetaan rantai diciptakan, yang kemudian dapat digunakan untuk rute paket ditujukan kepada mobile node sepanjang reverse path. Selama mobile node secara teratur mengirim paket data, node di sepanjang jalan antara lokasi aktual mobile node dan gateway mempertahankan entri routing yang valid. Informasi dalam cache-routing, yang mencakup alamat IP mobile dan interface dari mana paket datang, menghilang setelah waktu tertentu, rute timeout-disebut. Setiap paket berturut-turut menyegarkan informasi routing disimpan di node jaringan. Juga, sebuah terminal mobile dapat mencegah timeout dari terjadi dengan mengirimkan paket rute-update secara berkala, yang disebut rute-update waktu. Ini adalah paket data kosong. Mereka tidak meninggalkan Cellular Jaringan IP (yaitu, mereka dibuang di gateway). Lokasi Manajemen Cellular IP menggunakan dua cache pada setiap node dalam jaringan akses. Salah satunya adalah routing-cache (sudah dibahas di atas). Yang lain adalah paging-cache, yang adalah opsional dilaksanakan di base station. Sementara routing-cache terutama digunakan untuk menyimpan informasi routing untuk koneksi sedang berlangsung, paging-cache terutama digunakan untuk pengguna idle. Cellular IP mendefinisikan sebuah host mobile idle sebagai salah satu yang belum menerima paket data untuk sistem waktu tertentu, yang disebut aktif-negara timeout. Mobile node yang tidak teratur memancarkan atau menerima data (yaitu, node idle) secara berkala mengirimkan paket paging-update untuk mempertahankan paging cache, yang dapat digunakan untuk rute paket IP (ketika routing-cache pemetaan untuk 78 Traffic Analisis dan Desain Jaringan IP Wireless bahwa node kadaluarsa). Paging-update paket paket kosong ditujukan kepada gateway dan dibedakan dari paket rute-update dengan jenis IP mereka parameter. Pembaruan ini akan dikirim ke stasiun pangkalan yang menawarkan sinyal terbaik kualitas. Mirip dengan data dan rute paket-update, paging-update paket-paket diarahkan secara hop-by-hop ke gateway. Jadi, menjaga paging-cache dicapai mirip dengan cache-routing, kecuali dua perbedaan. Pertama, paket yang dikirim oleh paging-cache pemetaan mobile update, sementara pagingupdate paket tidak memperbarui pemetaan routing-cache. Kedua, paging-cache memiliki batas waktu lebih lama dari routing-cache. Oleh karena itu, host mobile idle memiliki pemetaan di paging-cache tapi tidak di routing-cache. Selain itu, ponsel aktif host akan memiliki pemetaan di kedua jenis cache. Semua-update paket dibuang oleh gateway, untuk mengisolasi operasi Selular IP-spesifik dari Internet. Setelah timeout-paging, paging pemetaan dibersihkan dari cache (misalnya, ketika terminal mobile dimatikan). Pemetaan selalu ada di cache-paging ketika mobile node terpasang ke jaringan. Jika routing-cache pemetaan tidak ada, masuk paket mungkin akan diteruskan oleh cache-paging. Namun, paging-cache tidak harus diselenggarakan dalam semua node. Serah terima Dalam jaringan selular IP inisiat mobile node handover a [31]. Mobile host mendengarkan beacon dikirimkan oleh base station dan melakukan serah terima berdasarkan sinyal kekuatan pengukuran. Untuk melakukan serah terima, sebuah mobile node harus tune radio untuk stasiun basis baru dan mengirimkan sebuah paket rute-update. Ini paket update menciptakan pemetaan routing-cache dan dengan demikian mengkonfigurasi downlink rute dari gateway ke stasiun basis baru. Selama serah terima ponsel pengalihan node data paket dari yang lama ke stasiun basis baru. Pada serah terima, untuk waktu yang sama dengan timeout routing-cache, paket-paket yang ditujukan kepada mobile node akan dikirimkan ke kedua BTS lama dan baru. Jika nirkabel teknologi akses memungkinkan mendengarkan dua saluran logis yang berbeda secara bersamaan, maka serah terima lunak. Jika mobile node dapat mendengarkan hanya satu basis stasiun pada suatu waktu, maka penyerahan ini sulit (dalam hal ini kinerja kasus serah terima akan lebih tergantung pada antarmuka radio). Cache-routing pemetaan akan secara otomatis dihapus pada selang beberapa saat timeout. Dua parameter menentukan kinerja serah terima: penundaan serah terima (yaitu, latency) dan packet loss. Keterlambatan penyerahan diuraikan menjadi tempat pertemuan dan waktu protokol [30]. Rendezvous waktu mengacu pada waktu yang diperlukan untuk mobile node untuk melampirkan dengan stasiun pangkalan baru setelah meninggalkan stasiun basis lama. Kali ini erat kaitannya dengan karakteristik link nirkabel (yaitu, tingkat beacon ditransmisikan oleh BTS). Protokol waktu mengacu ke waktu yang dihabiskan untuk mengembalikan sekali koneksi host mobile telah menerima sinyal dari stasiun basis baru. Biasanya, waktu pertemuan kecil dan kita mungkin perkiraan penundaan serah terima Wireless Mobile Internet 79 dengan waktu protokol. Parameter kedua adalah packet loss selama serah terima. Mari kita menjelaskan bagaimana kerugian yang terjadi. Paket yang dikirim melalui base station tua sampai kedatangan paket pertama melalui rute baru. Untuk serah terima keras, selama ini beberapa paket mungkin akan hilang. Kerugian ini sebanding dengan waktu serah terima loop [30], yang didefinisikan sebagai waktu transmisi dari crossover node ke lokasi lama dari mobile node plus waktu transmisi dari lokasi baru ke node crossover, yang merupakan pintu gerbang dalam terburuk. Arus lalu lintas di serah terima dalam jaringan IP Cellular. Meskipun IP paket mungkin hilang pada serah terima, Cellular IP telah serah terima lebih rendah keterlambatan dari Mobile IP. Hal ini disebabkan oleh pengelolaan lokal serah terima (Yaitu, node jaringan saja lokal harus diberitahu pada serah terima antar domain). Tidak ada kebutuhan untuk komunikasi dengan agen rumah yang mungkin terletak jauh dari jaringan saat ini node mobile. Untuk mengurangi kerugian pada saat penyerahan paket dalam jaringan IP Cellular, sebuah solusi yang mungkin adalah semi-soft handover [31]. Dalam hal ini, pemetaan routing-cache dibuat sebelum serah terima yang sebenarnya terjadi. Jadi, sebelum serah terima dengan stasiun pangkalan baru, mobile node mengirimkan paket semi-lunak ke pangkalan baru stasiun dan segera kembali untuk mendengarkan stasiun pangkalan tua. Ide dengan paket semi-lunak ini adalah untuk menetapkan rute baru antara gateway dan basis baru stasiun sebelum pelaksanaan serah terima. Selama waktu ini masih mobile node terhubung ke base station tua. Setelah periode waktu yang disebut delay semi-lunak (misalnya, 100 ms), mobile node melakukan serah terima biasa. Pendekatan semi-lembut, Namun, tidak menjamin penyerahan mulus. Pada kenyataannya, pancar waktu dari 80 Traffic Analisis dan Desain Jaringan IP Wireless Penyeberangan node Cellular IP jaringan Mobile node Old dasar stasiun Baru dasar stasiun Gerakan Lama jalan Jalur baru Ke / dari Internet .Handover dalam jaringan IP Cellular. crossover node ke base station lama dan baru mungkin berbeda. Jika basis baru stasiun "di belakang" yang lama, mobile node akan menerima duplikat paket (Mereka biasanya tidak mengganggu arus lalu lintas, seperti TCP). Dalam kasus sebaliknya, ketika base station baru adalah "depan," maka beberapa paket mungkin akan hilang. Juga, serah terima semi-soft menambahkan delay tambahan. Buka Isu dalam IP Cellular Cellular IP adalah protokol dan konsep yang mengintegrasikan fungsi-fungsi manajemen lokasi dan cepat serah terima, yang biasanya ditemukan dalam sistem mobile hari ini, dengan Internet khas routing dan pengalamatan mekanisme. Cellular IP memecahkan micromobility, sedangkan Mobile IP menangani macromobility tersebut. Namun, ada membuka beberapa isu. Pertama, mekanisme serah terima meyakinkan manajemen lokal antar domain serah terima (yaitu, micromobility), tetapi tidak gigih untuk kerugian paket. Kerugian mengganggu lalu lintas internet khas, seperti aliran TCP. Semi-soft handover mengurangi kerugian, tapi tetap saja tidak menjamin kerugian nol. Kedua, Cellular IP tidak menyediakan mekanisme untuk dukungan QoS, yang sangat penting bagi beberapa aplikasi (misalnya, layanan real-time). protokol ini pada dasarnya diusulkan untuk pelayanan yang terbaik-upaya, yang merupakan jenis dominan lalu lintas di Internet saat ini. Untuk dapat mendukung beberapa kelas lalu lintas dengan berbagai tuntutan QoS, kita harus mengintegrasikan Selular IP dengan beberapa QoS mekanisme.
3.5.2.2 Mekanisme Penyerahan Selular Jaringan Wireless Packet
Selain Cellular IP, ada beberapa solusi yang diusulkan lain untuk micromobility sebagai ekstensi untuk IP Mobile. Kita lihat beberapa dari mereka, seperti multicast berbasis algoritma Mobile IPv4 [32] dan dukungan IP micromobility Penyerahan-Aware menggunakan Wireless Akses Internet Infrastruktur (Hawaii) [33]. Ada usulan micromobility lain, seperti handoffs vertikal nirkabel jaringan overlay [34], agen-agen asing hirarkis [35], serta Internet terbaru draft: cepat serah terima untuk Mobile IPv6 [36] dan serah terima latency rendah di Mobile IPv4 [37]. Mekanisme serah terima untuk jaringan IP nirkabel diusulkan dalam Bab 10. Multicast Berbasis Intra-Penyerahan Algoritma Algoritma intra-penyerahan multicast berbasis telah diimplementasikan dan diuji dalam proyek Daedalus di Berkeley [32]. Algoritma ini diciptakan untuk Mobile IPv4, tapi setelah beberapa modifikasi kecil juga dapat digunakan untuk Mobile IPv6. Algoritma ini aktif dalam jangka waktu ke depan rumah saat agen The paket ke CoA mobile node. Dalam algoritma ini, MN juga diberi alamat kedua, yang merupakan sementara multicast alamat. Ketika agen rumah menerima paket yang ditujukan Wireless Mobile Internet 81 ke mobile node, ke depan paket ke grup multicast yang terkait, yang terdiri dari base station yang melayani dan beberapa base station tetangga, yang ditentukan sesuai dengan kekuatan sinyal beacon diterima baru-baru ini oleh MN serta kualitas komunikasi. Stasiun base yang melayani adalah disebut satu utama. Pada suatu saat waktu tertentu hanya ada satu dasar utama stasiun. Lain BTS dari kelompok multicast (yang diidentifikasi sebagai target potensial untuk penyerahan oleh MN) tidak meneruskan paket ke akses jaringan nirkabel, tetapi mereka buffer paket terakhir dikirimkan dari HA tersebut. Setelah serah terima sebuah, MN yang seharusnya untuk mengirim pesan kontrol untuk semua basis stasiun dalam kelompok multicast sebagai permintaan untuk memulai atau mengakhiri forwarding atau buffering paket. Di arah sebaliknya, paket yang dikirim oleh koresponden node secara langsung diarahkan melalui base station yang baru, tanpa harus diteruskan dari stasiun base sebelumnya. Algoritma ini memiliki kerugian paket minimal dan memiliki penundaan diabaikan. Oleh karena itu, ini mulus ke aliran data. Di sisi lain tangan, hal itu membutuhkan ruang buffer ekstra di stasiun dasar dan tambahan sinyal lalu lintas. protokol lain, para hirarkis Mobile protokol IP [38], menggunakan multicast dari paket IP dalam hilir menggunakan agen gateway asing (GFA), yang merupakan entitas jaringan yang mengelola daerah-daerah tertentu dengan beberapa Agreement. Hirarkis Mobile IP menawarkan kemungkinan bagi tuan rumah untuk melakukan pendaftaran lokal dalam jaringan nirkabel dikunjungi. Dalam hal ini, GFA akan memiliki pengikatan host mobile CoA dan alamat rumah tuan rumah. Jadi, mengingat serah terima, satu-satunya perbedaan antara skema dan multicast Daedalus adalah entitas yang melakukan multicasting di hilir, yang GFA pada hirarkis Mobile IP protokol. Pendekatan lain mobilitas multicast-based adalah Intra-Domain Mobilitas Protokol Manajemen [39], yang menyediakan serah terima yang cepat dengan menggunakan hirarki struktur dengan agen mobilitas di atasnya dengan beberapa subnetwork asing agen berkaitan untuk itu. Mobilitas tingkat atas agen dalam hirarki adalah pintu gerbang ke Internet. Hawai Dalam pendekatan ini, entri forwarding berbasis host yang dipasang di router tertentu untuk mendukung intra-domain mobilitas [33, 40]. Jaringan Hawaii-mampu adalah dibagi ke dalam hirarki yang disebut domain. Setiap domain memiliki sebuah router root. Juga, setiap node mobile memiliki domain rumah. Ketika MN berada dalam domain rumah, mempertahankan alamat IP. Paket yang ditujukan kepada MN dapat mencapai domain router root berdasarkan alamat Sub dari domain. Dari router root, paket yang diarahkan ke MN dengan menggunakan jalur khusus dibentuk. Ketika sebuah MN menjelajah di jaringan asing, Mobile IP mekanisme yang digunakan untuk menangani macromobility. Dalam jaringan asing merupakan MN mendapatkan COA dari luar negeri domain. Dalam domain asing MN mempertahankan COA, sementara itu 82 Traffic Analisis dan Desain Jaringan IP Wireless bergerak. Karena fakta ini, pemberitahuan ke HA berkurang secara signifikan. Hawaii mendukung skema jalan yang berbeda setup [yaitu, skema forwarding: MN dapat mengirimkan / menerima ke / dari satu stasiun pangkalan pada waktu (misalnya, TDMA nirkabel teknologi), dan skema forwarding non: MN mampu mengirim / menerima data ke / dari stasiun base beberapa waktu (misalnya, CDMA teknologi nirkabel)].
3.6 QoS Spesifikasi Jaringan Nirkabel
Jaringan nirkabel berbeda dari jaringan kabel dalam hal teknologi akses dan dalam karakteristik media transmisi. Pada bagian ini kami menunjukkan beberapa karakteristik penting media wireless yang memiliki pengaruh terhadap kualitas komunikasi.
3.6.1 Topologi Cellular Salah satu masalah utama untuk jaringan nirkabel spektrum frekuensi terbatas. Oleh karena itu, jumlah koneksi simultan selama geografis tertentu Daerah dibatasi oleh kapasitas sistem akses khusus nirkabel. Pada sisi lain, kapasitas kabel (tetap) jaringan tidak menjadi masalah, karena jika kita membutuhkan kapasitas kita dapat berinvestasi ke dalam infrastruktur tambahan (misalnya, dengan menambahkan lebih pasang twisted atau serat). Dalam rangka untuk memungkinkan lebih banyak pengguna untuk teknologi nirkabel spesifik, kita perlu menggunakan prinsip selular. Dengan demikian, nirkabel jaringan terdiri dari titik akses nirkabel yang disebut base station, di mana masing-masing dasar stasiun mencakup wilayah geografis tertentu. Karena memudar (kekuatan radio gelombang menurun dengan jarak), kita dapat menggunakan kembali frekuensi yang sama dengan menggunakan frekuensi yang sesuai perencanaan. Untuk menggunakan kembali frekuensi yang lebih baik, kita grup yang tersedia frekuensi pembawa atau band dalam kelompok-kelompok. Jumlah sel dalam suatu kelompok mendefinisikan faktor reuse. Sebagai contoh, dalam sistem GSM berbasis TDMA kami kembali pola-pola yang berbeda frekuensi, seperti 3, / 9 4 / 12, dan 7 / 21. notasi ini x / y memiliki arti sebagai berikut: frekuensi yang tersedia semua operator (atau band) dibagi ke dalam kelompok masing-masing frekuensi y, yang didistribusikan dalam sel x berbeda. Kemudian, pola ini diulang melalui jaringan. 3G beberapa sistem, seperti WCDMA, tidak memerlukan perencanaan frekuensi (yaitu, mereka memiliki faktor yang sama digunakan kembali untuk 1 yang dibahas dalam Bab 2). Di daerah padat (dengan sejumlah besar pengguna ponsel) kita harus menggunakan lebih kecil karena persyaratan menggunakan kembali frekuensi dan kapasitas sel.
3.6.2 Mobilitas
Pengguna mobilitas dan topologi selular adalah alasan yang serah terima diperlukan. Juga, mobile node sering perubahan lokasi di dalam sebuah sel tunggal, sehingga Wireless Mobile Internet 83 sehingga waktu-variasi rasio bit error dan interferensi, yang secara langsung menentukan QoS untuk koneksi tersebut. skema Penyerahan memiliki latency serah terima disebut. Ini adalah periode waktu selama mana mobile node tidak dapat mengirim atau menerima paket IP. Dalam tertentu skenario, latency serah terima yang dihasilkan dari prosedur serah terima Mobile IP mungkin lebih besar daripada apa yang dapat diterima untuk real-time layanan [36]. Selain itu, serah terima dapat menyebabkan kerugian paket. kerugian tersebut dapat mengganggu baik real-time dan layanan nonreal-waktu, dan karenanya tidak diinginkan. Pengguna mobilitas memperkenalkan satu masalah tambahan: kontrol lokasi. Hal ini diperlukan untuk melacak pengguna dalam jaringan. Namun, menyimpan lokasi yang tepat setiap pengguna dalam jaringan bergerak (misalnya, sel saat ini) mengurangi mobile node mengisi ulang baterai waktu (karena tuntutan peningkatan untuk locationupdating), efisien memanfaatkan sumber daya nirkabel langka (karena sinyal pesan), dan meningkatkan biaya keseluruhan dari sistem. Oleh karena itu, ada sistem selular mendefinisikan dua negara pengguna utama: (1) pengguna sibuk, yang memiliki yang sedang berlangsung koneksi (misalnya, slot waktu yang dialokasikan), dan (2) pengguna idle, yang melekat ke jaringan (misalnya, terminal mobile diaktifkan "pada") tetapi tidak aktif di tertentu waktu. Dengan demikian, jaringan melacak sel saat ini mobile ketika sedang dalam keadaan sibuk. Bila sebuah mobile phone idle, toko-toko jaringan informasi 84 Traffic Analisis dan Desain Jaringan IP Wireless Reuse faktor 7 7 / 7 1 / 7 6 / 7 2 / 7 5 / 7 3 / 7 4 / 7 7 / 7 1 / 7 6 / 7 2 / 7 5 / 7 3 / 7 4 / 7 7 / 7 1 / 7 6 / 7 2 / 7 5 / 7 3 / 7 4 / 7 Gambar 3.11 Cellular konsep jaringan mobile. Mobile's saat ini lokasi daerah, yang biasanya meliputi beberapa puluh sel. Beberapa sistem mobile memperkenalkan negara penengah antara dua utama mobile negara. Contohnya adalah keadaan siaga, yang didefinisikan dalam GPRS dan sistem UMTS (lihat Bab 2). Ketika jaringan menerima panggilan atau paket yang ditujukan ke mobile node yang dalam keadaan idle, ia melakukan paging melalui semua BTS di daerah lokasi saat ini mobile. Jika mobile node dalam beberapa keadaan antara, maka jaringan tidak paging di tertentu daerah yang ditetapkan untuk itu negara (misalnya, dalam GPRS, jika mobile di modus siaga, jaringan melakukan paging melalui semua stasiun base dalam mobile daerah saat ini routing). Ketika mobile node balasan ke pesan paging, menentukan sel jaringan saat ini melayani dan membangun komunikasi link.
3.6.3 BER di Link Wireless
Bit kesalahan dalam antarmuka nirkabel mungkin terjadi sebagai akibat dari berbagai penyebab. Menurut [41], sedikit kesalahan dalam link nirkabel disebabkan oleh gangguan, kebisingan, memudar, dan bayangan. Fading merupakan salah satu ciri utama dari propagasi sinyal sudah berakhir nirkabel link. Dari aspek kebisingan dan bayangan, fading tidak diinginkan. Tapi, mengingat konsep reuse gangguan dan frekuensi, memudar berguna. Ini batas jangkauan jalur akses jaringan nirkabel tunggal (misalnya, basis stasiun) di wilayah geografis yang terbatas. Dengan demikian, memudar memungkinkan selular konsep dalam jaringan nirkabel. Salah satu formulasi umum memudar diberikan dengan hubungan berikut [41]: L P P c f d R T k = = 1 2 (3.3) mana PR menerima kuasa pada penerima (base station atau mobile node), PT adalah daya pancar pada transmitter, f adalah frekuensi, d adalah jarak antara pemancar dan penerima, dan c adalah konstanta. Faktor k tergantung pada karakteristik medium nirkabel. Untuk propagasi ruang bebas gelombang radio, nilai khas adalah k = 2. Namun studi empiris menunjukkan bahwa nilai faktor k dalam lingkungan mobile selular biasanya antara 3 dan 5, karena karakteristik link nirkabel, seperti bayangan. Bayangan merupakan konsekuensi dari hambatan di jalan gelombang radio (Misalnya, tidak ada garis pandang antara mobile node dan base station). Selanjutnya, karena pantulan sinyal dari objek di sekitarnya (misalnya, bangunan, rumah, dan sebagainya) bagian yang berbeda dari sinyal yang sama dapat mencapai receiver melalui jalan yang berbeda. Efek ini disebut multipath. Hal ini tidak diinginkan dalam sistem seperti GSM, tetapi membantu dalam sistem seperti WCDMA. Wireless Mobile Internet 85 Interferensi merupakan konsekuensi dari penggunaan kembali frekuensi yang sama atau berdekatan band di sel yang sama atau tetangga. Perancangan jaringan radio di 2G sistem mobile, berdasarkan FDMA / TDMA teknologi, cenderung untuk meminimalkan cochannel dan interferensi kanal yang berdekatan. 3G teknologi, seperti WCDMA, yang kuat ke interferensi karena penyebaran narrowband yang sinyal di atas spektrum frekuensi yang luas. Ciri-ciri dari media nirkabel, seperti dibahas di atas, menyebabkan sedikit lebih tinggi rasio kesalahan dalam link wireless daripada yang kabel. Juga, BER tergantung pada lokasi dari mobile node. Selain itu, kesalahan sedikit terjadi pada semburan karena inersia dari gerakan mobile dan negara aktual dari link nirkabel di lokasi tertentu di dalam sel. Kita perlu merancang mekanisme QoS untuk menangani bit kesalahan tergantung lokasi dan waktu-variabel di link nirkabel. 3.7 Diskusi Pertumbuhan Internet mirip dengan jaringan selular. The ide untuk Mobile Internet sudah diterima secara luas oleh penyedia layanan Internet dan operator seluler. Dalam rangka untuk merancang sebuah jaringan IP biaya-efektif nirkabel, Namun, kita perlu menciptakan banyak domain jaringan kecil yang harus saling berhubungan serta terhubung ke jaringan selular komersial (Misalnya, GSM). IETF telah mendefinisikan protokol Mobile IP, yang merupakan standar de facto untuk makro-mobilitas di Internet. Juga, ada upaya penelitian yang signifikan QoS dan dukungan terhadap manajemen micromobility efisien dalam mobile IP jaringan. Sejauh ini, kami memiliki beberapa usulan mekanisme QoS Provisioning dalam Internet, seperti: MPLS, Pelayanan Terpadu, dan Differentiated Services. Mekanisme QoS awalnya dibuat untuk jaringan IP kabel. Setelah modifikasi kecil, bagaimanapun, kami juga dapat menerapkannya dalam jaringan akses nirkabel. Para Differentiated Services skema diramalkan sebagai QoS yang paling cocok mekanisme jaringan akses nirkabel karena pengolahan terbatas dan ruang persyaratan di node jaringan. Pengenalan mobilitas ke Internet membutuhkan penciptaan mekanisme untuk menangani dengan serah terima, manajemen lokasi (yaitu, pelacakan pengguna dalam jaringan), dan kesalahan bit tergantung lokasi (mereka jauh lebih tinggi di nirkabel dibandingkan jaringan kabel). Selama beberapa tahun terakhir nomor micromobility protokol IP telah diusulkan, seperti Cellular IP, Hawaii, dan multicast manajemen berbasis intra-serah terima. Kebanyakan dari mereka adalah diciptakan untuk Mobile IPv4, tetapi mereka dapat diterapkan di jaringan Mobile IPv6. Umumnya, IPv6 menawarkan beberapa perbaikan lebih dari IPv4 mempertimbangkan mobilitas manajemen, QoS, dan keamanan. 86 Traffic Analisis dan Desain Jaringan IP Wireless Kami dapat menyimpulkan bahwa jaringan generasi kedua dan ketiga ponsel menawarkan mulus mobilitas dan dukungan QoS, namun dibangun di kompleks dan mahal berorientasi koneksi jaringan. Di sisi lain, IP menawarkan Robustness, skalabilitas, dan fleksibilitas serta transparansi ke berbagai layanan. Mereka konvergensi adalah jalan menuju masa depan jaringan mobile nirkabel.
