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Uma Proposta de Integração das Redes UMTS e IEEE 802.11 com Suporte a

Mobilidade

Antonia Diana Braga NogueiraAntonia Diana Braga Nogueira

(([email protected]@great.ufc.br))

Profa. Rossana M. de C. Andrade, Profa. Rossana M. de C. Andrade, PhDPhD. (Orientadora). (Orientadora)

(([email protected]@ufc.br))

Uma Proposta de Integração das Redes UMTS e IEEE 802.11 com Suporte a Mobilidade 2

Tópicos

A proposta Mob4Loose

Especificação em SDL

Simulação e Validação usando TAU Telelogic

Considerações Finais


A Proposta Mob4Loose

Mob4Loose

Baseada no nível 4 do 3GPP

Extensão da arquitetura Loose Interworking

Utiliza os protocolos MIPv6 e SIP, levando em consideração as seguintes premissas

MH e CH devem ser agentes SIP para então ter o SIP como protocolo de mobilidade

MH e CH devem ser agentes MIPv6 para então ter o MIP como protocolo de mobilidade



SGSNSGSNGGSNGGSN

WLAN

HLRHLR

UTRAN

MH

RNC

BS

PDN

CH

LAN

IPv4/IPv6 100Mb100Mb IPv6

LAN

Converge

P-CSCFP-CSCF

I-CSCFI-CSCF S-CSCFS-CSCF

AP

HAHA

Arquitetura



Metodologia

Requisitos

Baseada em técnicas formais de especificação

Diagramas de Seqüência (Message Sequence Charts -MSCs)

SDL (Specification and Description Language)

Ferramenta TAU Telelogic

Especificação

Simulação

Validação



Diagramas de Seqüência - Handoff para a rede UMTS

SIP MIPv6

MH SGSN GGSN HA CH

Seleciona UMTS

Procedimento AKA UMTS

MH SGSN GGSN SIP Server CH

Seleciona UMTS

Procedimento AKA UMTS

Attach Response

Attach Request

SIP re-INVITE Request

SIP re-INVITE Response



SIP ACK

Attach Request

Attach Response

Binding Update

Binding Acknowledgment

Binding Update




Diagramas de Seqüência - Handoff para a rede IEEE 802.11

SIP

MH SGSN SIP Server CHAP

Seleciona IEEE 802.11

Procedimento de Associação

Procedimento EAP/AKA

MIPv6

MH SGSN HA CHAP Converge

Seleciona IEEE 802.11

Procedimento de Associação

Procedimento EAP/ AKA


UMTS Detach

Binding Update

Binding Update




SIP ack

UMTS Detach





Diagramas de Seqüência – Entidade Converge

ID do Usuário

Restabelecimento da conexão UMTS

Converge SGSN MH

Economia de Energia

ConvergeMH CH

conAuthenticationRequest

handoffToUMTS

ackAuthRequest

dataAuthResponse

SIP Invite Request

wake up

SIP Invite Request

SIP Invite Response

SIP Invite Response



SDLSystem

integrationwlanumts.sdt

Gerador do Código

CbasicSDL

CódigoC

Compiladore Linkador

C

IntegrationWLANUMTS_smc.exe

Biblioteca de

Simulação

GUISimulador

SDL

Ciclo geral de uma especificação em SDL

Através do editor SDL, a especificação pode ser criada

Em seguida, a especificação pode ser compilada para corrigir os

possíveis erros gerados

Há também a possibilidade da simulação e validação da especificação



A modelagem em SDL foi feita utilizando a ferramenta Telelogic Tau SDL Suite versão 5.1

SDL Organizer

Simulator UI

Validator UI


Especificação

em SDL

SDL Organizer

figura





Bloco MH

Especificação

em SDL

Diagrama de estados do MH

Figura



Diagrama de estados

da Converge


1 2 3 Especificação SDL executável

MSCs

Criação do Modeloem SDL

SimulaçãoInterativa

Simulação Exaustiva

EspecificaçãoSDL

Simulação e Validação


Ferramenta Simulator UI



Handoff para WLAN com MIP



Ferramenta Validator UI



Bit-State Simples



Bit-State Simples – profundidade 300



Bit-State – Avançado: profundidade 800



Random Walk



Tree Walk


Exhaustive



Tree Search




Conclusões

Este trabalho a integração das redes UMTS e IEEE 802.11

SIP

MIPv6

Este trabalho também apresentou uma nova entidade para a arquitetura Mob4Loose - Converge

A especificação em SDL e respectivas simulação e validação foram realizadas utilizando a ferramenta Tau Telelogic

Os procedimentos detectaram erros, como perda de sinais e deadlocks, os quais foram prontamente solucionados com a ajuda da ferramenta

O processo de handoff entre as redes UMTS e IEEE 802.11 foi formalmente validado



Trabalhos Futuros

Mapeamento dos requisitos de QoS a serem oferecidos pelas redes

IEEE 802.11 (nível 5 do 3GPP)

Analisar a integração para o acesso aos serviços de comutação por

circuitos de uma WLAN (nível 6 do 3GPP)

Integração entre o sistema UMTS e as redes IEEE 802.11 Ad Hoc

Avaliar os passos da autenticação, que pode representar grande parte

do atraso gerado no handoff

Testbed


Publicação

Integração das Redes UMTS e IEEE 802.11

utilizando os protocolos MIPv6 e SIP. Simpósio Brasileiro de Redes de Computadores e Sistemas

Distribuídos, XXV, SBRC 2007 (short-paper)



Apoio

Obrigada!

Funcap


Propostas de Integração

SGSNSGSNGGSNGGSN

WLAN

AP

HLRHLR

PDN

UTRAN

MH

RNC

BS

Gi

Gr

Gn/p

Iu

uu

WLAN

TightLoose

deslocamento

APIuCF

Tight e Loose Interworking



Diagramas de Seqüência - Autenticação

UMTS

USIM SGSNUE HLR/AuC

IMSI

AuthenticationRequest

DataAuthRequest

Vetor de Autenticação

[RAND, XRES, CK, IK, AUTN]

DataAuth Response



DataAuth Response

DataAuth Response[RAND, AUTN]

Cálculo do MAC

Compara MAC

Verifica SQN

Cálculo do RES

AuthenticationResult

AuthenticationResult

Compara XRES e RES

EapowStart

EAPResponseIdentity

EAP- Request/AKA- Challenge

EAP- Request/AKA- Challenge

Auth Result

EAPRequestIdentity

EAPResponseIdentity

DataAuthResponse

AP

IEEE 802.11

UE AAA Server AuC

DataAuthRequest

[ RAND, AUTN]

Cálculo do RES

Compara XRES e RES




Bit-State – Avançado: tamanho do hash de 10000000 bytes


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