Лекция 11 - Разгрузка мобильного трафика с помощью Wi-Fi
.pdfРазгрузка мобильного трафика
с помощью Wi-Fi
Исследование потребления мобильного трафика абонентами
Источник: Исследование P3 Group потребления мобильного трафика абонентами сетей Verizon, AT&T, T- Mobile и Sprint // How much cellular and Wi-Fi data are smartphone users consuming, and with which apps? The Verizon, AT&T, T-Mobile and Sprint Q1 2017 breakdown [Электронный ресурс] / Mike Dano
2
Классификация алгоритмов взаимодействия с сетями не-3GPP
доверенные
Надежность
Недоверенные (через публичную IP-сеть)
Работа в состоянии IDLE
Взаимодействие с
терминалом
Работа в состоянии CONNECTED
На базе хостов HBM (Host Based
Управление |
Mobility) |
мобильностью
На базе сети NBM (Network Based Mobility)
Неоднородные сети LTE /Wi-Fi
Схема интеграции доверенных и недоверенных сетей Wi-Fi с пакетной опорной сетью
Источник: 3GPP TS 23.402 (Release 11).
4
1.в Release 8 определен Dual Stack Mobile IP (DSMIP) - протокол,
основанный на клиент-серверном взаимодействии, который позволяет обеспечить бесшовное обслуживание между 3G и Wi-Fi и обеспечивает сохранение IP-адреса абонента при его перемещении из одной сети в другую.
2.в Release 11 не поддерживаются следующие функции:
•хэндовер абонентского устройства между сетью 3GPP и доверенной сетью Wi-Fi с сохранением IP-адреса;
•присоединение абонентского устройства через Wi-Fi к APN, отличной от заданной в опорной сети в качестве APN по умолчанию;
•несколько одновременных соединений с пакетной сетью PDN через Wi-Fi, инициируемых абонентским устройством;
•одновременное соединение через Wi-Fi (при подключении к одному и тому же SSID) с пакетной сетью PDN за шлюзом P-GW и с местной сетью IP, доступной непосредственно через шлюз доверенного Wi-Fi (TWAN Gateway, TWAG).
5
Типы доступа:
•Untrusted –
недоверительный, относится к сетям, в которых Wi-Fi точки доступа не находятся под контролем оператора связи
•Trusted - доверительный, если точка доступа является собственностью оператора.
Д.Денисов, Разгрузка мобильного трафика LTE с помощью Wi-Fi, ред. cтатья nag.ru
6
•Evolved Packet Core (EPC) – базовая сеть LTE
•Evolved-Universal Terrestrial Radio Access Network (E-UTRAN) - сеть радиодоступа, состоит из базовых станций eNodeB, соединяющих абонентов с EPC. eNodeB соединены друг с другом через интерфейс X2, а к EPC подключены через интерфейс S1.
•Serving Gateway (S-GW) - шлюз обслуживания, который предназначен для маршрутизации и обработки данных, передаваемых в пакетной форме из подсистемы базовых станций, или в эту подсистему. Должен иметь прямое соединение с сетями 2G,3G того же оператора связи, является полностью цифровым.
•Packet Data Gateway (P-GW) - шлюз передачи пакетных данных, шлюз к другим сетям LTE других операторов, его основной задачей является маршрутизация трафика к абонентам, находящимся в сети Интернет.
•Mobility Management Entity (MME) - сервис управления мобильностью, служит для обработки управляющей информации, связанной с мобильностью абонентов в сети.
•Policy Control and Charging Rules Function (PCRF) - сервис контроля оплаты и применения правил
•Home Subscriber System (HSS) – сервис домашнего абонента, хранящий абонентские данные сети LTE, также в его задачи входит шифрование данных и аутентификация абонентов. Может несколько в зависимости от объема сети и числа абонентов.
•Access network discovery and selection function (ANDSF) – контролирует разгрузку данных между сетями 3GPP и non-3GPP, ищет доступные Wi-Fi сети, обеспечивает приоритет доступа.
7
Варианты выгрузки LTE /Wi-Fi
1.Бесшовное соединение - выгрузка трафика через подсистемы радиодоступа Wi-Fi:
UE - User Equipment – абонентский терминал в сетях
UMTS и LTE
AP - Access Point – точка доступа
PDN-GW - Packet Data Network Gateway – шлюз для выхода на пакетную сеть
S-GW - Serving Gateway – обслуживающий шлюз
Источник: Рыжков А.Е., Лаврухин В.А. Гетерогенные сети радиодоступа. Учебное пособие. |
|
СПбГУТ, 2017 г. |
8 |
•Бесшовная аутентификация - пользователь из сети LTE переходит в сеть Wi-Fi (или наоборот) без предоставления свои учетных данных, это происходит автоматически.
•При переходе из одной Wi-Fi сети в другую переподключение осуществляется автоматически, а процедура аутентификации производится на основе данных, хранящихся на SIM-карте абонента.
•Метод основан на сигнализации между устройствами с поддержкой SIM сети и базовой станции сети оператора связи
•Алгоритм:
•STA посылает запрос на ассоциацию АР
•АР посылает запрос WLAN-GW
•WLAN-GW направляет запрос серверу ААА Wi-Fi
•Сервер AAA обменивается данными с AAA 3GPP
•Сервер 3GPP сверяет данные с HSS и передает его на AAA Wi-Fi
•Сервер AAA Wi-Fi проверяет подлинность пользователя с помощью
RADIUS
9
После аутентитифкации:
•пользователь LTE пытается получить IP-адрес от сервера DHCP через WLANGW
•WLAN-GW обменивается данными с P-GW через интерфейс S2A и принимает IP-адрес, информацию о политике доступа и т.д.
WLAN назначает абоненту IP-адрес, полученный от P-GW сети LTE и применяет правила политики, полученные от того же P-GW
Протоколы поддержки непрерывного сеанса связи - не прерывая передачу данных пользователя и сохраняя пользователю IP-адрес при переходе из одной сети в другую:
•Gateway Tunnel Protocol (GTP) – разработан с целью адаптации 3GPP сетей
•Proxy Mobile IP (PMIP) – протокол мобильности для технологий доступа отличных от архитектуры 3GPP.
10