MWN Ethernet-basierte & mobile drahtlose Zugangsarchitekturen

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1 MWN Ethernet-basierte & mobile drahtlose Zugangsarchitekturen Workshop Mobilität und Multimedia Von den Grundlagen bis zur Anwendung Natalia Ossipova Djamshid Tavangarian Universität Rostock Institut für Informatik Lehrstuhl für Rechnerarchitektur Albert-Einstein-Strasse 21, Rostock Tel/Fax: ++49 (0) / Ronald Hecht Daniel Duchow Stephan Kubisch Dirk Timmermann Universität Rostock Fakultät für Informatik und Elektrotechnik Institut für Angewandte Mikroelektronik und Datentechnik Richard-Wagner Str 31, Rostock-Warnemünde Tel/Fax: ++49 (0) / Gliederung 1 Ethernet-basierter Zugang (Übersichtsgrafik) 1 MAC Address Translation 2 MPLS-UNI 3 Ethernet Aggregator 4 AAA Autorisierung, Authentifizierung, Accounting 5 Multicast im Ethernet 2 Hybride Kommunikation 1 Das Hybrid-Roaming-System 2 HybComm-Client 3 msctp-protokollstack 4 HybComm-Server 2 1

2 1 - Ethernet-basierter Zugang MAC Address Translation Uplink: Ersetzen der Source-Address (SA) eines Frames durch eine festgelegte Provider-MAC-Adresse (PMAC) Downlink: Ersetzen der Destination-Address (DA) eines einkommenden Frames durch die korrekte Customer-MAC- Adresse (CMAC) 4 2

3 12 MPLS (Multi Protocol Label Switching) MPLS-UNI Uplink: Versehen der Ethernetframes mit MPLS-Labelstack auf Basis von SA, DA, Virual LAN (VLAN), Traffic Class (TC) Downlink: Entfernen des MPLS-Labelstacks und Weiterversenden des Ethernetframes 6 3

4 13 Ethernet Aggregator User 1 n DSL/ Ethernet Linecards Gigabit Ethernet Zentralknoten DSL/ Ethernet Gigabit Ethernet 1 n DSL Port Aggregator Linecard Aggregation von MBit Ethernet Schnittstellen auf eine Gigabit Schnittstelle 7 13 Ethernet Aggregator SDRAM Frame Buffer SDRAM-IFace SMII MAC (RX) MAC (TX) RX-FIFO TX-FIFO Queue- Manager WFQ- Manager VLAN- Check Rule- Check Rule- Table Scheduler MAC/ ARL/ DA- VLAN Check Learning FIFO FIFO GMAC (RX) 2x GMAC (TX) 2x Interface-Selector TBI_1 TBI_0 MDIO IFace Monitoring Counter Aging- Logic VT MT MCT Pattern- Table WT µc-iface Implementierung als VHDL Verhaltensmodell Nutzbar als executable specification und Produkt- Explorator 8 4

5 14 AAA - Autorisierung, Authentifizierung, Accounting Port-basierte Netzwerk-Zugangssteuerung für IEEE-802-Netze (Ethernet) -> IEEE Std 8021X Wichtige Bedingung: 1:1-Beziehung von Supplicant und Authenticator Port, weil Port-basierend AAA Geteilte Implementierung des 8021X; Authenticator + Systeminterne Kommunikation Umsetzung der 1:1 Port Beziehung 1 Port Information -> durch EAPOL-Frames des 8021X 2 Port Control Information -> durch RADIUS/EAP-Messages 3 Access Controller -> durch HW/SW Filter 10 5

6 15 Multicast Standard Ethernet Multicast Transport/Replication -> jedes angeschlossene Gerät darf Multicast empfangen Erweiterung um Kontroll- und Steuermechanismus Multicast Access Controller (MC) auf Line Cards Multicast Authenticator (MA) auf zentralem Knoten Nachrichtenaustausch zwischen MC, MA und RADIUS X MC MA ISP RADIUS Multicast Control Path Customer Authentication 11 2 Das Hybrid-Roaming- System UMTS ISP HybComm Server HybComm Client msctp-stack Roaming-Manager AAA-Client Billing-Client GSM / GPRS ISP msctp msctp-stack msctp-proxy AAA-Server Billing-Server Ethernet / DSL TCP Web-Services Applications WLAN Intranet msctp IP-Networks Bluetooth Wired Network 12 6

7 21 HybComm-Client Roaming-Manager Grafische Benutzeroberfläche zur Konfiguration von: Roaming-Modi Roaming-Kriterien Datenpufferung bei Verbindungsunterbrechungen (kein Netz erreichbar) AAA-Client Billing-Client msctp-protokollstack msctp = Stream Control Transmission Protocol (SCTP) + Dynamic Address Resolution (DAR) Zuverlässiges, nachrichtenorientiertes Transportprotokoll msctp-protokollstack msctp Multihoming: parallele Nutzung mehrerer IP-Adressen durch ein Endgerät Kompatibel mit IPv4, IPv6, IPSec, Mobile IP TCP/SCTP-Schnittstelle Socket API zur Kompatibilität mit TCPbasierten Anwendungen Umschaltung: direkte Kommunikation oder über den msctp-proxy Sicherheit: Interne Mechanismen von SCTP zb Kontrollsumme für SCTP-Packete: CRC32 Verschlüsselung von IP-Packeten durch IPSec Ziele: Plattformunabhängige Implementierung in Java Umsetzung für mobile Geräte auf Basis von Kertasarie VM 14 7

8 23 HybComm-Server msctp-proxy Ermöglicht die Kommunikation mit den SCTP nicht unterstützenden Geräten Nicht erforderlich, wenn beide miteinander kommunizierenden Geräte msctp unterstützen HybComm-Server AAA-Server zb RADIUS oder Diameter Gültige Zugangsdaten für verschiedene Netze Billing-Server Kommunikation über den msctp-proxy: Erfassung von Abrechnungsdaten Direkte msctp-kommunikation: Erfassung von Abrechnungsdaten durch den mobilen Client Synchronisation von Abrechnungsdaten in regelmäßigen Abständen 16 8

9 MAT MPLS-Uni Ethernet-Aggregator AAA Multicast HybComm-Client msctp Protokollstack HybComm-Server Danke für Ihre Aufmerksamkeit 17 9

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