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MODELO DE ARQUITECTURA DE TERMINAL MÓVIL PARA ENTORNO DE REDES MÓVILES HETEROGÉNEAS
23/02/2006
Iván Pablo Armuelles Voinov, Ph.D<[email protected]> 1
MODELO DE ARQUITECTURA DE TERMINAL MÓVIL PARA ENTORNO DE REDES MÓVILES
HETEROGÉNEAS
Iván Pablo Armuelles Voinov([email protected])
Departamento de Electrónica y ComunicaciónFacultad de Informática, Electrónica y Comunicación
Universidad de Panamá
Doctorado en Ingeniería Informática y de TelecomunicaciónEscuela Politécnica Superior, Universidad Autónoma de Madrid
Seminario de Doctorado 2005-2006
MODELO DE ARQUITECTURA DE TERMINAL MÓVIL PARA ENTORNO DE REDES MÓVILES HETEROGÉNEAS 1
Contenido
Objetivos de la Presentación
Motivaciones de la Integración de Redes de Comunicaciones
Estado del Arte (Repaso de Proyectos Europeos)
Definición de Arquitectura General del Terminal
Propuesta de una Arquitectura Particular
Conclusiones y vías de investigación
MODELO DE ARQUITECTURA DE TERMINAL MÓVIL PARA ENTORNO DE REDES MÓVILES HETEROGÉNEAS
23/02/2006
Iván Pablo Armuelles Voinov, Ph.D<[email protected]> 2
MODELO DE ARQUITECTURA DE TERMINAL MÓVIL PARA ENTORNO DE REDES MÓVILES HETEROGÉNEAS 2
Objetivos de la Presentación
Objetivo General:• Presentar las inquietudes y los trabajos realizados en I+D acerca
de la “Integración de Redes de comunicaciones móviles y fijas” • Proponer líneas de investigación futura para los estudiantes e
investigadores de doctorado.
Objetivos específicos:• Determinar los requisitos para la integración de redes desde el
punto de vista del terminal, los servicios, redes, aplicaciones y usuarios.
• Definir un modelo de arquitectura genérica para terminales en unentorno heterogéneo de redes móviles.
• Definir una arquitectura específica que brinde soporte de QoS y adaptación en entornos heterogéneos de redes móviles IP.
• Definir las funcionalidades y mecanismos de los componentes de la arquitectura.
MODELO DE ARQUITECTURA DE TERMINAL MÓVIL PARA ENTORNO DE REDES MÓVILES HETEROGÉNEAS 3
Motivaciones para la Integración de Redes
Motivaciones:• Ofertar a los usuario la posibilidad de “siempre estar bien
conectados”.• Futura integración de redes móviles inalámbricas basadas en el
protocolo IP (mejorar la oferta de la Internet Móvil).La introducción de los protocolos TCP/IP en las actuales y nuevas redes de acceso.
• Lograr mejores beneficios económicos incrementando el número de usuarios abonados.
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Estado del arte: Índice
Movilidad e Integración de redes heterogéneas basadas en IP.
Servicios, Aplicaciones y Usuarios en redes integradas.
Arquitectura de Equipo Terminal.
Implicaciones del Estado del Arte.
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Núcleo de Red IP
Proveedores de Servicios
Red deDifusión
Satélite
GPRS
Red móvilbasado en IP
WLANsUMTS
Red IP Ad Hoc
Red IP en movimiento
Estado del arte: Movilidad e Integración
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Estado del arte: Movilidad e Integración
Núcleo de Red IP
Proveedores de Servicios
Red deDifusión
Satélite
GPRS
Red móvilbasado en IP
WLANsUMTS
Red IP Ad Hoc
Red IP en movimiento
Redes de Comunicación Móvil:•Cobertura regional.•Movilidad particular.•Vel de TX < 2Mbps.•Habilitadora de Internet Móvil.•Distintos tipos de QoS
Redes basadas en IP:•Cobertura metro/local.•Macro y Micro movilidad IP.•Vel de TX < 55 Mbps.•Internet Móvil.•QoS Estricta y Holgada
Red IP en movimiento•Cobertura local•WLAN móvil•Movilidad IP sólo en route•Mayor movilidad
Redes de difusión:•Satelital y terrena.•Amplia cobertura.•No soporta movilidad.•Vel. de TX variable
Red IP en movimiento•Cobertura local/regional•No requiere infrastructura•Distintos protocolos IP•Topología muy dinámica
Equipo terminal:•Distintas caracteristicas Físicas•Distintos grados de portabilidad•Distintas aplicaciones•Distintas interfaces de usuario•Distintas interfaces de red
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Estado del arte: Movilidad e Integración
Núcleo de Red IP
Proveedores de Servicios
Red deDifusión
Satélite
GPRS
Red móvilbasado en IP
WLANsUMTS
Red IP Ad Hoc
Red IP en movimiento
Redes de Comunicación Móvil:•Cobertura regional.•Movilidad particular.•Vel de TX < 2Mbps.•Habilitadora de Internet Móvil.•Distintos tipos de QoS
Redes basadas en IP:•Cobertura metro/local.•Macro y Micro movilidad IP.•Vel de TX < 55 Mbps.•Internet Móvil.•QoS Estricta y Holgada
Red IP en movimiento•Cobertura local•WLAN móvil•Movilidad IP sólo en route•Mayor movilidad
Redes de difusión:•Satelital y terrena.•Amplia cobertura.•No soporta movilidad.•Vel. de TX variable
Red IP en movimiento•Cobertura local/regional•No requiere infrastructura•Distintos protocolos IP•Topología muy dinámica
Equipo terminal:•Distintas caracteristicas Físicas•Distintos grados de portabilidad•Distintas aplicaciones•Distintas interfaces de usuario•Distintas interfaces de red
Movilidad restringida por la Red de Acceso
Estar siempre conectado y bien servido
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Estado del arte: Servicios, Aplicaciones y Usuario
Servicios:• conjunto de funciones y facilidades ofertados a un consumidor por un
proveedor mediante un acuerdo.Aplicaciones:• funciones que requiere de uno o más flujos de información entre dos o
más participantes geográficamente separados; caracterizados por el servicio, la infraestructura y los parámetros del tráfico.
La prestación eficiente de los servicios en entornos heterogéneos depende de la caracterización de los usuarios. Se deben conocer detalles del usuario como las preferencias, localización, actividades, recursos, etc que describen su contexto.Contexto: cualquiera información que puede ser usada para caracterizar la situación de una entidad. Perfiles: permite expresar y almacenar el contexto del usuario.Aspectos importantes del contexto:• Roles: determinan la relación del usuario con su entorno (actividades,
comportamientos, comunidades, tiempo y espacio, etc.)• Recursos: equipamiento, software, infraestructuras, etc.
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Estado del arte: Perfiles de usuario
Perfil CC/PP (W3C)
Componente de Perfil
Lista de propiedades (atributos)
valorvalor
Perfil Genérico de Usuario (3GPP)
Grupo de Componentes de Perfil
Componente de Perfil
Grupo de Elementos
AtributoAtributo
Elemento
OWL/OWL-S: nuevo lenguaje para especificación de ontologías no explorada para el desarrollo de perfiles.Ontología: definición formal de un conjunto de conceptos que describen un dominio
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MODELO DE ARQUITECTURA DE TERMINAL MÓVIL PARA ENTORNO DE REDES MÓVILES HETEROGÉNEAS 10
Estado del arte: Perfiles de usuario
Perfil CC/PP (W3C)
Componente de Perfil
Lista de propiedades (atributos)
valorvalor
Perfil Genérico de Usuario (3GPP)
Grupo de Componentes de Perfil
Componente de Perfil
Grupo de Elementos
AtributoAtributo
Elemento
OWL/OWL-S: nuevo lenguaje para especificación de ontologías no explorada para el desarrollo de perfiles.
Expresividad Semántica limitada
Ontología: definición formal de un conjunto de conceptos que describen un dominio
Únicamente orientado a los servicios finales de usuario
MODELO DE ARQUITECTURA DE TERMINAL MÓVIL PARA ENTORNO DE REDES MÓVILES HETEROGÉNEAS 11
Estado del arte: Arquitecturas básicas de Terminal
Otras filosofías de diseño.• Acoplamiento vertical
favorece el intercambio de información entre capas del mismo sistema.
• Acoplamiento vertical adaptableejerce mecanismos de adaptación reactivos en cada nivel paulatinamente.
Desventajas:• mayor procesamiento.• Interoperabilidad limitada.• Sólo para entornos
homogéneos.
Linux y NT:
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Estado del arte: Arquitectura de Terminal Modular
802.11MAC
802.11LLC
BluetoothMAC
BluetoothLLC
Hiperlan2MAC
Hiperlan2LLC
Link Layer Modules
Wireless Adaptation Layer
IPv4 / IPv6
TCP UDP RTP
Applications
Application Data
IP Datagram
WirelessMIB
a) Arquitectura de WINE
Application Application Application
TP Multiplexer
Device Multiplexer
UDP TCP
IP
Other Protocol
Hierarchy(e.g. WDP)
MIB
Monitor 802.11 IrDA GSM Blue-tooh
Application Layer
Link/PhysicalLayer
TransportLayer
NetworkingLayer
b) Arquitectura de Berchler y Ritter
EnhancedService
Layer
BRAIN Service Interface
QoS Mapper Entity Primitive MapperEntity
TCP UDP Further transport of QoS or Service Provider
Mobility support
Subnetwork technolog ies ( i.e., Hiperlan/2, UMTS, Bluetooth )
IP(v4/v6)
Legacy Applications QoS- Aware Applications
Serv
ice
Prov
ider
Use
rPro
vide
r
Enhanced Socket Interface
Loca
l Man
agem
entF
unct
iona
lity
LMI
QoSBroker
IP to Wireless Interface
c) Arquitectura de BRAIN
MODELO DE ARQUITECTURA DE TERMINAL MÓVIL PARA ENTORNO DE REDES MÓVILES HETEROGÉNEAS 13
Estado del arte: Arquitectura de Terminal Modular
802.11MAC
802.11LLC
BluetoothMAC
BluetoothLLC
Hiperlan2MAC
Hiperlan2LLC
Link Layer Modules
Wireless Adaptation Layer
IPv4 / IPv6
TCP UDP RTP
Applications
Application Data
IP Datagram
WirelessMIB
a) Arquitectura de WINE
Application Application Application
TP Multiplexer
Device Multiplexer
UDP TCP
IP
Other Protocol
Hierarchy(e.g. WDP)
MIB
Monitor 802.11 IrDA GSM Blue-tooh
Application Layer
Link/PhysicalLayer
TransportLayer
NetworkingLayer
b) Arquitectura de Berchler y Ritter
Application Application Application
TP Multiplexer
Device Multiplexer
UDP TCP
IP
Other Protocol
Hierarchy(e.g. WDP)
MIB
Monitor 802.11 IrDA GSM Blue-tooh
Application Layer
Link/PhysicalLayer
TransportLayer
NetworkingLayer
b) Arquitectura de Berchler y Ritter
EnhancedService
Layer
BRAIN Service Interface
QoS Mapper Entity Primitive MapperEntity
TCP UDP Further transport of QoS or Service Provider
Mobility support
Subnetwork technolog ies ( i.e., Hiperlan/2, UMTS, Bluetooth )
IP(v4/v6)
Legacy Applications QoS- Aware Applications
Serv
ice
Prov
ider
Use
rPro
vide
r
Enhanced Socket Interface
Loca
l Man
agem
entF
unct
iona
lity
LMI
QoSBroker
IP to Wireless Interface
c) Arquitectura de BRAIN
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Estado del arte: Arquitectura de Terminal Modular
802.11MAC
802.11LLC
BluetoothMAC
BluetoothLLC
Hiperlan2MAC
Hiperlan2LLC
Link Layer Modules
Wireless Adaptation Layer
IPv4 / IPv6
TCP UDP RTP
Applications
Application Data
IP Datagram
WirelessMIB
a) Arquitectura de WINE
Application Application Application
TP Multiplexer
Device Multiplexer
UDP TCP
IP
Other Protocol
Hierarchy(e.g. WDP)
MIB
Monitor 802.11 IrDA GSM Blue-tooh
Application Layer
Link/PhysicalLayer
TransportLayer
NetworkingLayer
b) Arquitectura de Berchler y Ritter
Application Application Application
TP Multiplexer
Device Multiplexer
UDP TCP
IP
Other Protocol
Hierarchy(e.g. WDP)
MIB
Monitor 802.11 IrDA GSM Blue-tooh
Application Layer
Link/PhysicalLayer
TransportLayer
NetworkingLayer
b) Arquitectura de Berchler y Ritter
EnhancedService
Layer
BRAIN Service Interface
QoS Mapper Entity Primitive MapperEntity
TCP UDP Further transport of QoS or Service Provider
Mobility support
Subnetwork technolog ies ( i.e., Hiperlan/2, UMTS, Bluetooth )
IP(v4/v6)
Legacy Applications QoS- Aware Applications
Serv
ice
Prov
ider
Use
rPro
vide
r
Enhanced Socket Interface
Loca
l Man
agem
entF
unct
iona
lity
LMI
QoSBroker
IP to Wireless Interface
c) Arquitectura de BRAIN
Soluciones parciales a la movilidad en entornos heterogeneos
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Estado del arte: implicaciones
La introducción del soporte de movilidad en las redes IP afecta la percepción de los usuarios sobre el servicio ofrecido (esto es, la QoS).
La caracterización de los usuarios resulta compleja y se requiere de la exploración de nuevas formas de expresión de la información de su contexto.
Las actuales y reducidas propuestas sobre arquitecturas de terminal basadas en TCP/IP solo muestran soluciones parciales para abordar los problemas de movilidad y QoS en entornos heterogéneos.
La eficiente integración de las redes IP depende de la satisfacción de diversos requisitos que se pueden aliviar en parte otorgándole más inteligencia al terminal.
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Estado del arte: Ejemplo de Integración WLAN + GPRS
MS
MS
UTRAN
GPRSRAN
SGSN GGSN
SGSN
HLR
Red de PaquetesExternoUu
Um
Iu-ps
Gb
Gr
Gn/p
Gn/p
Gi
Punto de Integración
Estrecha
Punto de Integración
HolgadaNúcleo GPRS
Operador esdueño de los APs
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Estado del arte: Ejemplo de Integración Estrecha
Núcleo GPRS
HLRAuC
CG
SGSNGGSN
Red de Accesoa Radio GPRS
Red IP deOperador
Internet
ServiciosLocales
SeñalSSID
SeñalSSID
SeñalSSID
BSS-1
BSS-2
BSS-3
Conjunto de Servicio Extendido 802.11
Red WLAN
GIF
Red de
DistribuciónGb
TeléfonoModo-Dual
GIF: GPRS Internetworking Function
CG: Charging gateway
HLR: Home Location Register
AuC: Authentication Center
SGSN: Serving GPRS Support Node
GGSN: Gateway GPRS Support Node
BSS: Basic Service Set
AP: Access Point
AP
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Estado del arte: Ejemplo de Integración Holgada
Núcleo GPRS
HLRAuC
CGSGSN GGSN
Red de Accesopor Radio
GPRS Red IP deOperador
Internet
ServiciosLocales
TeléfonoModo-Dual
CAG: Cellular Access gateway
CG: Charging gateway
HLR: Home Location Register
AuC: Authentication Center
SGSN: Serving GPRS Support Node
GGSN: Gateway GPRS Support Node
AAA: Authentication, Authorization and Accounting
FA: Foreign Agent
HA: Home Agent
FA
HACAG
SeñalSSID
SeñalSSID
SeñalSSID
BSS-1
BSS-2
BSS-3
Conjunto de Servicio Extendido 802.11
Red WLAN
Red de
Distribución
AP
FA
AAA
Mediador de cobro
Sistema de cobro
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Estado del Arte: Ejemplos de Proyectos Europeos
Baja Alta Nivel de Integración
QoS
Planos deGestión yControl
AAA
Terminal
Traspaso Vertical
No Definido
WINE GLASS
FuTURE, SUITED, FLOWS
FLOWS
BRAIN/MIND, ETSI BRAN,ANWIRE
BRAIN/MIND,MOBIVAS, ANWIRE
FuTURE, ETSI BRAN, SUITED, BRAIN/
MIND, WINE GLASS, MOBIVAS, ANWIRE
ETSI BRAN BRAIN/MINDWINE GLASS
FUTURE, SUITED, FLOWS, MOBIVAS
ETSI BRAN, WINE GLASS,
Moby Dick, ANWIRE
TRUST/SCOUT, Moby Dick, ANWIRE
FLOWS, FuTURE TRUST/SCOUT, ETSI
BRAN, SUITED ANWIRE
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Arquitectura de Terminal: Requisitos de IntegraciónRetos generales:• Gestión Unificado de la Movilidad: para garantizar la
continuidad del servicio de transporte.• Negociación y Soporte de QoS extremo a extremo: que puedan
garantizar el nivel de servicio ofrecido al usuario en todomomento.
• Funcionalidades AAA: que permitan la autorización del terminal y usuario itenerantes.
Requisitos de Terminal:• Soporte de múltiples modos de Conexión: a distintos tipos de
redes de acceso desde un terminal único.• Adaptabilidad y Reconfigurabilidad: para reaccionar a las
violaciones de QoS por los eventos de movilidad.• Descubrimiento y Asociación a redes de acceso: para detectar,
registrarse y seleccionar distintas redes de acceso.• Gestión de contexto: manejo de la información de los
elementos interrelacionados en los sistemas integrados paraestar siempre mejor conectado.
MODELO DE ARQUITECTURA DE TERMINAL MÓVIL PARA ENTORNO DE REDES MÓVILES HETEROGÉNEAS 21
Arquitectura de Terminal: Requisitos de IntegraciónRequisitos de Red:• Gestión de Movilidad: enfocado en el soporte de traspaso vertical.• Encaminamiento común: una solución común de encaminamiento
para todas las redes de acceso es difícil de lograr, pero necesaria.
Requisitos de Usuario:• Gestión de perfiles: los perfiles deben ser confrontados con las
redes de acceso disponibles para ofrecer la asociación más conveniente.
• Identificación única: independiente de la red de acceso, el terminal, etc…
• Simplificación de modelos de negocios: que facilite el consumo de servicios independientemente de la suscripción a la red actual.
Requisitos de servicios y aplicaciones:• Creación rápida y flexible: mediante interfaces de programación
estándares. • Despliegue y aprovisionamiento: mediante la reconfiguración de
terminales y elementos de red, plug & play, etc.• Anuncio, Descubrimiento y suscripción: la especificación de
canales de anuncios.• Adaptabilidad de los servicios: para sobreponerse a las
limitaciones de la red y el terminal
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Arquitectura de Terminal: Arquitectura General
Protocolo de Transporte (UDP, TCP)
Capa de Red
Soporte de Movilidad IP (v4,v6)
Interfaz entre Capa de Red y Enlace
Diferentes Tecnologías de Acceso a la Red
Ges
tión
Proveedor de Servicio de Transporte
Middleware
Aplicaciones Heredadas Aplicaciones QoS / Adaptables Interfaz de QoS y Adaptación
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QoS Sniffer
“Scheduler” Capa de Enlace
IPv4, IPv6, mobile IP,…
UDPTCP
QoSSPs(RSVP,
DiffServ)
Clasificadorde Paquetes
Gestor de Contexto
de Movilidad
QoS Mapper(Primitive andParameters)
HeredadosInterfaz
de sesión
Interfaz Comúnde QoS
InterfazInalámbrico
Mejorado
Plano de Datos de UsuarioPlano de Control
Proc
esad
orde
QoS
SIP RTCP RTP
Adaptables y Conscientes de QoS
Arquitectura de Terminal: Arquitectura Específica
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MODELO DE ARQUITECTURA DE TERMINAL MÓVIL PARA ENTORNO DE REDES MÓVILES HETEROGÉNEAS 24
QoS Sniffer
“Scheduler” Capa de Enlace
IPv4, IPv6, mobile IP,…
UDPTCP
QoSSPs(RSVP,
DiffServ)
Clasificadorde Paquetes
Gestor de Contexto
de Movilidad
QoS Mapper(Primitive andParameters)
HeredadosInterfaz
de sesión
Interfaz Comúnde QoS
InterfazInalámbrico
Mejorado
Plano de Datos de UsuarioPlano de Control
Proc
esad
orde
QoS
SIP RTCP RTP
Adaptables y Conscientes de QoS
Arquitectura de Terminal: Arquitectura Específica
•Descubrimiento• Asociación•Gestión de
contexto •Rápida creación•Adaptabilidad•flexibilidad
•Reconfigurabilidad•Adaptación
MODELO DE ARQUITECTURA DE TERMINAL MÓVIL PARA ENTORNO DE REDES MÓVILES HETEROGÉNEAS 25
Arquitectura Específica: Servicio de Transporte Persistente
Usuario
Perfilde
Usuario
Perfil de
Usuario
EquipoTerminal
Cliente Móvil
1 .. *
Aplicación
1
*
1
*
1
*
1
Preferencias1
Roles
Asociación
Red deAcceso
ServiciosProxy
ProveedorDe
Contenido
Proveedorde
Aplicación
Proveedores de Servicios Inalámbricos
Proveedor de Infraestructura
Proveedor de Servicios
de Usuario1 .. *
Asociaciones: configuración de los parámetros IP
para accedera Red
de Acceso
Servicio de Transporte Persistente
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Arquitectura Específica: Servicio Gestor de Contexto
ANP1
ANP2
ANPn
Generadorde ContextoMovilidad Repositorio
de Contexto De Movilidad Repositorio
de Perfil de Cliente Móvil
Selector deRed de Acceso
PTSP
Servicio Gestorde Contexto de
Movilidad
MCPMCuP
Configurador de Servicio de
Transporte Persistente
Configuradorde Servicio de
TransportePersistente
(OWL-S)
Perfil de Cliente Móvil(OWL)
Generadorde Contextode Movilidad
(OWL-S)
Perfilesde Red deAcceso(OWL)
Selector deRed de Acceso(OWL-S)
Perfil de Contexto
de Movilidad(OWL)
Perfil deServicio deTransportePersistente
(OWL)
Representación lógica de elementos
Representación Física
MODELO DE ARQUITECTURA DE TERMINAL MÓVIL PARA ENTORNO DE REDES MÓVILES HETEROGÉNEAS 27
Arquitectura Específica: Servicio Gestor de Contexto
Generador de Contexto deMovilidad
Selector de Redde Acceso
Configuradordel Servicio de Transporte
Persistente
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MODELO DE ARQUITECTURA DE TERMINAL MÓVIL PARA ENTORNO DE REDES MÓVILES HETEROGÉNEAS 28
Arquitectura Específica: Modelo de Información
Perfil MCMS
Grupo de Componentes de Perfil (PCG)
Componente de Perfil (PC)
Grupo de Elementos de Datos (DEG)
Atributo
Elemento de Datos (DE)
1
1 0..*
1..*
11
1
0..*
1
1..*
1
1..*
• Definido en OWL• Estructura de GUP
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Modelo de Información: Perfil del Cliente Móvil (1)
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Modelo de Información: Perfil del Cliente Móvil (2)
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Usuario
Selección de AN(Localización PTSC)
Generación de Contexto de
MovilidadAnuncio de AN
Anuncio de AN
Anuncio de AN
Localización de PTSC (Petición/Respuesta)
Solicitud de PTSP - Petición
Solicitud de PTSP - Respuesta (PTS Profile)
Configuración dePTSP
Interacción con el Servicio Inalámbrico de Aplicación
Servicio Gestor: Implementación distribuida
Configuración deEntidades de
Red (Req/Rep)
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MODELO DE ARQUITECTURA DE TERMINAL MÓVIL PARA ENTORNO DE REDES MÓVILES HETEROGÉNEAS 32
Servicio Gestor: implementación centralizada
PSTCMCG
Aplicaciones Java
Mar
co d
e Ja
va
MySQL
ANS
Ker
nel d
e Li
nux
JNI JNI
Interfaces de Red Tabla de enrutamiento Gestión de Movilidad
JNI
Extensión para WirelessLibrería Netlink API de Movilidad IP
PSTCPSTCDistintosProveedores
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Arquitectura Específica: Resumen de Plano de ControlDefinición de nuevos conceptos y modelo de interacción:• Un modelo de inter-relación de las entidades participantes en las redes
de comunicaciones. • La definición del Cliente Móvil.• La definición del Servicio de Transporte Persistente.
El diseño del Servicio Gestor Contexto de Movilidad y sus componentes:• El Generador de Contexto de Movilidad.• El Selector de Red de Acceso.• El Configurador de Servicios de Transporte Persistente. • Alternativas de diseño para el Servicio Gestor de Contexto de
Movilidad
La Definición de Modelo de Información del Servicio Gestor de Contexto de Movilidad:• El Perfil de Red de Acceso. • El Perfil de Contexto de Movilidad.• El Perfil del Cliente Móvil.• El Perfil de Servicio de Transporte Persistente.
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MODELO DE ARQUITECTURA DE TERMINAL MÓVIL PARA ENTORNO DE REDES MÓVILES HETEROGÉNEAS 34
Arquitectura Específica: Plano de UsuarioDefinición de funcionalidades y mecanismos del plano de datos de usuario en la arquitectura de terminal enfocados en la:
• La definición de la Interfaz de QoS Común (CQoSI), una extensión para la interfaz de transporte de datos que permite brindar soporte de QoS a los flujos de las aplicaciones.
• La especificación del Procesador de QoS (QoSP) que se encarga del soporte y de la monitorización de la QoS ofrecida a las flujos de las aplicaciones.
• Compuesto de:El Traductor de QoS para la correspondencia entre las primitivas de servicio y parámetros de la CQoSI y los proveedores de QoS subyacentesEl Sniffer (monitor) de QoS para controlar el desempeño de las sesiones establecidas y detectar comportamientos inadecuados en los flujos de datos.
MODELO DE ARQUITECTURA DE TERMINAL MÓVIL PARA ENTORNO DE REDES MÓVILES HETEROGÉNEAS 35
Arquitectura Específica: Plano de Usuario
Traductor de parámetros
de QoS
Traductor de primitivas
de QoS
TCP UDP Proveedores de ServicioQoS
Soporte de Movilidad
Tecnologías de Enlace ( e.j, 802.11, UMTS, Bluetooth )
IP (v4/v6)
Aplicaciones con Soporte de QoS
Interfaz Común de QoS
Aplicaciones Heredadas, Adaptables, etc..
Enrutamiento Ad Hoc …
Monitor dede QoS
Procesador de QoS
Proveedor de Servicio de Transporte
Plan
o de
Con
trol
Serviciode Gestión
de Contextode Movilidad
Traductor de QoS
LMI
MODELO DE ARQUITECTURA DE TERMINAL MÓVIL PARA ENTORNO DE REDES MÓVILES HETEROGÉNEAS
23/02/2006
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Arquitectura Específica: Plano de Usuario
Traductor de parámetros
de QoS
Traductor de primitivas
de QoS
TCP UDP Proveedores de ServicioQoS
Soporte de Movilidad
Tecnologías de Enlace ( e.j, 802.11, UMTS, Bluetooth )
IP (v4/v6)
Aplicaciones con Soporte de QoS
Interfaz Común de QoS
Aplicaciones Heredadas, Adaptables, etc..
Enrutamiento Ad Hoc …
Monitor dede QoS
Procesador de QoS
Proveedor de Servicio de Transporte
Plan
o de
Con
trol
Serviciode Gestión
de Contextode Movilidad
Traductor de QoS
LMI
Interfaz de QoS Común:• Extensión de la interfaz de servicio de transporte•Soporte de QoS de extremo a extremo•Común para todas la aplicaciones y proveedores de QoS
Requisitos de diseño:•Genérica, adecuada para cualquer servicio de transporte, S.O., etc.•Capaz de ser extendido con nuevos servicios.•Facilitar la abstracción sobre los detalles de las redes adyacentes•Reutilizable, no introduce ninguna nueva arquitectura.
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Arquitectura Específica: Plano de Usuario
Traductor de parámetros
de QoS
Traductor de primitivas
de QoS
TCP UDP Proveedores de ServicioQoS
Soporte de Movilidad
Tecnologías de Enlace ( e.j, 802.11, UMTS, Bluetooth )
IP (v4/v6)
Aplicaciones con Soporte de QoS
Interfaz Común de QoS
Aplicaciones Heredadas, Adaptables, etc..
Enrutamiento Ad Hoc …
Monitor dede QoS
Procesador de QoS
Proveedor de Servicio de Transporte
Plan
o de
Con
trol
Serviciode Gestión
de Contextode Movilidad
Traductor de QoS
LMI
Procesador de QoS:•Middleware en el plano de datos de usuario.•Funcionalidad complementaria de CQoSI.•Realiza la correspondencia entre las primitivas y parámetros de serviciode la CQoSI y los QoSSP subyacentes.•Monitoriza señalización de control (SIP, RTCP) para deducir la calidadde las sesiones activas y los objetivos de QoS de las nuevas sesiones.•Se compone del Traductor de QoS y el Sniffer de QoS
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Arquitectura Específica: Implementación - Plano de Usuario
Aplicaciones Java
API CQoSI basado en Java
Traductor Javade QoS para Linux
Traductor Javade QoS para Windows
RAPI de IETF
tcde LINUX
RSVP ServiceProvider (.dll)
WinSock 2.0Traffic ControlAPI (.dll)
GQoS
Proc
esad
orQ
oS
CQ
oSI
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Algunas vías de investigación futuras
Implementación de los componentes funcionales:• Versión distribuida.• Versión centralizada en el terminal.
La definición de instancias de los perfiles definidos según el modelo de información propuesto.
La extensión de la arquitectura propuesta centrada en el terminal, para que pueda ofrecer soporte de movilidad del usuario y equipos de usuario requeridas en los futuros escenarios de redes integradas.
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Publicaciones: Componentes funcionalesServicio Gestor de Contexto de Movilidad:
Profile System for Management of Mobility Context Information for Access NetworkSelection and Transport Service Provision in 4G Networks. I. Armuelles, J. López, T. Robles y D. Fernández. 3rd Int’l Conf. on Wired/Wireless Internet Communications (WWIC 2005). Proceedings in Lecture Notes of Computer Sciences, Springer. Xanthi, Greece. May, 2005. pp:22-31. ISBN: 3-540-25899-X.
Profiling for Mobility Context Management and Transport Service Provision in 4G Networks. I. Armuelles, J. Lopez, T. Robles y D. Fernandez. 11th European Wireless 2005 (EW05). Published in Proceedins. Nicosia, Cyprus. April, 2005.
Interfaz de QoS Común y Procesador de QoS:
Componentes Funcionales de Middleware para un Terminal Movil de Redes de Comunicaciones Móviles de 4G. I. Armuelles, T. Robles, D. Fernández. XIX SimposiumNacional de la Unión Científica Internacional de Radio. Barcelona. España. ISBN: 84-688-7736-0.
An enhanced socket interface for next generation systems”. I. Armuelles Voinov y T. Robles. ANWIRE 1st Int’l Workshop on Wireless, Mobile & Always Best Connected. University of Strathclyde, Glasgow, United Kingdom. April, 2003.ISBN: 0 9545660 0 9
Enabling Mobile Heterogeneous Networking Environments With End-to-End UserPerceived QoS - The BRAIN vision and the MIND approach. A. Kassler, T. Guenkova-Luy, D. Mandato, I. Armuelles, P. Schoo, T. Robles, P. Ruiz y A. Bascuñana. European Wireless 2002. Florencia, Italia. February, 2002.
MODELO DE ARQUITECTURA DE TERMINAL MÓVIL PARA ENTORNO DE REDES MÓVILES HETEROGÉNEAS 41
Publicaciones: Integración y Arquitectura de TerminalAcoplamiento Vertical de la Arquitectura TCP/IP para la Gestión de Calidad de Servicio en Redes Móviles Ad Hoc. I. Armuelles, D. Fernández y T. Robles. XVII Simposium Nacional de la Unión Científica Internacional de Radio. Alcalá de Henares. España. Sept., 2002. ISBN:84-8138-517-4
Requirements for an Integrated System and Service 4G Architecture. I. Armuelles, I. Ganchev, M. O'Droma, H. Chaouchi, M. Seibert, N. Houssos. Interworking between WLAN and 3G, IEEE Semiannual Vehicular Technology Conference. Milan, Italy. May, 2004. ISBN: 0-7803-8256-0
System and Service Integration in Heterogeneous Networks by a Policy Based Network Architecture. I. Armuelles, M. Seibert, H. Chaouchi, et al. European Wireless2004 (Fifth European Wireless Conference on Mobile and Wireless System beyond 3G). Polytechnic University of Catalonia, Barcelona, Spain. pp 202-209 February, 2004.
On Signalling Analysis in integrated 4G Networks. H. Chaouchi, I. Armuelles, I. Ganchev, M. O’Droma, N. Kubinidze. MAN'2005. IFIP Open Conference on Metropolitan Area Networks: Architecture, protocols, control, and management. Ho Chi Min, Viet Nam. April, 2005.
On Ad Hoc Networks in the 4G Integration Process. I. Armuelles, T. Robles, I. Ganchev, M. O’Droma, H. Chaouchi, M. Siebert. The Third Annual Mediterranean Ad Hoc Networking Workshop (Med-Hoc-Net 2004). pp.45-56. Bodrum, Turkey. June, 2004. ISBN: 975-98840-0-3.
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Publicaciones: Integración y Arquitectura de Terminal
Policy Based Networking in the Integration Effort of 4G Networks and Services. H. Chaouchi, G. Pujolle, I. Armuelles, M. Seibert, I. Ganchev. Interworking between WLAN and 3G, IEEE Semiannual Vehicular Technology Conference. Milan, Italy. May, 2004. ISBN: 0-7803-8256-0.
Integración Sistemas: hacia una arquitectura de comunicaciones móvilesde 4G. I. Armuelles, C. Bader y T. Robles. XIII Jornadas de Telecom I+D 2003. Madrid, España I.S.B.N.: 84-89315-28-0. November, 2003
The role of Reconfigurability in the Deployment of Systems Beyond 3G. I. Armuelles, T. Robles y N. Houssos. Anwire Workshop on Reconfigurability. Mykonos, Greece. September 26, 2003.
Working towards an ANWIRE System Integration Architecture. M. Siebert, I. Armuelles et Al. ANWIRE 1st International Workshop on Wireless, Mobile & Always Best Connected. University of Strathclyde, Glasgow, United Kingdom. April, 2003. ISBN: 0 9545660 0 9
MODELO DE ARQUITECTURA DE TERMINAL MÓVIL PARA ENTORNO DE REDES MÓVILES HETEROGÉNEAS 43
Scenarios beyond 3G, flexible service creation and business models for an IP-based broadband wireless solution. Deliverable 1.1. Applications and Services Working Group. IST-2000-28584 MIND. March, 2002.Top-level architecture for providing seamless QoS, security, accounting and mobility to applications and services. Deliverable 1.2. Applications and Services Working Group. IST-2000-28584 MIND. November, 2002.Integrated System and Service Architecture. Deliverable 1.5.1. System Integration Working Group. IST-2002-38835. ANWIRE. June, 2003. Application architectures for the support of Reconfigurability and Adaptability. Deliverable 1.3.1. Application architectures for the support of Reconfigurability and Adaptability Working Group. IST-2002-38835 ANWIRE. September, 2003. Report on the co-ordination of integrated thematic efforts related to System Concepts. Deliverable 1.1.3. Generic Requirements Analysis & System Concepts Working Group. IST-2002-38835 ANWIRE. September, 2003. System and Service Integration: Functional Entities and Reference Model. Deliverable 1.5.2. System Integration Working Group. IST-2002-38835 ANWIRE. November, 2003.System and Service Integration: Migration Map. Deliverable 1.5.3. System Integration Working Group. IST-2002-38835 ANWIRE. February, 2004.
Informes técnicos de proyectos
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