PROBLEMATIQUES DES OPERATEURS MOBILES...o Même si NOKIA et Ericsson ont annoncés des terminaux...

p 1Lionel HOFFMANN

Présentation « Task Force » IPV6 du 10/12/2002

Reproduction interdite du document sans autorisation préalable

PROBLEMATIQUES DES OPERATEURSMOBILES

p 2Lionel HOFFMANN



PLAN de la Présentation

o Généralitéso Les infrastructures « DATA » d ’un opérateur mobile

2G/3Go Exemple d ’architecture d ’un réseau GPRSo Fonctionnement d ’un réseau GPRSo Les problématiques de l ’opérateur mobile

l Problématique d ’adressage des mobilesl Problématique des équipements terminauxl Problématique des systèmes et applications

o Conclusion

p 3Lionel HOFFMANN



BTS

BTS

BTS

BSCBSC

BSC

HLR/HLR/AUCAUC

TCU

TCU

MSCMSC

MSCMSC

TSCTSC

VLRVLR

VLRVLR

BSSNSS

Généralités(1) Réseau DCS1800/GSM900

EIREIR

p 4Lionel HOFFMANN



Généralités(2) Réseau 2G:GSM/GPRS

BTS

BTS

BTS

BSCBSC

BSC

TCU

TCU

HLRHLR

MSCMSC

MSCMSC

TSCTSC

VLRVLR

VLRVLR

BSS NSS

PCU

SGSNSGSNGGSN

GGSN

SGSNSGSN

GPRS

p 5Lionel HOFFMANN



Infrastructures « DATA » d ’un opérateurmobile 2G/3G

GMSC

UMTSUMTSAccessAccess

(UTRAN)(UTRAN)

GGSNGGSN

IubIub

Iu-cs

IuIu--psps

GiGi

GbGb

MSC

2GSGSN

2GSGSN

GPRSGPRSPCUPCU

RNCRNC

BSCBSC

GSMGSMAccessAccess

PSTNPSTN

Internet

Packet Core

MGWMGW

SGSNSGSN

A

GnGn

p 6Lionel HOFFMANN



TéléportPlate-formeMutualisée

Réseau de transport Multiservices

Réseau client RESEAU

GPRS

RESEAU CLIENT

EXTERNE

RESEAU CLIENT

INTERNE

RESEAU UMTS

INTERNET

RouteurRouteur

RESEAU CLIENT

EXTERNE

RESEAUCLIENT

EXTERNE

Concept d ’architecture globale

p 7Lionel HOFFMANN



ARCHITECTURE GPRS :Vision d ’ensemble

Frame RelaySGSN

PTSPTSPTS

HLR MSC EIR

Réseau deTransport

Multi-services

BackboneIP GPRS

DNSGPRS

GGSN

NSP 1 Plate-forme

de Services6SENS

NSP 2

Plate-formeServices IP

DHCPRadius

PROXY

Téléport

DMZ NSPDNS

PCU

p 8Lionel HOFFMANN



Fonctionnement du GPRS:(1)Attachement au réseau GPRS

Backbone IPIntranetou ISP

Responsabilité Clients Responsabilité Bouygues telecom

BSC

HLR

SGSN

DHCP

DNS

GGSN FW

3) Authentificationdu mobile

2) Le SGSN demande au MSde s ’identifier par son IMSI

1) Demande d ’attachementdu mobile

4) Contrôle IMEIEIR

6) Envoi infos pour créationd ’un contexte MM

5 ) Indication de la localisation du mobile

7) Attach OK

p 9Lionel HOFFMANN



Fonctionnement GPRS:(2)Établissement d’une session

Backbone IP

Accès Transparent


BSC

HLR

SGSN

DHCP(Dépend de la configuration)DNS

GGSN FW

Intranetou ISP

1) Lancement logiciel degestion du protocole IP

2) Lancement logicielde communication entreterminal et mobile: PPP

3) Demande activationcontexte PDP

4) Dem.@GGSN(APN)

GTP

5) Création ContextPDP et tunnel GTP

PDP ContextIMSI, MSISDN, NSAPI (identifie la session),PDP type, APN in use,@SGSN / @GGSNQOS negociated, infos GTPCharging Id...

7) Context PDPOK (@IP)

8) Context PDPOK (@IP)

9) LancementAppli

(Web, messagerie)

Choix du GGSN- Proximité géographique avec le réseau accédé (Intranet ISP…)- Partage de charge entre plusieurs GGSN (round robin)

ISPBouygTel

6) Dem @IP-soit externe vers DHCP-soit interne GGSN(@IP∈ plan d ’@ del ’opérateur)

p 10Lionel HOFFMANN



Fonctionnement GPRS:(3)Établissement d’une session

FWBackbone IP

Accès Non-Transparent


BSC

HLR

SGSN

DNS

GGSN

1) Lancement logiciel degestion du protocole IP

2) Lancement logicielde communication entreterminal et mobile: PPP

4) Demande activationcontexte PDP

Intranetou ISP

DHCP

3)Authentif.(PAP,CHAP)

5) Dem.@GGSN(APN)

GTP

6) Création ContextPDP et tunnel GTP

RADIUS

PDP ContextIMSI, MSISDN, NSAPI,PDP type, APN in use,@SGSN / @GGSNQOS negociated, infos GTPCharging Id...

VPN

9) Authentificationdu terminal

10) Dem @IP@privée ou ∈ ISP

11) ContextPDP OK (@IP)

12) ContextPDP OK (@IP)

13) LancementAppli

(Web, messagerie)

(Dépend de la configuration)

7) Demande @ serveurDHCP, @ serveur Radius

8) Création tunnel avec (VPN)ou ss chiffrement. (si non créé)

p 11Lionel HOFFMANN



Fonctionnement GPRS Bouygtel:Etablissement d ’un PDP context

F.R.

Réseau deTransport

BackboneIP GPRS

PCU

SGSN

DNS GPRS

GGSN

NSP 1 ASP 6°

sens

NSP 2

PFS ISP Bouygtel

DHCP

Radius

Téléport

DMZ NSP

DNS

VPN-T

Activation PDP context

GGSNcorrespondant à

l ’APN

GTP

PDP context

VPN

Authentification

allocation @IP

allocation @IP

p 12Lionel HOFFMANN



Fonctionnement GPRS Bouygtel:Exemple de Flux utilisateurs

F.R.

Réseau deTransport

BackboneIP GPRS

PCU

SGSN

DNS GPRS

GGSN

NSP 1 ASP 6°

sens

NSP 2

PFS ISP Bouygtel

DHCP

Radius

Téléport

DMZ NSP

DNS

VPN-T

GTP

VPN

Flux 6°sens

Flux internet

NAT

RésolutionURL

NAT

p 13Lionel HOFFMANN



Fonctionnement GPRS Bouygtel:Exemple 1:Flux utilisateur Grand public

GPRS

BouyguesTelecom

AccèsInternet

BBMS

INTERNET

Plate-formede services(6SENS, …)

Réseau IPde

transport


Client grandpublic

NAT

RADIUS

DNSDHCP

Serveur

NAT-PT

: Flux d ’authentification/allocation@

: Flux de données

p 14Lionel HOFFMANN



Fonctionnement GPRS Bouygtel:Exemple 2:Flux utilisateur entreprise

IntranetEntreprise AGPRS

BouyguesTelecom

AccèsInternet

BBMS

INTERNET

Plate-formede services(6SENS, …)

Réseau IPde

transport

Client A

NAT

@privé A

RADIUS

DNS

DHCP

Serveur

NAT

Tunnel IPSEC


: Flux de données/tunnel IPSEC: Flux d ’authentification/allocation@

p 15Lionel HOFFMANN



o L ’utilisation des adresses IP chez un opérateur commeBouygues Telecom détermine clairement ses besoins.

o Bouygues Telecom utilise les adresses IP de deuxmanières:l ADRESSES POUR LES INFRASTRUCTURES:

– Cela peut être des adresses privées ou publiques selon les cas– Exemples:

n Adressage public pour l ’infrastructure publique du réseau detransport et de l ’accès vers l ’Internet

n Adressage privé pour l ’infrastructure du réseau Interne et de plates-formes de services

l ADRESSES POUR LES TELEPHONES MOBILES GPRS:– Il s ’agit dans l ’immédiat d ’adresses privées– Mais cela pourrait être des adresses publiques (préférable mais peu

réalisable globalement compte tenu de la pénurie des adresses officielles)

La problématique d ’adressage (1)

p 16Lionel HOFFMANN



La problématique d ’adressage (2):Les deux niveaux d ’adressage

Relay

NetworkService

GTP

Application

IP

SNDCP

LLC

RLC

MAC

GSM RF

SNDCP

LLC

BSSGP

L1bis

RLC

MAC

GSM RF

BSSGP

L1bis

Relay

L2

L1

IP

L2

L1

IP

GTP

IP

Um Gb Gn GiMS BSS SGSN GGSN

NetworkService

UDP /TCP

UDP /TCP

User IP

Transport IP

p 17Lionel HOFFMANN



BSSCore Network

User IP

Transport IP

ApplicationServer

GGSNTerminal SGSN

INTERNET

La problématique d ’adressage (3):Les deux niveaux d ’adressage (suite)

p 18Lionel HOFFMANN



La problématique d ’adressage (4):Les deux niveaux d ’adressage(fin)

L1L1 L1L1

PPP/L2PPP/L2PPP/L2PPP/L2

IPIPIPIP

L2L2

L1L1

L2L2

L1L1

IPIP IPIPIPIPIPIP

Service IP

GSM/RFGSM/RF

MAC MAC

RLCRLC

SNDCPSNDCP

GSM/RFGSM/RF

MACMAC

RLCRLC BSSGPBSSGP

N SN S

L1 bisL1 bis

BSSGPBSSGP

N SN S

L1 bisL1 bis

LLCLLC

SNDCPSNDCP GTPGTP

UDPUDP

IPIP

LLCLLC

L2L2L1L1

GTPGTP

UDPUDP

IPIPL2L2L1L1

Service GPRS

HTMLHTML

HTTPHTTP

TCPTCP

Service applicatif de type Web Browsing

MSTE Serv.Appli.BSS SGSN GGSN

HTMLHTML

HTTPHTTP

TCPTCP

Niveau

ApplicatifN

iveauIP

Niveau

GPR

S

Sous Couche Transport

p 19Lionel HOFFMANN




o Concernant l ’adressage Privé :l Selon le plan défini par le RFC1918

o Concernant l ’adressage public:l En tant que LIR , Bouygtel s ’est vu affecter par le RIPE une plage

d ’adresses publiques de 32 classes C .Il s ’agit de la classe suivante:– Plage 62.201.128.0 à 62.201.159.255

l Cette plage est entièrement dédiée pour les besoins d ’adressage desinfrastructures (Réseaux de transport) et pour les besoins clients quise raccorderaient à l ’opérateur Internet Bouygtel via le réseau detransport ISP Bouygtel pour accéder à des services Internet (casclassique du raccordement à un ISP ou NSP)

l En effet, la pénurie d ’adresses officielles ne permet pas l ’utilisationmassive de ces adresses sur les terminaux mobiles GPRS

p 20Lionel HOFFMANN



o Mais l ’utilisation d ’adresses privées impose unmécanisme de translation d ’adresses en sortie (NAT-PT)

o Or ce mécanisme de translation d ’adresses pose deuxproblémes majeurs:l Difficulté de satisfaire aux obligations légales dû à une traçabilité

difficile à réaliserl Certaines applications et protocoles s ’accommodent mal de ce

mécanisme et nécessitent une « connectivité de bout en bout »– Exemple:

n Applications Video /real streaming,n Protocole IPSEC….etc….


p 21Lionel HOFFMANN



o Ce besoin a été compris par le RIPE qui , poussé par laGSMA , accepte aujourd’hui de délivrer des adressespubliques pour les terminaux mobiles sous certainesconditions et dans certaines proportions:l Le besoin en adresses publiques pour les terminaux mobiles d ’un

opérateur GPRS a été estimé à moins de 20% du nombre totald ’abonnés GPRS

l Il s ’agira de justifier l ’utilisation de ces adresses pour les applicationsou abonnés qui le nécessitent vraiment

l Des passerelles ou relais ou « proxies » seront utilisés dans la plupartdes cas pour les applications de base permettant l ’utilisationd ’adresses privées sur les terminaux.

o Bouygues Telecom s ’est vu allouer 2 classes Bsupplémentaires dans ce cadre mais qui ne suffiront pas àcouvrir les besoins


p 22Lionel HOFFMANN



o Enfin, Les adresses publiques aujourd’hui obtenues duRIPE pour les besoins terminaux sont des adresses IPV4en nombre limité

o Coté IPV6, le RIPE semble avoir défini une « policy » pourl ’obtention d ’adresses IPV6 pour les besoins standardsdes opérateurs …..mais rien n’est clair concernantl ’attribution d ’adresses officielles IPV6 sur les terminauxmobiles GPRS et les terminaux mobiles UMTS dedemain…..


p 23Lionel HOFFMANN



o L ’utilisation d ’adresses publiques de type IPV6 sur lesmobiles GPRS suppose des terminaux mobiles compatiblesIPV6l Pile IPV6

o Même si NOKIA et Ericsson ont annoncés des terminauxcompatibles IPV6 pour fin 2003 , les équipementiers determinaux ne sont pas très « leader »

o De plus , IPV6 est préconisé par le 3GPP dans le cadre deUMTS et du « tout IP » en release 5 voire release 6maintenant..mais pas pour d ’autres utilisations .

La problématique des équipements terminaux

p 24Lionel HOFFMANN



o Dans le cas où les adresses IPV6 seraient disponibles surles terminaux, le problème majeur des systèmes et desapplications compatibles IPV6 se pose:l Aucun bénéfice de disposer d ’adresses IPV6 et de terminaux

compatibles si pas de serveurs RADIUS et DHCP stables pourl ’authentification et l ’allocation d ’adresses ….à priori en cours definalisation

l PLUS IMPORTANT: un abonné disposant d ’un terminal IPV6 mais nepouvant accéder à aucun service ou applications sur le WEB est sansintérêt pour un opérateur mobile GPRS……..

l Des applications disponibles et fonctionnant dans un environnementIPV6 restent la clé du succès.

La problématique ISP :Les applications

p 25Lionel HOFFMANN



o Aujourd’hui, AUCUN outil d ’exploitation et de supervisionn ’existe sur IPV6

o Aucun « Framework » tels que HPOV,TIVOLI…ontvéritablement intégré la composante IPV6

o Conséquence:l AUCUN opérateur mobile n ’acceptera de migrer vers IPV6 si ces

outils n ’existent pas (Dans le cas où tous les autres problèmesseraient résolus..)

La problématique SUPERVISION :Les outils de supervision et d ’exploitation

p 26Lionel HOFFMANN



o La plupart des opérateurs mobiles ont une infrastructuredéployée en IPV4 qui fonctionne correctement malgrécertaines restrictions

o Mais les opérateurs mobiles vont avoir un besoinimportant d ’adresses publiques pour les terminaux car lemécanisme de NAT n ’est pas satisfaisant….car laproblématique majeure est précisément celle del ’adressage des terminaux

o Néanmoins , les opérateurs ne pourront pas s ’engagervers IPV6 si:l Une politique claire du RIPE n ’est pas définie pour ce qui est de

l ’allocation d ’adresses IPV6 pour les terminauxl Une disponibilité de terminaux mobiles compatibles IPV6l Des serveurs et applications ISP fonctionnant sur IPV6l Des outils de gestion et supervision compatibles IPV6

CONCLUSION

p 27Lionel HOFFMANN



Des Questions ? Des Questions ?

p 28Lionel HOFFMANN



TERMINOLOGIE

o GPRS: General Packet Radio Serviceo HLR: Home Location Registero VLR: Visited Location Registero AUC: Authentication Centero EIR: Equipment Identification Registero MSC: Mobile Switching Centero TSC: Transit Switching Centero BSC: Base Station Controllero BSS: Base Station Subsystemo NSS: Network Sub Systemo IMSI: International Mobile Subscriber Identityo MSISDN:Mobile Subscriber ISDNo IMEI: Identity Mobile Equipment Identity

PROBLEMATIQUES DES OPERATEURS MOBILES...o Même si NOKIA et Ericsson ont annoncés des terminaux...

Documents

Transcript of PROBLEMATIQUES DES OPERATEURS MOBILES...o Même si NOKIA et Ericsson ont annoncés des terminaux...