Drahtlose Kommunikation Teil 1 - hu-berlin.de
37
EMES: Eigenschaften mobiler und eingebetteter Systeme 00 1 0 1 1 1 1 0 1 0 0 1 0 01 11 0 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 0 0 1 0 1 1 1 1 0 10 0 1 0 0 1 11 0 1 0 0 1 0 1 0 1 0 11 0 0 0 1 0 1 1 1 1 0 10 0 1 0 01 11 0 1 0 0 1 0 1 0 1 0 11 0 0 0 1 0 1 1 1 1 0 10 0 1 0 01 11 0 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 0 0 1 0 1 1 1 1 0 10 0 1 0 0 1 11 0 1 0 0 1 0 10 1 0 11 0 0 0 1 0 1 1 1 1 0 10 0 1 0 01 11 0 1 0 0 1 0 1 0 1 0 11 0 0 0 1 0 11 1 1 0 10 0 1 0 0 111 0 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 00101111010010011101001010101 Drahtlose Kommunikation Teil 1 Dr. Siegmar Sommer, Dr. Peter Tr¨ oger Wintersemester 2009/2010
Transcript of Drahtlose Kommunikation Teil 1 - hu-berlin.de
EMES: Eigenschaften mobiler und eingebetteter Systeme
00101
1110100100111010010101011000
101111
0100100111010010101011000101
11101001001110100101010110
00101111010010011101001010
10110
00101111
010010011101001010101100010111101001001110100
101010110 0010111101001001110100
10101011000101111010010011101001010101
Drahtlose KommunikationTeil 1
Dr. Siegmar Sommer, Dr. Peter Troger
Wintersemester 2009/2010
00101
1110100100111010010101011000
101111
0100100111010010101011000101
11101001001110100101010110
00101111010010011101001010
10110
00101111
010010011101001010101100010111101001001110100
101010110 0010111101001001110100
10101011000101111010010011101001010101 Uberblick
• Anwendungen
• Grundlagen
• Beschrankungen naturlicher und kunstlicher Art
• Beispiele
– IrDA
– WLAN
– Bluetooth
– ZigBee
– GSM
– UMTS
1 EMES: Eigenschaften mobiler und eingebetteter Systeme c© ROK
00101
1110100100111010010101011000
101111
0100100111010010101011000101
11101001001110100101010110
00101111010010011101001010
10110
00101111
010010011101001010101100010111101001001110100
101010110 0010111101001001110100
10101011000101111010010011101001010101 Anwendungen
“Information anywhere and anytime”
• Mobiler Zugriff auf
– Daten
– Dienste
– Anwendungen
• Entwicklung von neuen Applikationen
• Ad-hoc-Networking
2 EMES: Eigenschaften mobiler und eingebetteter Systeme c© ROK
00101
1110100100111010010101011000
101111
0100100111010010101011000101
11101001001110100101010110
00101111010010011101001010
10110
00101111
010010011101001010101100010111101001001110100
101010110 0010111101001001110100
10101011000101111010010011101001010101Herausforderungen: Hardware
• Umgang mit verschiedenen Medien (multi-mode)
• Umgang mit standig wechselnden Umgebungen
• Beschrankte Energieversorgung (low power)
• Beschrankter Raum (kleine, tragbare Gerate)
• Hochfrequenztechnik
3 EMES: Eigenschaften mobiler und eingebetteter Systeme c© ROK
00101
1110100100111010010101011000
101111
0100100111010010101011000101
11101001001110100101010110
00101111010010011101001010
10110
00101111
010010011101001010101100010111101001001110100
101010110 0010111101001001110100
10101011000101111010010011101001010101Herausforderungen:
Low-Level-Networking• Schnelle und robuste Kommunikation
• Effektive Ausnutzung vorhandener Spektren (bei Funklosungen)
• Adaptierbarkeit an veranderte Umgebungsbedingungen (z.B. Zahl an-
derer Nutzer auf dem “Medium”)
• Umgang mit “Fehlern” — Verlust eines Links gehort zum Alltag eines
mobilen Gerates
• Standardisierung (Interoperabilitatsanforderungen sehr hoch)
4 EMES: Eigenschaften mobiler und eingebetteter Systeme c© ROK
00101
1110100100111010010101011000
101111
0100100111010010101011000101
11101001001110100101010110
00101111010010011101001010
10110
00101111
010010011101001010101100010111101001001110100
101010110 0010111101001001110100
10101011000101111010010011101001010101Herausforderungen:
High-Level-Networking• Routing fur mobile Nutzer (moglichst transparent)
• Zuverlassigkeit auch im Falle ungunstiger Bedingungen
• QoS auf Anwendungsebene
• Adaptierbarkeit von Anwendungen an QoS
• Performance-Unterschied zu drahtgebundenen Netzen
5 EMES: Eigenschaften mobiler und eingebetteter Systeme c© ROK
00101
1110100100111010010101011000
101111
0100100111010010101011000101
11101001001110100101010110
00101111010010011101001010
10110
00101111
010010011101001010101100010111101001001110100
101010110 0010111101001001110100
10101011000101111010010011101001010101
Performance: drahtlos vs.drahtgebunden
WIDE AREA CIRCUITÿSWITCHING
User�
Bit�-Rate
�
(kbps)
14.4digitalcellular
28.8ÿmodem
ISDN
ATM
9.6ÿmodem
2.4ÿmodem2.4ÿcellular
32ÿkbps
PCS�
9.6ÿcellular
wired- wirelessbit
�-rateÿÿÿ"gap"
1970 200019901980YEAR
LOCAL AREA PACKETÿSWITCHING
User�
Bit-Rate
(kbps)
Ethernet
FDDI
ATM100ÿM
Ethernet�
Polling
Packet
Radio
1stgenWLAN
�
2ndgenWLAN
wired-wirelessbit
�-rateÿ"gap"
1970 200019901980.01
.1
1
10
100
1000
10,000
100,000
YEAR
.01
.1
1
10
100
1000
10,000
100,000
WIDE AREA CIRCUITÿSWITCHING
User�
Bit�-Rate
�
(kbps)
14.4digitalcellular
28.8ÿmodem
ISDN
ATM
9.6ÿmodem
2.4ÿmodem2.4ÿcellular
32ÿkbps
PCS�
9.6ÿcellular
wired- wirelessbit
�-rateÿÿÿ"gap"
1970 200019901980YEAR
LOCAL AREA PACKETÿSWITCHING
User�
Bit-Rate
(kbps)
Ethernet
FDDI
ATM100ÿM
Ethernet�
Polling
Packet
Radio
1stgenWLAN
�
2ndgenWLAN
wired-wirelessbit
�-rateÿ"gap"
1970 200019901980.01
.1
1
10
100
1000
10,000
100,000
.01
.1
1
10
100
1000
10,000
100,000
YEAR
.01
.1
1
10
100
1000
10,000
100,000
.01
.1
1
10
100
1000
10,000
100,000
6 EMES: Eigenschaften mobiler und eingebetteter Systeme c© ROK
00101
1110100100111010010101011000
101111
0100100111010010101011000101
11101001001110100101010110
00101111010010011101001010
10110
00101111
010010011101001010101100010111101001001110100
101010110 0010111101001001110100
10101011000101111010010011101001010101Physikalische Grundlagen
• Benutzung elektromagnetischer Wellen als Trager von Informationen
– Funk: Vom Langwellenbereich (Telegrafie) bis in den Gigahertz-
Bereich (GSM, UMTS)
– Licht: Vom schwachen Infrarot-Licht einer Diode (IrDA) bis zu
leistungsfahigen Lasern
• Modulation des Tragers mit den zu ubertragenden Informationen
– Amplituden-Modulation
– Frequenz-Modulation
– Phasen-Modulation
– Kombinationen davon
• Reichweite physikalisch bestimmt von direktem Sichtkontakt uber
einige Zentimeter bis hin zu mehreren AE Entfernung
7 EMES: Eigenschaften mobiler und eingebetteter Systeme c© ROK
00101
1110100100111010010101011000
101111
0100100111010010101011000101
11101001001110100101010110
00101111010010011101001010
10110
00101111
010010011101001010101100010111101001001110100
101010110 0010111101001001110100
10101011000101111010010011101001010101Beispiele fur drahtlose Kommunikation
• Punkt-zu Punkt-Verbindungen
– IrDA
– Laserlinks
• Zellenbasierte Systeme
– GSM
– GPRS
– UMTS
• Wireless LAN (WLAN)
• Ad-hoc Netzwerke
– Bluetooth
• Satelliten-Systeme
– Iridium
– “Sky-DSL”
8 EMES: Eigenschaften mobiler und eingebetteter Systeme c© ROK
00101
1110100100111010010101011000
101111
0100100111010010101011000101
11101001001110100101010110
00101111010010011101001010
10110
00101111
010010011101001010101100010111101001001110100
101010110 0010111101001001110100
10101011000101111010010011101001010101Beschrankungen kunstlicher Art
• Gesetzliche Bestimmungen regeln die Nutzung des Frequenzbandes
– FCC in USA
– ITU-R international
• Gesetzliche Bestimmungen regeln die erlaubte Sendeleistung fur be-
stimmte Gerate
• Gerate bedurfen in vielen Fallen einer Zulassung
• Standards fur Kommunikation
– Nicht immer auf dem technisch moglichen Stand durch langwierigen
Standardisierungsvorgang
– Kompatibilitat nach oben und unten sowie zwischen verschiedenen
Herstellern
– Kompromiß zwischen Interessen verschiedener Parteien
9 EMES: Eigenschaften mobiler und eingebetteter Systeme c© ROK
00101
1110100100111010010101011000
101111
0100100111010010101011000101
11101001001110100101010110
00101111010010011101001010
10110
00101111
010010011101001010101100010111101001001110100
101010110 0010111101001001110100
10101011000101111010010011101001010101Beschrankungen naturlicher Art
abhangig vom Medium:
• Reichweite und Fading
• Ausbreitungsverhalten
• nutzbare Bandbreite
• Besonderheiten
– Ubersprechen mit eigenen Reflektionen
– Reflektionen an diversen Materialen oder an der Ionosphare
Beispiel hier: Funkwellen
10 EMES: Eigenschaften mobiler und eingebetteter Systeme c© ROK
00101
1110100100111010010101011000
101111
0100100111010010101011000101
11101001001110100101010110
00101111010010011101001010
10110
00101111
010010011101001010101100010111101001001110100
101010110 0010111101001001110100
10101011000101111010010011101001010101Reichweite und Fading I
d
• Signal wird mit zunehmender Entfernung und abnehmender Frequenz
beim Empfanger schwacher (Fading)
• Berechnung des Verhaltnisses zwischen Sendefeldstarke und Emp-
fangsfeldstarke
• Empfangsfeldstarke sinkt proportional zu
– d2 (Abstand)
– λ2 (Wellenlange)
– indirekt proportional zu f 2 (Frequenz)
11 EMES: Eigenschaften mobiler und eingebetteter Systeme c© ROK
00101
1110100100111010010101011000
101111
0100100111010010101011000101
11101001001110100101010110
00101111010010011101001010
10110
00101111
010010011101001010101100010111101001001110100
101010110 0010111101001001110100
10101011000101111010010011101001010101Reichweite und Fading II
Abhangigkeit von der Geschwindigkeit eines sich bewegenden Sen-
ders/Empfangers:
• Nur bei sehr geringer Geschwindigkeit entsprechend theoretischer
Berechnung fur stillstehende Sender/Empfanger
Pr/Pt
d=vt
PrPt
d=vt
v V�eryÿslowV
�eryÿslow
SlowSlowFastFast
12 EMES: Eigenschaften mobiler und eingebetteter Systeme c© ROK
00101
1110100100111010010101011000
101111
0100100111010010101011000101
11101001001110100101010110
00101111010010011101001010
10110
00101111
010010011101001010101100010111101001001110100
101010110 0010111101001001110100
10101011000101111010010011101001010101Ausbreitungsverhalten
• Signal kann verschiedene Wege zum gleichen Ziel nehmen
• Raumlicher Abstand muß nicht der Ausbreitung entsprechen
13 EMES: Eigenschaften mobiler und eingebetteter Systeme c© ROK
00101
1110100100111010010101011000
101111
0100100111010010101011000101
11101001001110100101010110
00101111010010011101001010
10110
00101111
010010011101001010101100010111101001001110100
101010110 0010111101001001110100
10101011000101111010010011101001010101 Bandbreite
• Ein bestimmtes spektrales Band steht zur Ubertragung von Informa-
tionen zur Verfugung
• Nutzung dieses Bandes wird durch Modulationsverfahren bestimmt
• Modulationsverfahren basieren auf der Entropie (“Grad der Unvor-
hersagbarkeit”) und sind durch die Physik beschrankt (verschiedene
Zustande mussen unterscheidbar bleiben)
• Erzielbare Bitrate nach Shannon berechenbar
• Verfahren:
– Frequenzmodulation
– Amplitudenmodulation
– Phasenmodulation
– Mischformen (z.B. Kombination von Phasen- und Amplitudenmo-
dulation)
14 EMES: Eigenschaften mobiler und eingebetteter Systeme c© ROK
00101
1110100100111010010101011000
101111
0100100111010010101011000101
11101001001110100101010110
00101111010010011101001010
10110
00101111
010010011101001010101100010111101001001110100
101010110 0010111101001001110100
10101011000101111010010011101001010101Erzielbare Bitrate nach Shannon
• Ausgangspunkt: Verrauschter Kanal
• Bitrate (in Bit/s): H · log2 · (1 + S/N)• Dabei:
– H: Bandbreite des Signals
– S/N: Signal-to-Noise-Ratio
• Beispiel: Kanal mit 3 KHz Bandbreite (z.B. Telefonleitung), 20 dB
Rauschabstand:
20dB⇒ S/N = 100
H · log2 · (1 + S/N) = 3000 · log2(101) = 19975Bit/s• Dies ist die theoretische Grenze, die praktisch erzielbaren Werte liegen
darunter
15 EMES: Eigenschaften mobiler und eingebetteter Systeme c© ROK
00101
1110100100111010010101011000
101111
0100100111010010101011000101
11101001001110100101010110
00101111010010011101001010
10110
00101111
010010011101001010101100010111101001001110100
101010110 0010111101001001110100
10101011000101111010010011101001010101Multiplexverfahren: Moglichkeiten
Code�
Frequenz
Zeit�
16 EMES: Eigenschaften mobiler und eingebetteter Systeme c© ROK
00101
1110100100111010010101011000
101111
0100100111010010101011000101
11101001001110100101010110
00101111010010011101001010
10110
00101111
010010011101001010101100010111101001001110100
101010110 0010111101001001110100
10101011000101111010010011101001010101Multiplexverfahren: TDMA
TDMA
Slot1�
Slot 2�
Slot 3�
Frequenz
Zeit�
17 EMES: Eigenschaften mobiler und eingebetteter Systeme c© ROK
00101
1110100100111010010101011000
101111
0100100111010010101011000101
11101001001110100101010110
00101111010010011101001010
10110
00101111
010010011101001010101100010111101001001110100
101010110 0010111101001001110100
10101011000101111010010011101001010101Multiplexverfahren: FDMA
FDMA
Band 1
Band 2
Band 3�
Frequenz
Zeit�
18 EMES: Eigenschaften mobiler und eingebetteter Systeme c© ROK
00101
1110100100111010010101011000
101111
0100100111010010101011000101
11101001001110100101010110
00101111010010011101001010
10110
00101111
010010011101001010101100010111101001001110100
101010110 0010111101001001110100
10101011000101111010010011101001010101Multiplexverfahren: CDMA I
CDMACode 3
�
Frequenz
Zeit�
Code 2�
Code 1�
19 EMES: Eigenschaften mobiler und eingebetteter Systeme c© ROK
00101
1110100100111010010101011000
101111
0100100111010010101011000101
11101001001110100101010110
00101111010010011101001010
10110
00101111
010010011101001010101100010111101001001110100
101010110 0010111101001001110100
10101011000101111010010011101001010101Multiplexverfahren: CDMA II
• asynchron
• breitbandig
• robust gegen schmalbandige Storungen
• flexible Ausnutzung von Ressourcen
• Abhorsicherheit
• Anpassung der Dienstgute (”graceful degradation“)
20 EMES: Eigenschaften mobiler und eingebetteter Systeme c© ROK
00101
1110100100111010010101011000
101111
0100100111010010101011000101
11101001001110100101010110
00101111010010011101001010
10110
00101111
010010011101001010101100010111101001001110100
101010110 0010111101001001110100
10101011000101111010010011101001010101
Beispiele fur drahtlose Kommunikation,Teil 1
• IrDA
• WLAN
• Bluetooth
• ZigBee
Gemeinsamkeiten:
• Raumlich sehr beschrankte Kommunikation
• Keine offentliche Infrastruktur wird benutzt
21 EMES: Eigenschaften mobiler und eingebetteter Systeme c© ROK
00101
1110100100111010010101011000
101111
0100100111010010101011000101
11101001001110100101010110
00101111010010011101001010
10110
00101111
010010011101001010101100010111101001001110100
101010110 0010111101001001110100
10101011000101111010010011101001010101 IrDA
INFRARED DATA ASSOCIATION — http://www.irda.org
• 1993 als nichtprofitable Organisation mit dem Ziel gegrundet, inte-
roperable, kostengunstige IR-Punkt-zu-Punkt-Verbindungen zu ent-
werfen und zu promoten
• Mitglieder: Hard- und Software-Firmen weltweit
• Heute: vorhanden in uber 300 Millionen Geraten
• IrDA-Protokolle bestehen aus obligatorischen und optionalen
Protokoll-Satzen
• IrDA-DATA: schnelle Datenubertragung uber kurze Entfernung
• IrDA-CONTROL: langsame Datenubertragung/Fernsteuerung “in-
room”
Hier: IrDA-DATA
Besteht aus Satzen obligatorischer und optionaler Protokolle
22 EMES: Eigenschaften mobiler und eingebetteter Systeme c© ROK
00101
1110100100111010010101011000
101111
0100100111010010101011000101
11101001001110100101010110
00101111010010011101001010
10110
00101111
010010011101001010101100010111101001001110100
101010110 0010111101001001110100
10101011000101111010010011101001010101Obligatorische IrDA-Protokolle
• PHY (Physical Signaling Layer)
– bidirektional, bis zu 2 Meter Reichweite (low-Power: 20 cm)
– 9600 Bit/s uber 115200 Bit/s (kosteneffektiv) bis 4 MBit/s
– CRC-16 bzw. CRC-32 fur Fehlererkennung
• IrLAP (Link Access Protocol)
– Gerat-zu-Gerat Verbindung fur zuverlassigen und reihenfolgeerhal-
tenden Datentransfer
– Gerate-Erkennung/Entdeckung, Behandlung von “hidden nodes”
• IrLMP (Link Management Protocol, Information Access Service (IAS))
– Multiplexing: Mehrere Kanale auf einer IrLAP-Verbindung
– Protokoll- und Service-Entdeckung uber Information Access Service
(IAS).
23 EMES: Eigenschaften mobiler und eingebetteter Systeme c© ROK
00101
1110100100111010010101011000
101111
0100100111010010101011000101
11101001001110100101010110
00101111010010011101001010
10110
00101111
010010011101001010101100010111101001001110100
101010110 0010111101001001110100
10101011000101111010010011101001010101Optionale IrDA-Protokolle
• Tiny TP - Flußsteuerung auf IrLMP mit optionaler Segmentierung
• IrCOMM - COM-Emulation (seriell, parallel) fur Drucker und Modems
• IrOBEX - Objekt-Austausch-Service ahnlich HTTP
• IrDA Lite - Bietet Methoden an zur Reduzierung der Codegroße des
IrDA-Stacks bei Kombatibilitat mit voller Implementation
• IrTran-P - Bild-Austausch-Protokoll fur Kameras/Scanner
• IrMC - spezifiziert Informationsaustausch fur mobile Telefone und
Kommunikationsgerate, inklusive Telefonbuch, Kalender, Nachrichten,
Call-Control und Sprache
• IrLAN - Protokoll zur Unterstutzung von IR-Zugriff auf LANs
24 EMES: Eigenschaften mobiler und eingebetteter Systeme c© ROK
00101
1110100100111010010101011000
101111
0100100111010010101011000101
11101001001110100101010110
00101111010010011101001010
10110
00101111
010010011101001010101100010111101001001110100
101010110 0010111101001001110100
10101011000101111010010011101001010101IrDA-Protokoll-Stack
Async SerialÿIR9600ÿ115200 Bit/s
Sync SerialÿIR1.152 MBit/s
Sync 4PPM4MBit/s
Ir Link Access Protocol ÿ IrLAP
Ir Link Management Protocol ÿ IrLMP
LMÿIAS Tiny Transport Protocol ÿ Tiny TP
IrTranÿP IrObex IrLan IrCom IrMC
25 EMES: Eigenschaften mobiler und eingebetteter Systeme c© ROK
00101
1110100100111010010101011000
101111
0100100111010010101011000101
11101001001110100101010110
00101111010010011101001010
10110
00101111
010010011101001010101100010111101001001110100
101010110 0010111101001001110100
10101011000101111010010011101001010101Wireless LAN — WLAN
http://grouper.ieee.org/groups/802/11/
• Standardisiert nach IEEE 802.11[abg] (sowie weitere)
• Schnelles drahtloses Netz (1...11 MBit/s fur Endnutzer bei 802.11b,
hohere Datenraten bei neueren Standards)
• Reichweite bis zu 300 Meter, mit Aufbau von Zellen großere Areale
(Roaming ist moglich)
• Physikalische Grundlage: Funk (oder Infrarot)
• Fur
– Unabhangige LANs ohne teure Verkabelung
– Erweiterung bestehender Infrastruktur
– Ad-hoc Netzwerke
• Hier: Nur Einfuhrung, Details im Halbkurs”Grundlagen der Rechner-
kommunikation“
26 EMES: Eigenschaften mobiler und eingebetteter Systeme c© ROK
00101
1110100100111010010101011000
101111
0100100111010010101011000101
11101001001110100101010110
00101111010010011101001010
10110
00101111
010010011101001010101100010111101001001110100
101010110 0010111101001001110100
10101011000101111010010011101001010101Erganzung bestehender Infrastruktur
Bilder nach Dr. Z. Huang, University of Otago
27 EMES: Eigenschaften mobiler und eingebetteter Systeme c© ROK
00101
1110100100111010010101011000
101111
0100100111010010101011000101
11101001001110100101010110
00101111010010011101001010
10110
00101111
010010011101001010101100010111101001001110100
101010110 0010111101001001110100
10101011000101111010010011101001010101Unabhangige WLANs
28 EMES: Eigenschaften mobiler und eingebetteter Systeme c© ROK
00101
1110100100111010010101011000
101111
0100100111010010101011000101
11101001001110100101010110
00101111010010011101001010
10110
00101111
010010011101001010101100010111101001001110100
101010110 0010111101001001110100
10101011000101111010010011101001010101Ad-hoc Netzwerke
29 EMES: Eigenschaften mobiler und eingebetteter Systeme c© ROK
00101
1110100100111010010101011000
101111
0100100111010010101011000101
11101001001110100101010110
00101111010010011101001010
10110
00101111
010010011101001010101100010111101001001110100
101010110 0010111101001001110100
10101011000101111010010011101001010101WLAN - MAC-Schicht (802.11b)
• Medium: Funk im Frequenzband 2400-2500 MHz, 13 Kanale
• Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance (CSMA/CA)
– Empfangen, um herauszufinden, ob der Kanal frei ist
– Wenn der Kanal frei ist, Paket senden, sonst nach einer zufallig
bestimmten Zeit noch einmal versuchen
– Idee der Kollisionsvermeidung: Empfanger zuerst zum Senden eines
kurzen Frames stimulieren, so daß benachbarte Stationen diesen
empfangen konnen und ihrerseits die folgende Sendung des Daten-
frames nicht storen
– Kollisionen konnen trotzdem auftreten — Warten mit zufalliger
Verzogerung
• Direct Sequence Spread Spectrum-Technologie:
Jedes Bit wird durch ein Muster (hoherer Frequenz als die benutzte
Bitrate) dargestellt - Erhohung der Fehlersicherheit
30 EMES: Eigenschaften mobiler und eingebetteter Systeme c© ROK
00101
1110100100111010010101011000
101111
0100100111010010101011000101
11101001001110100101010110
00101111010010011101001010
10110
00101111
010010011101001010101100010111101001001110100
101010110 0010111101001001110100
10101011000101111010010011101001010101 Mobile IP I
Problem: Wie routet man ein Paket zu einem mobilen Host?
• Es gibt zwei Arten von Nutzern:
– “Migrierende Benutzer”
Stationare Benutzer, die von Zeit zu Zeit zwischen festen Standorten
wechseln und das Netzwerk an diesen Standorten benutzen wollen
– “Roaming Nutzer”
Arbeiten irgendwo auf der Welt und wollen das Netz unterwegs
nutzen
• Mobile IP ist fur migrierende Nutzer gedacht
• Idee: Ein mobiles Gerat hat zwei IP-Adressen:
– Primare Adresse: permanent und fest
– Sekundare Adresse: temporar und lokationsabhangig
31 EMES: Eigenschaften mobiler und eingebetteter Systeme c© ROK
00101
1110100100111010010101011000
101111
0100100111010010101011000101
11101001001110100101010110
00101111010010011101001010
10110
00101111
010010011101001010101100010111101001001110100
101010110 0010111101001001110100
10101011000101111010010011101001010101 Mobile IP II
Wie findet man den mobilen Host?
• Die Welt ist in kleine Gebiete eingeteilt (potentielle Arbeitsplatze)
• Jedes Gebiet hat einen Home Agent, der die Nutzer verwaltet, die im
entsprechenden Gebiet ihr “zu Hause” haben
• Jedes Gebiet hat einen oder mehrere Foreign Agents fur die Verwal-
tung von besuchenden mobilen Nutzern
• Wenn ein Nutzer in ein neues Gebiet kommt, muß sich sein Gerat
beim entsprechenden Foreign Agent anmelden, damit dieser den Home
Agenten uber den Aufenthaltsort informieren kann
32 EMES: Eigenschaften mobiler und eingebetteter Systeme c© ROK
00101
1110100100111010010101011000
101111
0100100111010010101011000101
11101001001110100101010110
00101111010010011101001010
10110
00101111
010010011101001010101100010111101001001110100
101010110 0010111101001001110100
10101011000101111010010011101001010101 Mobile IP III
33 EMES: Eigenschaften mobiler und eingebetteter Systeme c© ROK
00101
1110100100111010010101011000
101111
0100100111010010101011000101
11101001001110100101010110
00101111010010011101001010
10110
00101111
010010011101001010101100010111101001001110100
101010110 0010111101001001110100
10101011000101111010010011101001010101 Mobile IP IV
Wie sendet man ein Paket an den mobilen Host?
• Jedes Paket wird an den Home Agent gesendet
• Home Agent forwardet das Paket zum Foreign Agent, in dessen Gebiet
sich der mobile Nutzer aufhalt
• Home Agent teilt dem Sender mit, nachfolgende Pakete direkt an den
Foreign Agent zu senden
• Nachfolgende Pakete nehmen den “direkten” Weg
34 EMES: Eigenschaften mobiler und eingebetteter Systeme c© ROK
00101
1110100100111010010101011000
101111
0100100111010010101011000101
11101001001110100101010110
00101111010010011101001010
10110
00101111
010010011101001010101100010111101001001110100
101010110 0010111101001001110100
10101011000101111010010011101001010101 Mobile IP V
35 EMES: Eigenschaften mobiler und eingebetteter Systeme c© ROK
00101
1110100100111010010101011000
101111
0100100111010010101011000101
11101001001110100101010110
00101111010010011101001010
10110
00101111
010010011101001010101100010111101001001110100
101010110 0010111101001001110100
10101011000101111010010011101001010101 Mobile IP VI
Probleme
• Sicherheit
– Authentifizierung - wer ist wer?
• IP-Adress-Zuweisung
– Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP)
– weist temporare Adressen aus einem Adresspool zu
36 EMES: Eigenschaften mobiler und eingebetteter Systeme c© ROK
