Clase 15: Gestión de la Movilidad

/* Sesión impartida por Vicente Casares */

Hablaremos de como se gestiona la movilidad de los dispositivos móviles explicando los casos concretos de redes celulares y redes IP.

Gestión en Redes Celulares. El móvil puede estar en dos estados que hay que considerar: sólo abierto (inactivo) y abierto en conversación (activo). En el primer caso hay que llevar a cabo el location management, es decir, saber donde esta el móvil por si hay que entregarle una llamada, en el segundo refiere a mantener una llamada en curso mientras hay movimiento de la persona en cuestión (handover management). Para hacer este control es necesario un cierto tráfico de señalización que utilizará tanto la red fija (ancho de banda grande) como la interfaz de radio (ancho de banda pequeño). El tema es que tú te vas moviendo entre estaciones base (radio) que están conectadas a la red cableada y vas provocando actualizaciones en una cierta base de datos sobre tu paradero. Cuando se llama a un número, para saber donde está este (hacia donde hay que dirigir la llamada) se consulta a la base de datos (interrogation) en la red fija y se obtiene una localización cuya granularidad depende del operador (provincia, comarca, celda concreta…). El lugar concreto dentro del obtenido de la base de datos es el paging. Esa base de datos se mantiene actualizada gracias a los Location Updates mencionados en el párrafo anterior (mensajes que lanzan los móviles cada cierto tiempo para comunicar donde están y que implican un update en la base de datos).

En GSM. En la parte de la red fija se trabaja a dos niveles, la más “alta” es el Home Location Register o HLR y el Visitor Location Register o VLR. Por la parte móvil hablamos aquí de Location Areas o LAs que conforman varias celdas. El VLR gestiona varias LAs (es él quien encamina sus comunicaciones). A medida que el abonado se va moviendo va cambiando de VLR si se sale del conjunto de estaciones bases que gestiona uno concreto. El HLR tiene punteros que indican en que location area está el número concreto, es decir, una entrada en el HLR sólo cambia cuando el usuario cambia de VLR. Así, el HLR contiene datos mucho más estáticos que el VLR, que “sufre” cambios continuamente.

En GPRS. La estructura, como en GSM, es también jerárquica y también tiene dos niveles: el SGSN (Service GPRS Suppor Node) y el GR (GPRS Register). Las zonas de cobertura reciben aquí el nombre de Routing Areas o RAs. El parecido es debido a que GPRS usa la misma infraestructura que GSM. Vemos a continuación como. El GR se anexa al HLR. Referente a las unidades de cobertura de las estaciones base: una LA consta de una o más RA.

En UMTS. Su core network es la de GPRS. Así que por funcionamiento igual que lo explicado arriba. Cambia en la parte no cableada, ya no se trabaja igual con la radio, hay el RNC (Radio Network Controller) junto con la estación base (que en conjunto forman la interfaz UTRAN). Existen dos tipos de areas: las UTRAN Registration Areas (URA) y las Routing Areas (RA). Una RA conforma varias URA y cada una de estas cubre un grupo de celdas. Dependiendo de si la movilidad es entre RAs o entre URAs se provocan cambios sólo en los RNC o también en el nivel superior de la jerarquía, en la SGSN (una SGSN gestiona varias RNCs y cada RNC varias celdas).

Redes IP

Podemos hablar de dos tipos de mobilidad: la primera es la macro-mobilidad y se produce cuando un usuario cambia de dominio (MIP o Mobile IP). La otra es la llamada micro-mobilidad y se refiere a cuando un usuario no cambia de domino pero si de subred (CIP).

MIP. Se tienen dos IP’s, una fija y una temporal. Esta segunda es la que se adquiere cuando nos vamos moviendo. Se le llama care of address. El Home Agent mantiene la información de la ubicación actual mediante una tabla entre mi IP fija (la de cuando estoy en “casa”) y la temporal que tenga en cada momento. El Foreign Agent es el router que gestiona la movilidad dese la red ajena donde estemos, es el que comunica al HA nuestra IP (posición) actual. Si mientras estoy fuera recibo información a la IP fija, esta se me reenvia al lugar donde estoy realmente via tunneling con la IP del FA i la IP temporal que tenemos en esa nueva red.

CIP. Utiliza la Distributed Paging Cache que sirve para controlar la localización del nodo y la Routing Cache para la gestión de los handoff’s entre las distintas subredes.

Ver este post (trabajo 16) y este otro (trabajo 3).