Analyse du handover dans un reseau heterogene umts et wlan implementant le protocole mipv6

On remarque actuellement de très fortes augmentations de l’utilisation des technologies de communication sans fils qui permet l’utilisation de l’Internet. A cause de cette abondance d’utilisation et avec l’apparition de nouveaux types de services (comme le service multimédia, l’interactive,…), le réseau peut atteindre à un phénomène de congestion. En plus, le déplacement peut provoquer une coupure de trafic de données. Ceux qui entrainent la détérioration de la qualité de service. Ces deux problèmes amènent les opérateurs de réseau à implémenter différentes technologies d’accès qui sont déjà déployé afin que l’utilisateur mobile peut migrer et rester toujours bien servi et ceci n’importe quand et de n’importe quel endroit imposant afin de respecter le concept du réseau de nouvelle génération ou NGN (Next Generation Network) appelée Always Best Connected (ABC) et de réduire le coût.

Pour cela, le réseau WLAN (Wireless Local Area Network), est un des candidats pour permettre à l’utilisateur de se basculer afin d’éviter la coupure de trafic de données. Ce réseau va se coupler avec le réseau 3G (3ème Generation). Ainsi, pour assurer la transparence pendant le basculement dans un autre réseau, l’accès se fait autour d’un réseau IP (Internet Protocole) qui se base sur le protocole IPv6.

IPv6 ET LES RESEAUX D’ACCES IMPLIQUES 

Les réseaux de la nouvelle génération NGN (Next Generation Networks) sont basés sur l’intégration des différentes technologies d’accès. Cela entraine la possibilité de mobilité transparente d’un terminal se déplaçant d’une technologie d’accès à une autre, avec une gestion spéciale de mobilité. Dans ce contexte, nous allons choisir le nouveau protocole IPv6 conçu spécialement pour la mobilité et nous présentons les différentes architectures d’intégration existantes intégrant les réseaux UMTS et WIFI considérés comme des technologies complémentaires à s’intégrer naturellement, et les raisons principales à forcement intégrer ces deux technologies.

Généralité sur IPv6 

Le protocole IPv6 représente la nouvelle génération du protocole IP. C’est un protocole conçu pour résoudre le problème d’IPv4 qui souffre d’un grave problème de l’épuisement de l’espace d’adressage qui en donne un nombre théorique maximal de 4.3 milliards et qui a des limites sur la mobilité. Cet épuisement est dû à la généralisation des applications Internet qui oblige les entreprises à migrer vers le protocole IPv6. Ce dernier est capable de supporter bien plus d’adresses Internet, mais il apporte aussi un lot étonnant de nouveautés en termes de configuration et de sécurité.

Adressage

Il y a extension de la plage d’adressage de la version 6, il utilise des adresses de taille de 128 bits en 8 mots de 16 bits qui est converti en un nombre hexadécimal à 4 chiffres et séparé par deux – points. Des calculs indiquent que l’on pourrait potentiellement attribuer 60 000 milliards de milliards d’adresses par habitant.

Le but d’IPv6 n’est pas d’attribuer une fois pour toute une adresse IPv6 à un équipement (ou à un être humain). Une adresse IPv6 n’a de sens et d’utilité que lors que l’équipement est connecté sur le réseau. De plus si l’emplacement sur le réseau de cet équipement change, l’adresse devra également être modifiée pour refléter ce déplacement .

Par exemple : l’adresse FE80 : 0000 : 0000 : 0000 : 02AA : 00FF : FE28 :9C5A .

IPv6 permet ainsi d’éviter l’utilisation du NAT et donc peut promouvoir l’utilisation et le développement des applications en temps réels, telles que la Vidéo conférence, la voix sur IP (Voice Over Internet Protocol) ou les jeux multi-joueurs, qui fonctionnent mieux de bout-en-bout.

Il y a trois types d’adresses IPv6: unicast, multicast et anycast qui sont caractérisées par leur préfixe .

Les cartes réseaux peuvent avoir plusieurs adresses pour l’IPv6 provenant de différentes ou de la même classe : les adresses de liaison locale, les adresses de site et les adresses globales .
❥ L’adresse globale [4], précise la structure d’adresse IPv6 en précisant les tailles de chacun des blocs. Les adresses globales sont uniques pour chaque machine connectée, et peuvent donc être utilisées sur internet. Elles utilisent le préfixe 2000::/3.
❥ Les adresses lien-local sont utilisés par les protocoles d’auto-configuration d’adresses, de découverte de voisin (ou Neighbor Discovery) et de découverte de routeur (ou Router Discovery) [5]. Ces adresses ne pourront pas être routées sur l’Internet. Elles sont systématiquement générées lors de l’utilisation de l’auto-configuration stateless. Elles utilisent le préfixe FE80::/10.
❥ Les adresses uniques locales sont les remplaçantes des classes d’adresses privées d’IPv4. Elles sont définies pour un ensemble de réseaux et ne doivent pas être routées sur internet. Elles utilisent le préfixe FC00::/7.

Format de l’en-tête IPV6 

L’entête a été simplifié en IPv6 (40 octets). En effet, elle ne contient plus le champ checksum et n’a plus besoin d’être recalculé systématiquement par les routeurs, mais les entêtes ont été réduites. Elle contient les adresses source et destination, la longueur des données et le type des données (ICMP, TCP, UDP, ….) .

✔ Version : indique la version du paquet IP. Ici, on rencontre à une version 6 qui est sur 4 bits.
✔ Classe de trafic (ou Traffic Class) : qui contiennent 2 labels. D’une part, le label DSCP (Differentiated Services Code Point) qui indique un niveau de classe de service. D’autre part, le champ de 2 bits est réservé pour ECN (Explicit Congestion Notification) qui joue le rôle d’informer à l’avance le protocole de transport de la cogestion sur le chemin prenant par les paquets.
✔ Etiquette de flot (ou Flow Label) : C’est un nouveau champ qui permet de transporter une référence (ou label). Grace à ce nouveau champ, le routeur peut traiter de façon spécifique les paquets IPv6 en fonction de la QoS (Quality of Service) exigée par les informations transportées.
✔ Longueur du contenu (ou Payload Length) : est sur 16 bits. Contrairement à IPv4, ce champ ne contient que la taille des données utiles, sans prendre en compte la longueur d’en-tête IPv6.
✔ En-tête d’extension (ou Next Header) : est sur 8 bits. Comme à l’IPv4, il identifie l’entête d’extension qui peut s’agir d’un protocole (de niveau supérieur ICMP, UDP, TCP…) ou de la désignation d’extensions.
✔ Limite nœuds (ou Hop Limit) : est sur 8 bits. Ce champ a la même fonction que le champ TTL (Time to Live) de l’en-tête IPv4. Le nombre limite de nœuds que le paquet peut transiter est indiqué dans ce champ.
✔ Adresse source (ou Source Address) : sur 128 bits.
✔ Adresse de destination (ou Destination Adresse) : sur 128 bits. Elle n’est pas forcément le destinataire final si un en-tête d’extension est présent.

Table des matières

INTRODUCTION GENERALE
CHAPITRE 1 IPv6 ET LES RESEAUX D’ACCES IMPLIQUES
1.1 Introduction
1.2 Généralité sur IPv6
1.2.1 Adressage
1.2.2 Format de l’en-tête IPV6
1.2.3 Auto-configuration
1.2.4 Mobilité et renumérotation
1.3 Réseau cellulaire UMTS
1.3.1 UMTS dans le contexte mondial
1.3.2 Principes de l’UMTS
1.3.3 Multiplexages
1.3.4 Mode d’échange d’information
1.3.5 Hiérarchie des cellules de l’UMTS
1.3.6 Architecture globale de l’UMTS release 99
1.3.7 Services offerts par l’UMTS
1.4 Réseau WLAN
1.4.1 Technologies autours du standard 802.11
1.4.2 Architecture de disposition et fonctionnement
1.4.3 Architecture en couche
1.4.4 Qualité de service offert par le 802.11e
1.5 Conclusion
CHAPITRE 2 LE GESTION DE LA MOBILITE AVEC LE PROTOCOLE MIPv6
2.1 Introduction
2.2 Concept général du handover
2.2.1 Niveau du handover
2.2.2 Différentes phases d’un processus du handover
2.3 Mobilité intra-technologie
2.3.1 Mobilité dans le réseau UMTS
2.3.2 Mobilité dans le réseau WLAN
2.4 Mobilité inter-technologie en utilisant le protocole mobile IPv6
2.4.1 Protocoles de mobilité IPv6
2.4.2 Media Independant Handover (MIH)
2.5 Conclusion
CHAPITRE 3 SPECIFICITES DE L’INTERCONNEXION DANS LES RESEAUX HETEROGENES
3.1 Introduction
3.2 Exigences de l’interconnexion
3.2.1 Exigence au niveau du terminal
3.2.2 Exigence du réseau
3.3 Approche d’interconnexion en fonction de type de « couplage réseau »
3.3.1 Couplage « léger »
3.3.2 Couplage « fin »
3.4 Classification du handover dans le réseau hétérogène
3.5 Stratégie de prise de décision dans un handover vertical
3.5.1 Décision basé sur le coût
3.5.2 Décision basé sur la préférence de l’utilisateur
3.5.3 Décision basé sur l’intelligence artificielle
3.5.4 Stratégie basé sur la notion de contexte
3.6 Conclusion
CHAPITRE 4 ANALYSE DE LA PERFORMANCE DU COUPLAGE RESEAU AVEC LE PROTOCOLE MIPv6
4.1 Introduction
4.2 Objectif de la simulation
4.3 Outil de simulation
4.4 Description de la simulation
4.4.1 Introduction au modèle de simulation
4.4.2 Intervention de l’IPv6 dans l’architecture 3G
4.4.3 Configuration de mobile avec multi-interface
4.4.4 Algorithme de décision d’handover pour un réseau hétérogène
4.5 Analyse et interprétation des résultats
4.5.1 Temps de réponse pour le trafic download FTP
4.5.2 Temps de réponse pour le trafic pour la page http
4.5.3 Débit du réseau WLAN
4.5.4 Délai d’acheminement de trafic de donnée dans le réseau WLAN
4.6 Conclusion
CONCLUSION GENERALE
ANNEXE

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