Présentation Générale

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1 Présentation Générale
Interface Réseaux de Données avec GPRS et UMTS ccnp_cch ccnp_cch

2 Sommaire • Introduction • Présentation • Avantages ccnp_cch

3 Introduction Présentation ccnp_cch
Ce document fournit une brève introduction aux technologies GPRS (General Packet Radio Service) 2,5 G et à l'UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) 3G et à leur implémentation dans Cisco IOS GGSN Release 4.0. Présentation GPRS et UMTS sont des évolutions des réseaux GSM (Global System for Mobile commu- nications). GSM est une technologie cellulaire numérique qui est mondialement utilisée, principalement en Europe et en Asie. GSM est le standard mondial leader dans les com- munications numériques sans fil. GPRS est une technologie de communication mobile 2,5G qui permet aux fournisseurs de services de mobilité sans fil d'offrir à leurs abonnés mobiles des services de données basés paquets sur des réseaux GSM. Les applications les plus communes du GPRS sont : Accès Internet, Accès Intranet d'entreprise, messagerie instantanée et messagerie multimédia. Le GPRS a été standardisé par l'ETSI (European Telecommunications Stan- dard Institute) mais aujourd'hui il est standardisé par le 3GPP (Third Generation Part- nership Program). Le cœur de GPRS/UMTS est primitivement composé de ces deux éléments de réseau majeurs. ● GGSN - Gateway GPRS Support Node - Une passerelle qui fournit aux utilisateurs de téléphone cellulaire l'accès à un réseau public de données (PDN) ou à des réseaux IP spécifiques. La fonction GGSN est implémentée via l'IOS Cisco sur les routeurs Cisco de la série 7200 ou sur Cisco Multi-processor Wan Application Module (MWAM) ins- tallé sur un commutateur Catalyst série 6500 ou un routeur Internet Cisco de la série La fonctionnalité Cisco IOS GGSN 4.0 fournit les fonctions pour GPRS 2,5G et UMTS 3G ● SGSN - Service GPRS Support Node - Connecte le RAN (Radio Access Network) au coeur GPRS/UMTS et construits des tunnels sessions utilisateurs vers le GGSN. Le SGSN émet et reçoit des données vers et venant des stations mobiles et maintient les informations de localisation d'une station mobile (MS). Le SGSN communique directe- ment avec le MS et le GGSN. Le SGSN est disponible auprès des partenaires Cisco ou auprès d'autres équipementiers. La figure suivante fournit une vue des composants du réseau GPRS/UMTS de base avec des GGSNs implémentés sur des routeurs Cisco série 7200. ccnp_cch

4 ccnp_cch S S S P MS S S M P L S - I P M P L S - I P M P L S - I P S-S
SL SSG S S-SS S P MPLS-IP MS PLMN ccnp_cch

5 La figure suivante fournit une vue des composants du réseau GPRS/UMTS de base avec des GGSNs implémentés sur Cisco MWAM dans des plateformes Catalyst 6500/ Cisco Cisco DNS/DHCP Cisco AAA CiscoWorks pour Réseaux sans fils BTS SG RAN RNC Commutateur de contenu MS BTS R A N RG-SGSN I P I P Pare-feu GGSN SSG Node B Sélection de service SG-SGSN SG RAN BG RNC Concentrateur VPN MPLS-IP MS PLMN Serveur de facturation Node B Comme cela est montré dans figures précédentes, le RAN (Radio Access Network) est constitué des différents composants pour le 2,5G et 3G. ccnp_cch

6 Dans un environnement 2,5G, le RAN est constitué de stations mobiles qui se connec-
tent à un BTS (Base Transceiver Station) qui elle est connectée à une BSC (Base Station Controller). Dans un environnement 3G, le RAN est constitué de stations mobiles qui se connectent à un Node B qui se connecte à un RNC (Radio Network Controller). Le RAN ensuite se connecte au cœur GPRS/UMTS au travers du SGSN qui crée des tun- nels de sessions utilisateurs à GGSN qui agit comme passerelle vers les services réseau (par exemple Internet et Intranet). La connexion entre le SGSN et le GGSN est validée au travers d'un protocole de tunneling appelé "GPRS Tunneling Protocol'" (GTP); GTP Ver- sion 0 (GTP v.0) pour des applications 2,5G et GTP version 1 (GTP v.1) pour des appli- cations 3G. GTP est transporté sur IP. Plusieurs SGSN et GGSN dans un réseau sont référencés collectivement comme des GPRS Support Nodes (GSNs). Note: Selon la configuration propre à l'opérateur le RAN, le cœur GPRS/UMTS et les services réseau peuvent être réalisés avec des réseaux IP ou MPLS. Pour affecter une adresse IP à des sessions mobile, le GGSN utilise un serveur DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol), un serveur RADIUS (Remote Authentication Dial In User Service) ou des pools locaux d'adresses définis et spécifiés sur chaque point d'accès configuré sur le GGSN. Le GGSN peut utiliser un serveur RADIUS pour autoriser et authentifier les utilisateurs distants. Les services RADIUS et DHCP peuvent être spé- cifiés au niveau de configuration global ou pour chaque point d'accès configuré sur le GGSN. Dans l'IOS Cisco Release 12.1(5)T et suivants, le GGSN sur le routeur Cisco série (avec une carte ISA - Integrated Services Adaptor) supporte IPSec (IP Security Protocol) pour fournir de la confidentialité de données, de l'intégrité de données et de l'authenti- fication entre les extrémités participantes. Sur le MWAM Cisco installé sur un commutateur Catalyst série 6500/ Cisco série 7600, le cryptage IPSec est réalisé sur IPSec Virtual Private Network Acceleration Services Module. Modèle de référence interface GPRS Les standards 2,5G GPRS et UMTS 3G utilisent le terme interface pour localiser ou identifier le chemin de communication entre différents éléments du réseau. Les stan- dards GPRS/UMTS définissent les exigences et le caractéristiques de communication entre différents éléments de réseau GPRS/UMTS sur ces interfaces. Ces interfaces sont communément référencées quand on décrit les aspects d'un réseau GSM/UMTS. La figure suivante montre les interfaces qui sont implémentées dans l'IOS Cisco GGSN release ● Interface Gn - Interface entre les GSNs dans le même PLMN dans un réseau GPRS/ UMTS. GTP est un protocole de défini sur une interface Gn entre GSNs dans un ré- seau GPRS/UMTS. ● Interface Gi - Point de référence entre un réseau GPRS/UMTS et un réseau de paquet externe. ccnp_cch

7 ● Interface Ga - Interface entre un GGSN et une passerelle de taxation (Charging Gate-
way) dans un réseau GPRS/UMTS. GGSN SGSN PDN CG Interface Ga Interface Gi Interface Gn PDN - Packet Data Network CG - Charging Gateway Interface Virtual Template Pour faciliter la configuration des connexions entre le GGSN et le SGSN, le GGSN et les PDNs, l'IOS Cisco GGSN utilise une interface interne appelée interface virtual template. Une interface virtual template est une interface logique qui n'est pas directement liée à une interface spécifique mais qui peut être associée dynamiquement à une interface. Comme avec une interface physique sur un routeur, vous pouvez affecter une adresse IP à une interface virtual template. Vous pouvez également configurer les caractéristiques de routage IP sur l'interface virtual template. Vous devez configurer certains éléments spécifiques GPRS/UMTS sur l'interface virtual template, telle que l'encapsulation GTP (qui est nécessaire pour communiquer avec le SGSN) et la liste d'accès que le GGSN uti- lise pour déterminer quels PDNs sont accessibles sur le réseau. Points d'accès Les standards GPRS/UMTS définissent une entité réseau appelée nom de point d'accès ou Access Point Name (APN). Un APN identifie le service ou le réseau auquel un utilisa- teur peut se connecter à partir d'un GGSN dans un réseau GPRS/UMTS. Pour configurer les APNs, l'IOS Cisco GGSN utilise les éléments de configuration sui- vants: ● Point d'accès - Définit un APN et ses caractéristiques associées, incluant sécurité et méthode d'adressage dynamique. ● Liste de Point d'Accès - Interface logique qui est associée avec l'interface virtual tem- plate du GGSN. La liste de point d'accès contient un ou plusieurs points d'accès. ● Groupe d'accès - Un niveau supplémentaire de sécurité qui est configuré à un point d'accès pour contrôler les accès de et vers un PDN. Quand une MS à un accès auto- risé vers le GGSN comme cela est défini par une liste d'accès traditionnelle, le groupe d'accès IP définit en plus si l'accès est permis vers le PDN (au point d'accès). La con- figuration groupe d'accès IP peut aussi définir si un accès à partir d'un PDN vers une MS est permis. ccnp_cch

8 Avantages La technologie GPRS 2,5G fournit les avantages suivants: ● Permet l'utilisation d'une interface radio basée paquet sur des réseaux GSM circuit- commuté existants, ce qui permet une meilleure efficacité du spectre radio cal la bande passante radio est utilisée uniquement quand les paquets sont transmis ou reçus. ● Supporte une évolution minimale de l'infrastructure des réseaux GSM existante pour les opérateurs qui décident d'ajouter des services GPRS au dessus de GSM qui lui est très largement déployé. ● Supporte des débits de données améliorés comparés au service traditionnel circuit- commuté GSM. ● Supporte des messages plus longs que le SMS (Short Message Services). ● Supporte une large gamme d'accès aux réseaux de données et aux services, incluant le VPN (Virtual Private Network)/ accès au site Internet de l'opérateur et WAP (Wire- less Application Protocol). En plus de cela, la technologie UMTS 3G étend ces avantages en y ajoutant : ● Débits améliorés - 144 Kb/s - Satellite et accès rural Kb/s - Accès urbain kb/s - Accès interne et accès externe faible distance. ● Supporte les fournisseurs d'accès Radio orientés connexion avec une QoS spécifiée pour de la QoS de bout en bout. Avec la release 12.3(8)T de l'IOS Cisco et suivantes, l'IOS Cisco GGSN 4.0 est totalement conforme à GGSN 2,5G et 3G qui fournit les fonctionnalités suivantes : ● Release 99 (R99), Release 98 (R98) et Release 97 (R97) support et conformité. ● Messagerie GTPv0 et GTPv1 ● Types IP PDP et PPP PDP ● Commutation CEF pour GTPv0 et GTPv1 et pour les types IP and PPP PDP ● Support de contextes PDP secondaires pour GTPv1 (jusqu'à 11) ● PDPs Network-initiated (plateforme Cisco 7200 uniquement) ● APN Virtuel ccnp_cch

9 ccnp_cch ● Support de VRF par APN ● L2TP sur VRF ● TFTP/FTP sur VRF
● Support VPN – TunnelingGRE – ExtensionL2TP pour le type PPP PDP – Regeneration PPP pour le type IP PDP – VLANs802.1Q (Catalyst 6500/Plateforme Cisco 7600) ● Fonctionnalités de Sécurité – Protection contre la duplication d'adresse IP – Vérification de l'intervalle PLMN range – Blocage de Mobiles étrangers – Anti-spoofing – Redirection mobile à mobile ● Quality of Service (QoS) – Support des classes UMTS et interfonctionnement avec Diffserv – Délai QoS – QoS canonique – Conversion GPRS QoS (R97/R98) vers UMTS QoS (R99) et inversement ● Allocation d'adresse dynamique – Serveur DHCP externe – Serveur RADIUS externe – Pools Locaux ● Statistiques par APN ● Accès anonyme ● Authentification et accounting RADIUS ● Accounting – Accounting d'attente – accounting par PDP – Authentification et accounting utilisant des groupes de serveurs RADIUS liés à des APNs – Attributs 3GPP vendor-specific (VSAs) pour le type IP PDP – Accounting en mode Transparent – Attribut Classe – Mises à jour intermédiaires – Session idle timer – Packet of Disconnect (PoD) ● Dynamic Echo Timer ccnp_cch

10 ● Interfonctionnement GGSN entre 2
● Interfonctionnement GGSN entre 2.5G et SGSNs 3G avec mise à jour de RA issue de: – 2.5G vers 2.5G SGSN – 2.5G vers 3G SGSN – 3G vers 3G SGSN – 3G vers 2.5G SGSN ● R97/R98 et R99 support de Ga ccnp_cch