FI107677B - IP-osoitteen allokointi matkaviestinjärjestelmässä - Google Patents

Description

107677 IP-osoitteen allokointi matkaviestinjärjestelmässä

Keksinnön alue

Keksintö liittyy osoiteallokointiin Internet-tyyppisen protokollan mukaiselle liikenteelle matkaviestinjärjestelmässä.

5 Keksinnön tausta

Matkaviestinjärjestelmä viittaa yleensä mihin tahansa tietoliikennejärjestelmään, joka mahdollistaa langattoman kommunikoinnin, kun käyttäjät liikkuvat järjestelmän palvelualueen sisällä. Tyypillinen matkaviestinjärjestelmä on julkinen maanpäällinen matkaviestinverkko (PLMN, Public Land Mobile 10 Network). Usein matkaviestinverkko on accessverkko, joka antaa käyttäjälle langattoman pääsyn ulkopuolisiin verkkoihin, isäntiin tai erityisten palvelutuottajien tarjoamiin palveluihin.

Yksi päätavoitteista matkaviestinverkkojen kehityksessä on tarjota käyttäjälle IP (Internet-protokolla)-palvelu, ts. pääsy Internetiin matkaviestin-15 verkon kautta. IP:n toivotaan tulevan toteutetuksi matkaviestinverkon yläpuolisena, samalla kun säilytetään yhteensopivuus taaksepäin nykyisten järjestelmien kanssa, ja oletetaan minimaalisia muutoksia nykyisissä standardeissa. Ongelma on kuitenkin se, että perus-IP-konsepti ei tue käyttäjän liikkuvuutta. IP-osoitteet annetaan (allokoidaan) verkkorajapinnoille niiden fyysisestä sijain-20 nista riippuvaisesti. Itseasiassa IP-osoitteen ensimmäinen kenttä (NETID) on yhteinen kaikille rajapinnoille, jotka on linkitetty samaan Internet-aliverkkoon. Tämä periaate estää käyttäjää (liikkuvaa isäntää) säilyttämästä osoitettaan, :*·*: kun hän liikkuu eri Internet-aliverkkojen yli, ts. kun hän vaihtaa fyysistä raja- ; pintaa.

25 Liikkuvuuden parantamiseksi Internetissä Internet Engineering Task • · r..' Force (IETF) on esitellyt standardissa RFC2002 Mobile IP -protokollan IP-ver- *..* siota 4 varten. Mobile IP mahdollistaa IP-datagrammien reitittämisen liikkuville • · « isännille riippumatta liityntäpisteestä aliverkossa. Liikkuva solmu MN (jota kutsutaan myös liikkuvaksi isännäksi MH) viittaa isäntään, joka muuttaa liityntä-30 pistettään yhdestä verkosta tai aliverkosta toiseen. Liikkuva solmu voi vaihtaa sijaintia muuttamatta IP-osoitettaan; se voi jatkaa kommunikointia muiden In-: ternet-solmujen kanssa missä tahansa sijaintipaikassa käyttäen (kiinteää) IP- [···] osoitettaan. Mobile IP -konseptissa datagrammi kapseloidaan ja reititetään • · Ί* tunnetulle dekapselointiagentille, joka purkaa datagrammin kapseloinnin (de- • · : 35 kapseloi sen) ja sitten välittää sen oikein lopulliseen kohteeseensa. Kukin liik- • · 2 107677 kuva solmu on kytketty kotiagenttiin uniikin tunnelin yli, joka identifioidaan tun-nelitunnisteella, joka on uniikki tietylle vierasagentti-/kotiagentti-parille. Mobile IP:ssä liikkuva isäntä identifioidaan suhteessa sen koti-IP-verkkoon. Täten Mobile IP ratkaisee perus-IP:n liikkuvuudenhallintaongelman mukautumalla IP-5 osoitteen joustamattomuuteen, mutta liikkuva isäntä identifioidaan suhteessa koti-IP-verkkoonsa.

Nämä tekniikan tason Mobile IP -periaatteet eivät ole kovin sopivia matkaviestinjärjestelmään, joka ei käytä IP:tä verkkoprotokollana. TETRA-verkko, joka tunneloi IP-liikenteen ei-IP-protokollan läpi, on esimerkki tällai-10 sesta järjestelmästä. TETRA-järjestelmä on digitaalinen matkaviestinjärjestelmä, joka on kehitetty ensisijaisesti ammatti- ja viranomaiskäyttäjiä varten, sellaisia kuten poliisi, armeijat, öljykentät jne. Kuvio 1 havainnollistaa yhtä skenaariota TETRA-verkosta, joka on kytketty Internetiin. TETRA-verkko käsittää digitaaliset keskukset DXT ja TETRA-tukiasemat TBS. On olemassa kaksi 15 mahdollista konfiguraatiota, joilla DXT voidaan kytkeä Internetiin. Ensimmäisessä konfiguraatiossa kullakin DXT-yksiköllä voi olla oma suora ’’poistumistie” viereisen reitittimen kautta, sellaisen kuten reititin 1 DXT1:n tapauksessa ja reititin 2 DXT2:n tapauksessa kuviossa 1, IP-pakettien välittämiseksi TETRA-verkosta Internetiin ja päinvastoin. Toisessa konfiguraatiossa ainoastaan yksi 20 tai muutamia DXT-yksiköitä, joita kutsutaan tässä yhdyskäytävä-DXT-keskuk-siksi, on kytketty Internet-reitittimeen (esim. DXT1 reitittimeen 1 kuviossa 1), ja muut DXT:t on kytketty Internetiin näiden yhdyskäytävä-DXT-keskusten kautta.

:m” Matkaviestinjärjestelmissä liikkuvat isännät kykenevät liikkumaan '·* * 25 solusta toiseen ja tällä tavoin mielivaltaisesti liikkumaan DXT-keskusten välillä.

Liikkuva isäntä voi aloittaa IP-datansiirron yhdessä verkossa ja saattaa sen loppuun toisessa. Liikkuvien isäntien liike TETRA-verkkojen välillä johtaa ti-:T: lanteeseen, jossa netid-tunniste liikkuvan isännän IP-osoitteessa ei välttämättä vastaa nykyistä verkkoa.

30 On olemassa kaksi tapaa kuinka IP-osoite voidaan allokoida isän- nalle: 1) IP-osoite voi olla staattisesti konfiguroitu liikkuvassa isännässä, tai 2) • · isäntä voi pyytää IP-osoitetta joko järjestelmän käynnistysvaiheessa tai IP-pal-velun käynnistysvaiheessa. Tämä toinen tapa on suositeltavampi kahdesta ♦ · : syystä.

35 Samaan DXT-keskukseen voi olla sidottuna yli kuusitoista tuhatta : X IP-käyttäjää. Käyttäjät voivat olla hajautuneena laajalle maantieteelliselle alu- • » · M» · • · 3 107677 eelle. Jos otetaan käyttöön staattinen IP-osoitekonfiguraatio, muutokset verk-kokonfiguraatiossa pakottavat kunkin isännän manuaaliseen rekonfigurointiin verkossa. Toisin sanoen IP-verkon hallinta tulee joustamattomaksi.

Internetin eksponentiaalinen kasvu johtaa uniikin IP-osoiteavaruu-5 den loppumiseen. Organisaatioille tulee vaikeammaksi saada lisää uniikkia osoiteavaruutta. Tämä tarkoittaa, että käyttäjien määrä organisaatiossa voi olla suurempi kuin käytettävissä olevien IP-osoitteiden määrä. Tällaisessa tapauksessa dynaaminen IP-osoiteallokointi antaa suurimmalle osalle käyttäjistä IP-palvelun.

10 On olemassa dynaaminen osoitteenallokointimenetelmä, jota kutsu taan nimellä Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP). DHCP on määritelty suosituksissa RFC 1541. DHCP on tarkoitettu käytettäväksi paikallisverkoissa (LAN) TCP/IP-protokollapinon yli, ts. Internet-ympäristössä, eikä se täten ole täysin sovellettavissa matkaviestinverkkoihin, kuten TETRA, joka ei 15 käytä IP:tä verkkoprotokollana. DHCP esimerkiksi kommunikoi osoiteinfor-maatiota loppuisännän ja DHCP-asiakkaan välillä, mikä tuo ylimääräistä kuormitusta ilmarajapintaan TETRA:ssa. Toiseksi DHCP hyödyntää UDP-protokollaa kuljetusprotokollana, mikä tuo mukanaan IP- ja UDP-otsikon muodostaman overheadin kuhunkin DHCP-sanomaan. Lisäksi ilmalinkin vikaantu-20 misten vuoksi osa DHCP-palvelimen vastauksista tullaan todennäköisesti menettämään, mikä aiheuttaa usein osoitteen uudelleenallokointia. Kolmanneksi DHCP-asiakas (client) yleislähettää DHCP DISCOVER -sanoman paikallises-.. sa fyysisessä aliverkossaan. Tämä yleislähetys ei ole luonnollinen TETRA- *... infrastruktuurille. Lisäksi DHCP rajoittaa osoitteen pyynnön paikallisverkkoon.

• · · *·*.* 25 Matkaviestinympäristössä, kuten TETRA, on järkevää sallia osoitteen pyytä- • · φ ’··’·* minen myös etäverkoista.

• «

Keksinnön yhteenveto

Keksinnön tavoitteena on uusi dynaaminen osoitteen allokointime-netelmä ja matkaviestinjärjestelmä, jotka poistavat tai lievittävät yllä kuvattuja 30 ongelmia.

• · .... Keksinnön tämä ja muut tavoitteet saavutetaan menetelmällä ja järjestelmällä, joille on tunnusomaista se, mitä on määritelty oheisissa itsenäi- . · · - sissä patenttivaatimuksissa. Keksinnön ensisijaiset suoritusmuodot on selos- : tettu oheisissa epäitsenäisissä patenttivaatimuksissa.

; .*·. 35 Kullekin matkaviestinverkolle on annettu joukko uniikkeja IP-osoit- * · · teitä (esimerkiksi IPv4- tai IPv6-osoitteita), niin että Internet-reitittimet näkevät • · 4 107677 matkaviestinverkot tavallisina paikallisina IP-verkkoina. IP-osoite on verkko- ja isäntätunnisteiden muodostama pari. Verkkotunniste (netid) määrittää IP-mat-kaviestinverkon ja isäntätunniste määrittää liikkuvan isännän matkaviestinverkossa. Kaikkia osoitteita, jotka ovat käytettävissä annetun verkkotunnisteen 5 alla, kutsutaan osoiteavaruudeksi. IP-osoitteet allokoidaan käyttäjille tästä käytettävissä olevasta osoiteavaruudesta. Osoiteavaruus voi olla jaettu staattisiin ja dynaamisiin osoitealiavaruuksiin. Staattiset IP-osoitteet annetaan yksilöllisesti tietyille käyttäjille. Dynaaminen aliavaruus voi olla jaettu edelleen moniin osoitepooleihin. Osoitepooli on määritelty alareunaosoitteen ja yläreunaosoit-10 teen muodostamalla parilla. Useat organisaatiot voivat jakaa osoitepooleja ja tällaisessa tapauksessa niitä kutsutaan organisaation access-oikeudeksi pyytää IP-osoitteita. Matkaviestinverkossa IP-aliverkko voi olla muodostettu yhden tai useamman keskuksen, kuten DXT:t, ympärille. Viimeksi mainitussa tapauksessa useita keskuksia voi olla loogisesti organisoitu saman netid-etuliitteen 15 alle ja ne jakavat saman isäntäosoiteavaruuden. Mahdollisuus jakaa organisaation osoiteavaruus monien verkkojen kesken ja interaktiivisesti pyytää IP-osoitetta niiltä kasvattaa osoitteenpyyntömenetelmän vikasietoisuutta; käyttäjä ei ole riippuvainen yhdestä osoitteen jakelukeskuksesta. Tämä myös kasvattaa osoitteen osumataajuutta; jos tietty osoiteavaruus on käytetty loppuun, 20 käyttäjä voi yrittää toista verkkoa.

Liikkuva isäntä identifioidaan uniikilla parilla, joka muodostuu käyttä- jätunnisteesta ja datalaitetunnisteella, jotka on sidottu liikkuvalle isännälle ·. matkaviestinverkossa allokoituun IP-osoitteeseen. Käyttäjätunniste mahdollis- • · · taa allokoidun IP-osoitteen sitomisen tiettyyn loppukäyttäjään tai tiettyyn mat- • · · * ^ 25 kaviestimeen matkaviestinverkossa ja varmentaa hänen lupansa käyttää IP- *’·,* palvelua. Keksinnön ensisijaisessa suoritusmuodossa käyttäjätunniste on mat- kaviestintilaajatunniste. Loppudatalaitetunniste mahdollistaa useiden samaan *·· ' matkaviestimeen kytkettyjen datalaitteiden erottamisen toisistaan. Keksinnön • · · •V ·* ensisijaisessa suoritusmuodossa verkkopalvelun accesspistetunnistetta 30 (NSAPI, Network Service Access Point Identifier) käytetään tähän tarkoituk- *:*·: seen. Tässä käytettynä termi ’’loppudatalaite” viittaa mihin tahansa datalaittee- ·***: seen tai IP-sovellukseen, joka on kytketty, integroitu tai liittyy matkaviestimeen.

• · · . *. Käyttäjätunnisteen ja datapäätelaitetunnisteen käyttö aikaansaa liikkuvan isän- ”j.: nän uniikin tunnistamisen ilman mitään suhdetta IP-verkkoon. Lisäksi useim- • · *···* 35 missä kommunikaatiojärjestelmissä, kuten TETRA, tämä mahdollistaa kommu- : nikaatiojärjestelmässä jo käytettävissä olevien tunnisteiden uudelleen käytön.

• · · · • · 5 107677 IP-osoite allokoidaan edullisesti ennalta määrätyksi ajanjaksoksi, jota kutsutaan vuokrausjaksoksi. Allokoidut IP-osoitteet yhdessä niiden assosiaatioiden, kuten käyttäjätunniste ja datalaitetunniste, kanssa tallennetaan datarakenteessa, jota kutsutaan osoitetaulukoksi. Kun vuokrausjakso on kulunut 5 loppuun, IP-osoite deallokoidaan (vapautetaan) tai allokointi uusitaan.

Keksinnön ensimmäisen suoritusmuodon mukaisesti verkkoyksiköi-den tietokantoihin konfiguroidaan informaatiota aliverkoista, osoitepooleista ja käyttäjäoikeuksista. Verkkoyksiköllä voi olla annettu osoiteavaruus tai sillä ei ole tällaista. Jos verkkoyksiköllä ei ole annettua paikallista osoiteavaruutta tai 10 jos se ei kykene allokoimaan IP-osoitetta liikkuvalle isännälle jostain muusta syystä (esimerkiksi paikallinen osoitepooli on kyseisellä hetkellä käytetty loppuun tai liikkuvan isännän tai käyttäjän ei ole lupa pyytää IP-osoitteita tästä paikallisesta osoitepoolista), verkkoyksikkö voi pyytää IP-osoitetta kauempana olevasta verkkoyksiköstä. Viimeksi mainitussa tapauksessa paikallinen verkko-15 yksikkö toimii asiakkaana (client) ja kauempana oleva verkkoyksikkö toimii palvelimena IP-allokoinnin kannalta. Asiakasverkkoyksikkö vuokraa IP-osoitteet etäpalvelimilta paikallisten käyttäjien, ts. liikkuvien isäntien, puolesta. Tämä minimoi ilmarajapinnan yli tapahtuvan signaloinnin.

Keksinnön toisen suoritusmuodon mukaisesti verkkoyksiköiden tie-20 tokantoihin konfiguroidaan informaatiota aliverkoista, osoitepooleista ja käyttäjäoikeuksista, mutta käytetään päästä-päähän allokointiprotokollaa, niin että osoiteinformaatio kommunikoidaan IP-osoitteita allokoivan verkkoyksikön % (osoitepalvelin) ja itse liikkuvan isännän välillä. Jos paikallisverkkoyksikkö ei *...** kykene allokoimaan IP-osoitetta, (esim. sillä ei ole paikallista osoitepoolia tai • · · ·1/ 25 paikallinen osoitepooli on käytetty loppuun), paikallisverkkoyksikkö toimii kuten *··♦1 ”proxy”-palvelin yrittäen, liikkuvan isännän puolesta, pyytää IP-osoitteen etä- osoite palvelimelta. Tämä lähestymistapa vaatii erityisen protokollayksikön, jo-v : ka on loppudatalaitteessa verkkokerroksessa. Lisäksi pahimmassa tapaukses- :T: sa ilmarajapinnan yli lähetetään allokointiprosessin vuoksi enemmän sanomia 30 kuin ensimmäisessä suoritusmuodossa. Toisaalta liikkuvuuden hallinta saattaa olla vähemmän monimutkainen.

• · ··· • · ·;·1 Piirrosten lyhyt selitys :.· f Seuraavassa keksintöä selitetään yksityiskohtaisemmin ensisijais- ten suoritusmuotojen avulla viitaten oheisiin piirroksiin, joissa 35 kuvio 1 havainnollistaa TETRA-verkkoa, joka on kytketty Internetiin, • · · ··· · « 6 107677 kuvio 2 havainnollistaa eroa esillä olevan keksinnön AIP- ja DAAP-lähestymistapojen välillä, kuvio 3 esittää osoitetaulukon, kuviot 4, 5, 6 ja 7 ovat signalointikaavioita, jotka esittävät AlP-osoi-5 teallokoinnin esimerkkiskenaarioita, kuvio 8 on tilakaavio, joka havainnollistaa APC:n toimintaa, kuvio 9 on tilakaavio, joka havainnollistaa APS:n toimintaa, kuvio 10 havainnollistaa verkkoyksiköltä ja protokollayksiköitä, jotka liittyvät DAAP-protokollaan, 10 kuviot 11, 12 ja 13 ovat signalointikaavioita, jotka esittävät DAAP- osoiteallokoinnin esimerkkiskenaarioita, kuvio 14 on tilakaavio, joka havainnollistaa DAAPC:n toimintaa, ja kuvio 15 on tilakaavio, joka havainnollistaa DAAPS:n toimintaa.

Keksinnön ensisijaiset suoritusmuodot 15 Esillä olevaa keksintöä voidaan yleisesti soveltaa matkaviestinjär jestelmiin IP-liikkuvuuden tuottamiseksi. Keksintöä voidaan erityisen edullisesti käyttää IP-liikkuvuuden hallinnan aikaansaamiseen matkaviestinjärjestelmässä, joka käyttää ei-IP-protokollaa IP-liikenteen reitittämiseen. TETRA-verkko on esimerkki tällaisesta järjestelmästä. Seuraavassa keksinnön ensisijaisia 20 suoritusmuotoja tullaan kuvaamaan TETRA-järjestelmän avulla rajoittamatta keksintöä tähän tiettyyn matkaviestinjärjestelmään.

MH voi koostua laptop-tietokoneesta PC, joka on kytketty matka-viestinradioasemaan. Vaihtoehtoisesti MH voi olla pienen tietokoneen ja soluk- • * · ·* * kopuhelimen, ulkoasultaan samanlaisen kuin Nokia Communicator 9000-sarja, *·:.* 25 integroitu yhdistelmä. MH:n vielä muut suoritusmuodot ovat erilaisia hakulait- teitä, kauko-ohjain, valvonta- ja/tai tiedonkeruulaitteita, jne.

* · · •V · Esimerkki mahdollisesta TETRA-arkkitehtuurista on kuvattu yllä ku- vioon 1 viitaten. Pitäisi ymmärtää, että kuvio 1 esittää vain yhden yksinkertaistetun arkkitehtuurin, joka on sopiva esillä olevan keksinnön selitystä varten.

30 Käytännössä TETRA-järjestelmä voi sisältää minkä tahansa määrän TBS:iä, .···. DXT:tä, MH:ta ja reitittimiä, samoinkuin muita elementtejä, jotka ovat relevant- *·* teja esillä olevalle keksinnölle. Tässä käytettynä TETRA IP -verkko on kokoel- : ma DXT-keskuksia, jotka jakavat saman IP-osoitteen verkkoetuliitteen (prefix).

··· :...ϊ Yksi TETRA-verkko voi olla jaettu kahteen tai useampaan TETRA IP -verk- : .·. 35 koon. Nykyisten skenaarioiden mukaisesti kullekin TETRA-verkolle annetaan • · · ***..* joukko uniikkeja IP-osoitteita (esimerkiksi IPv4- tai IPv6-osoitteita), niin että • · 7 107677

Intern et- re i tt i met näkevät TETRA-verkot tavanomaisina paikallisina IP-verkkoi-na. IPv4-osoite muodostuu 32 bitistä ja se esitetään verkko-ja isäntätunnistei-den parina. Verkkotunniste (netid) määrittää TETRA IP -verkon ja isäntätunnis-te määrittää liikkuvan isännän TETRA-verkossa. TETRA-verkossa IP-aliverkko 5 voi muodostua yhden tai useamman DXT-keskuksen ympärille. Viimeksi mainitussa tapauksessa useita DXT-keskuksia organisoidaan loogisesti saman netid-etuIiitteen alle ja ne jakavat saman isäntäosoiteavaruuden. Kuviossa 1 havainnollistetussa esimerkissä TETRA-aliverkko 1 on muodostettu DXT1:n ympärille ja sille on annettu netid Ί92.1.1.0’, ja TETRA-aliverkko 2 on muo-10 dostettu DXT2:n ympärille ja sille on annettu netid Ί92.1.2.0’. IP-verkkojen organisointi DXT-keskusten ympärille vaatii reititysominaisuuksia niiden välisillä linkeillä. Kunkin yhdestä tai useammasta DXT-keskuksesta muodostuvan verkon täytyy kyetä välittämään eteenpäin toisille TETRA IP -verkoille kohdistetut datagrammit. Kuviossa 1 DXT1 ja DXT2 on kytketty toisiinsa linkillä 10.

15 Seuraavassa tullaan selittämään kaksi erilaista lähestymistapaa esillä olevan keksinnön toteuttamiseen: Address Information Protocol (AIP) ja Dynamic Address Allocation Protocol (DAAP). Sekä DAAP että AIP soveltavat samanlaista tekniikkaa dynaamiseen osoitteen hallintaan: osoitteen vuokraus-mekanismi on otettu mukaan molempiin tapauksiin. DAAP:n ja AIP:n välinen 20 ero on protokollien arkkitehtuureissa. AlP-protokolla on suunniteltu olemaan yhteneväinen olemassa olevan TETRA-pakettidatastandardin kanssa, kun taas DAAP-protokolla tarvitsee uuden protokollayksikön liikkuvassa isännässä ·. samoinkuin uusia sanomia, jotka lähetetään ilmarajapinnan yli. Kuvio 2 de- • ·· *... monstroi näiden kahden lähestymistavan välistä eroa. Harmaat suorakulmiot Ύ 25 (mustat laatikot) esittävät elementtejä, joita AIP tai DAAP ei näe. AIP-protokol-• · · lan tapauksessa APC- ja APS-yksiköt paikallisissa ja etä-DXT-keskuksissa yl-läpitävät osoiteinformaatiota. APC vuokraa paikallisten käyttäjien puolesta IP- M· v : osoitteita etä-APS-palvelimilta. Sitävastoin DAAP on päästä-päähän protokol- v*·* la, mikä tarkoittaa, että osoiteinformaatio kommunikoidaan osoitepalvelimen 30 (DAAPS) ja itse isännän (DAAPC) välillä. DAAPP toimii välityskoneena: ····· DAAPP vain ohjaa ohjaussanomat oikeisiin kohteisiin.

.*··. AIP-ja DAAP-protokollat tullaan nyt selittämään yksityiskohtaisem min.

• · :·ί · I AlP-protokolla f*· 35 AlP-protokolla hallitsee IP-palvelua TETRA:ssa ja sisältää IP-liikku- : vuuden hallinnan. AlP-protokolla sijaitsee TETRA-kuljetuskerroksen päällä; tä- ·«* · • · 8 107677 män seurauksena se vaihtaa ohjaussanomia peer-yksiköiden kanssa hyödyntäen alla olevaa kuljetuspalvelua. Tämän protokollan ei tarvitse reitittää data-grammeja lyhimmän reitin kautta. Paikallisprosessit voivat pyytää AlP-proto-kollalta IP-osoiteinformaatiota ainakin kahdessa tapauksessa. Ensimmäisessä 5 tapauksessa, kun käyttäjä pyytää IP-palvelua, prosessi, joka on vastuussa resurssien allokoinnista, pyytää AlP-protokollalta IP-osoitetta. Toisessa tapauksessa, ennen kuin TETRA-reititysprosessi välittää IP-datagrammin eteenpäin, se pyytää AIP:ltä kohde-IP-osoitteeseen liittyvää nykyistä sijaintia. Liikkuvan isännän sijainti voi olla määritelty TETRA-verkkosolmun tunnistenumerolla. 10 Ensisijaisessa suoritusmuodossa sijainti on IP-palvelussa määritelty DXT-kes-kuksen tunnisteella (osoitteella).

ΑΙΡ-yksiköt allokoivat IP-osoitteita käyttäjille käytettävissä olevista osoiteavaruuksista. Allokoidut IP-osoitteet yhdessä niiden assosiaatioiden kanssa tallennetaan datarakenteessa, jota kutsutaan osoitetaulukoksi. Osoite- 15 avaruus voi olla jaettu staattisiin ja dynaamisiin osoitealiavaruuksiin. Staattiset IP-osoitteet on yksilöllisesti nimetty tietyille käyttäjille. ΑΙΡ-yksikköä, jolle on annettu IP-verkkotunniste, kutsutaan osoitepoolipalvelimeksi (APS, Address

Pool Server) ja ΑΙΡ-yksikköä, jolla ei ole IP-verkkotunnistetta, kutsutaan osoi- tepooliasiakkaaksi (APC, Address Pool Client). Sekä APS että APC voivat si- 20 jäitä samassa AlP-prosessiyksikössä. ΑΙΡ-yksikkö toimii APC:na seuraavissa tapauksissa: 1) AlPrlle ei ole annettu osoiteavaruutta (AIP on pelkkä APC), 2) ·. AIP:lle on annettu osoiteavaruus, jossa osoitepoolit on kuitenkin kyseisellä ♦ · · · hetkellä käytetty loppuun, ja 3) käyttäjällä ei ole lupaa pyytää IP-osoitteita pai- *V kallisista osoitepooleista. Jos AIP ei jostain syystä voi allokoida IP-osoitetta • · · ’•y 25 paikallisesta osoiteavaruudesta, se voi pyytää osoitetta etä-APS:ltä.

’ Kun APS tai APC antaa IP-osoitteen käyttäjälle, se luo viennin osoi- • · · ; tetaulukkoon, joka tallentaa IP-osoitteen ja käyttäjän nykyisen sijainnin. IP- • · · ·' osoitteen allokoimiseksi AIP:n täytyy tietää sekä käyttäjätunniste että loppu- datalaitteen tai -sovelluksen tunniste. Edellinen tunniste on tarpeen IP-osoit- ·:··· 30 teen sitomiseksi joko loppukäyttäjään tai loppumatkaviestimeen. Yksilöllistä ly- .·**. hyttä tilaajatunnistenumeroa (SSI, Individual Short Subscriber Identity) voi- . ·. daan käyttää tähän tarkoitukseen. Jälkimmäinen tunniste on tarpeen samaan * · « :y ' matkaviestimeen kytkettyjen useiden datalaitteiden (tai -sovellusten) erottami- seksi toisistaan. Verkkopalveluaccesspistetunnistetta (NSAPI, Network Servi- • 35 ce Access Point Identifier) voidaan käyttää tähän tarkoitukseen. Esimerkki • · » φ mahdollisesta osoitetaulukosta, jossa on pienin mahdollinen määrä kenttiä, on 9 107677 esitetty kuviossa 3. IP-Address-vientikenttä listaa kaikki allokoidut IP-osoitteet. Location DXT -kenttä ilmoittaa IP-käyttäjien nykyiset sijainnit. Static/Dynamic-kenttä esittää onko osoite annettu käyttäjälle pysyvästi. User Identifier -kenttä liittää IP-osoitteet loppukäyttäjiin. NSAPI (Network Service Access Point Identi-5 tier) -kenttä identifioi loppudatalaitteen. TETRA-verkossa käyttäjä voi samanaikaisesti käyttää jopa 13 datalaitetta. Numero 0 on varattu erityiskäyttöön ja numero 15 multicastia varten. Tämän seurauksena samalle käyttäjälle voi olla useampi kuin yksi vienti, ts. sama SSI (kuten SSI A kuviossa 3) mutta eri NSAPI:t ja IP-osoitteet (kuten IP-osoite ‘192.1.1.1’ja NSAPI 1 sekä IP-osoite 10 ‘192.1.1.52’ kuviossa 3).

Yksittäisen käyttäjän vientiä (vientejä) taulukossa 3 kutsutaan tässä vastaavan käyttäjän käyttäjä-IP-kontekstiksi. Käyttäjän IP-konteksti voi sisältää useita vientejä. Kuten yllä todettiin, käyttäjä-IP-konteksti luodaan, kun APC tai APS antaa käyttäjälle IP-osoitteen. Normaalisti IP-osoite annetaan vasteena 15 käyttäjältä tulleelle osoitteenhakupyynnölle. Osoitteenhakupyyntö sisältää käyttäjä- ja datalaitetunnisteet SSI ja NSAPI. Kun APC tai APS vastaanottaa osoitteenhakupyynnön liikkuvalta isännältä, se tämän seurauksena hakee osoitetaulukosta viennin, jonka käyttäjä- ja datalaitetunnisteet sopivat yhteen pyynnössä vastaanotettujen kanssa. Jos APC tai APS löytää tällaisen viennin, 20 se saattaa pyynnön loppuun palauttamalla IP-osoitteen takaisin kutsujalle. Muutoin APC tai APS yrittää allokoida IP-osoitteen paikallisesta osoiteavaruudesta. Jos osoitepoolissa ei ole vapaata IP-osoitetta, APC tai APS lähettää :**·· osoitteenhakupyynnön etä-APS-palvelimelle. Tämä etä-APS-palvelin saa IP- • ·· v : osoitteen osoiteavaruudesta ja lähettää sen takaisin pyytävälle yksikölle. Osoi- :.·.*· 25 te voi olla annettu ennalta määrätyksi ajanjaksoksi, joka saatetaan uudistaa ·:··: tietyllä uudistamisproseduurilla. Oletusarvoinen jakso voi olla esimerkiksi 12 tuntia. Oletusajan tulisi kuitenkin edullisesti olla sellainen, että IP-osoite ei .·:·. muutu sinä aikana, kun liikkuva isäntä on rekisteröityneenä järjestelmään. Kun käyttäjä ei enää tarvitse IP-osoitetta, käyttäjä pyytää tuhoamaan viennin tai IP-< 30 kontekstin osoitetaulukossa ja palauttamaan IP-osoitteen takaisin osoitepoo- !..* liin. Jos IP-osoite on pysyvästi allokoitu, sitä ei voi allokoida toiselle liikkuvalle V · » ·;·* isännälle. IP-konteksti voi myös olla siirretty yhdeltä DXT:ltä toiselle handover- : tilanteessa,

Kuviot 4, 5, 6 ja 7 esittävät AlP-osoiteallokoinnin esimerkkiskenaa- • · ♦ . \ 35 rioita.

« · · • · · • · · · » • · 10 107677

Esimerkki 1

Kuvio 4 esittää kuinka isäntä hakee IP-osoitteen paikallisesta osoiteavaruudesta (osoiteavaruus samassa DXT-keskuksessa, jossa käyttäjä sijaitsee). Numerointi viittaa kuviossa 4 käytettyyn numerointiin.

5 1. Liikkuva isäntä, joka on kytketty matkaviestimeen, pyytää IP-osoi- tetta. Se lähettää IP address request -sanoman ilmarajapinnan yli.

2. IP-osoitetta koskeva pyyntö saapuu DXT-keskukseen, IP-kon-tekstimanageriin. IP-kontekstimanageri välittää osoitepyynnön eteenpäin paikalliselle AIP:lle.

10 3. Paikallinen AIP, käyttäjän oikeuksien onnistuneen validoinnin jäl keen, poimii vapaan IP-osoitteen osoitepoolista. Se assosioi IP-osoitteen käyt-täjätunnisteen SSI ja verkkopalveluaccesspistetunnisteen NSAPI kanssa, vuokraten näin IP-osoitteen liikkuvalle isännälle vuokrausajaksi. Paikallinen AIP lähettää IP address response -sanoman takaisin IP-kontekstimanagerille.

15 4. Vastaanottaessaan vasteen IP-kontekstimanageri allokoi käyttä jälle IP-kontekstin ja lähettää IP address response -sanoman takaisin liikkuvalle isännälle.

Esimerkki 2

Kuvio 5 esittää kuinka liikkuva isäntä pyytää IP-osoitetta etäämpänä 20 olevasta osoiteavaruudesta (osoiteavaruus, joka on eri DXT-keskuksessa kuin se keskus, jossa käyttäjä sijaitsee). Kuvioon 5 viitaten tapahtuu seuraavat vai- ·. heet.

• · · * 1. Liikkuva isäntä, joka on kytketty matkaviestimeen, pyytää IP-osoi-tetta. Se lähettää IP address request -sanoman ilmarajapinna yli.

25 2. IP-osoitetta koskeva pyyntö saapuu DXT-keskukseen, IP-kon tekstimanagerille. IP-kontekstimanageri välittää osoitepyynnön eteenpäin pai- v : kalliselle AlPille.

• · · : 3. Paikallinen AIP, käyttäjän oikeuksien onnistuneen validoinnin jäl keen, yrittää hakea IP-osoitetta osoitepoolista, mutta epäonnistuu. Paikallinen *:··: 30 AIP saa tietokannasta listan APSieista, joista käyttäjä voi pyytää IP-osoitetta.

♦**': Paikallinen AIP lähettää interaktiivisesti IP address request -sanoman APSiille, • · · . *. kunnes se vastaanottaa positiivisen vastauksen yhdeltä niistä.

·;!/ 4. Vastaanottaessaan IP address request -sanoman APS assosioi • · *·;·' IP-osoitteen käyttäjätunnisteen SSI ja verkkopalveluaccesspistetunnisteen : 35 NSAPI kanssa vuokraten näin IP-osoitteen AlP-lähettäjälle kokonaisvuokra- 11 107677 ajaksi. Tämä kokonaisaika voi olla esimerkiksi kaksi kertaa vuokra-aika. APS lähettää IP address response -sanoman takaisin AlP-lähettäjälle.

5. Vastaanottaessaan IP address response -sanoman paikallinen AIP assosioi IP-osoitteen käyttäjätunnisteen SSI ja verkkopalveluaccesspiste- 5 tunnisteen NSAPI kanssa, vuokraten näin IP-osoiteen liikkuvalle isännälle vuokra-ajaksi. Paikallinen AIP lähettää IP address response -sanoman takaisin IP-kontekstimanagerille.

6. Vastaanottaessaan vasteen IP-kontekstimanageri allokoi käyttäjälle IP-kontekstin ja lähettää IP address response -sanoman takaisin liikkuvalle) le isännälle.

Esimerkki 3

Kuvio 6 esittää kuinka paikallinen AIP uudistaa osoitteen vuokrauksen (tässä yhteydessä paikallinen AIP on APS samassa DXT-keskuksessa, jossa käyttäjä sijaitsee). Kuvioon 6 viitaten tapahtuu seuraavat vaiheet.

15 1. Osoitteen vuokra on kulunut loppuun. Paikallinen AIP lähettää address use verification request -sanoman IP-kontekstimanagerille.

2. IP-kontekstimanageri lähettää address use verification -sanoman liikkuvalle isännälle.

3. Jos IP-osoite on käytössä, liikkuva isäntä vastaa positiivisella 20 vasteella paikalliselle AI Piile.

4. Vastaanottaessaan vasteen IP-kontekstimanageri lähettää posi-tiivisen vasteen paikalliselle IPille. AIP vuokraa IP-osoitteen seuraavaksi vuok-ra-ajaksi. Vastaanottaessaan negatiivisen vasteen tai kun ei vastaanoteta lain- • * ♦ kaan vastetta, AIP tuhoaa IP-osoitteen allokoinnin.

• · · 1 25 Esimerkki 4 *..* Kuvio 7 esittää kuinka APC uudistaa osoitteen, joka on vuokrattu ♦ ♦ · * γ * APSistä. Kuvioon 7 viitaten tapahtuu seuraavat vaiheet.

:·;; 1. Osoitteen vuokra on kulunut loppuun. AIP lähettää address use verification request -sanoman IP-kontekstimanagerille.

30 2. IP-kontekstimanageri lähettää address use verification request- ·*’*: sanoman liikuvalle isännälle.

• · · 3. Jos IP-osoite on käytössä, liikkuva isäntä vastaa positiivisella T.Y vasteella takaisin IP-kontekstimanagerille.

• · **:** 4. Vastaanottaessaan positiivisen vasteen AIP lähettää APSille \mll 35 address lease renewing request -sanoman.

► ···· • · 12 107677 5. Vastaanottaessaan address lease renewing request -sanoman APS uudistaa kokonaisvuokran APC-lähettimelle ja vastaa positiivisella vuok-ranuudisvasteella. Vastaanottaessaan tämän vasteen AIP uudistaa osoitteen vuokrauksen käyttäjälle.

5 Kuvio 7 esittää myös vaihtoehtoisen tapauksen, jossa lease rene wing request -sanoma katoaa paikallisen AIP:n ja APS:n välillä. Vaihtoehtoiset vaiheet ovat: 5*. AIP lähettää APSille address lease renewing request -sanoman. Tämä pyyntö menetetään. Odottaessaan vastausta, AIP asettaa ajastimen 10 80%:iin vuokra-ajasta.

6*. Kun ajastin on käynyt loppuun, APS poistaa IP-osoitteen ja AIP lähettää APS:lle toisen lease renewing request -sanoman. Tämä pyyntö menetetään. Odottaessaan vastetta AIP asettaa ajastimen 20%:iin vuokra-ajasta.

7*. Kun ajastin käy loppuun, AIP tuhoaa IP-osoitteen ja lähettää IP-15 kontekstimanaterille osoitteenpoistopyynnön (address remove request). Kun ajastin käy loppuun APS:lla, APS poistaa IP-osoitteen.

8*. Vastaanottaessaan osoitteenpoistopyynnön (address remove request), IP-kontekstimanageri lähettää liikkuvalle isännälle osoitteenpoistopyynnön (address remove request). Liikkuva isäntä lopettaa IP-osoitteen käyt-20 tämisen.

APC:n toiminta AIP lähettää kaksi sanomaa jokaisessa osoitteenhakutapahtumas- :T: sa. Normaalisti lähtöpiste lähettää pyynnön ja kohde vastaa tähän pyyntöön : .·. lähettämällä joko positiivisen tai negatiivisen vasteen.

• · · 25 Kun AIP on vastaanottanut dynaamisen osoitteenhakupyynnön pai- • · kalliselta palvelunkäyttäjältä, se tarkistaa onko jossakin sen omista osoitepoo- * « « leista vapaa IP-osoite. Jos vapaa IP-osoite löydetään, AIP saattaa pyynnön loppuun kysymättä IP-osoitetta kauempana olevalta APS-palvelimelta. Muutoin sen täytyy interaktiivisesti lähettää osoitteenhakupyynnöt muille tunnetuille 30 APS:ille.

Lähde-APC:n käyttäytymistä, kun se vuokraa osoitteita etä-APS:ltä, : .·. on havainnollistettu kuviossa 8 esitetyllä yleistetyllä tilakaaviolla. NO_ENTRY- tila on kuvitteellinen tila, joka ei edusta mitään tilaa. Ensimmäinen tilamuutos tapahtuu, kun palvelun käyttäjä paikallisessa DXT-keskuksessa aloittaa AIP-: 35 osoitteenhakutoiminnon. Oletuksena on, että AIP luo väliaikaisen viennin, joka liittyy paikalliseen puheluun, ja antaa sille ACQUIRING_ADDRESS-tilan. Täs- 13 107677 sä tekstissä tätä väliaikaista vientiä kutsutaan osoitevienniksi tai pelkästään vienniksi. Jos AIP:llä ei ole vapaata IP-osoitetta paikallisessa osoitepoolissa, se valitsee APS-palvelimen ja lähettää sille ADDRACQreg-pyynnön.

Kun AIP on ACQUIRING_ADDRESS-tilassa se odottaa vastausta.

5 Jos positiivinen ADDRACQ-vaste saapuu, AIP päivittää osoitetaulukkoviennin, antaa ASSOCIATED-tilan ja suorittaa paikallisen pyynnön loppuun. Jos AIP vastaanottaa negatiivisen ADDRACQres-vasteen, se valitsee toisen APS:n, jos sellainen on jäljellä, ja uudelleen lähettää saman ADDRACQreq-pyynnön.

Sekä ACQUIRING_ADDRESS ja ASSOCIATED-tilassa AIP voi vas-10 taanottaa useampia kuin yhden positiivisen ADDRACQres-vasteen. AIP valitsee aina ensimmäisen saapuneen vasteen. Jos vaste saapuu ACQUIRING_ ADDRESS-tilassa, AIP siirtää viennin ASSOCIATED-tilaan, asettaa vuokra-ajastimen ja suorittaa paikallisen pyynnön loppuun. Jos myöhästynyt vaste saapuu ASSOCIATED-tilassa, AIP hylkää sen.

15 AIP vuokraa IP-osoitteita käyttäjille tietyksi ajanjaksoksi, jota kutsu taan vuokra-ajaksi. Oletusarvoinen vuokra-aika on 12 tunnin suuruinen. Toisaalta APS vuokraa IP-osoitteita muille AlPieille kokonaisvuokra-ajaksi, joka on kaksi kertaa vuokra-aika. Jos käyttäjä vapauttaa IP-osoitteen ennen kokonaisvuokra-ajan loppumista, AIP lähettää osoitteenvapautuspyynnön ADD-20 RELreq asiaankuuluvalle APSiille ja tuhoaa vapautuneeseen osoitteeseen liittyvän taulukkoviennin.

Sen jälkeen kun vuokra-ajastin on saavuttanut vuokra-ajan, AIP yrit-tää uusia IP-osoitteen vuokrauksen. Se lähettää osoitteen vuokrauksen uudis- • · · * . tuspyynnön ADDRENreq ja siirtää osoitetaulukkoviennin RENEWING_1 -tilaan.

25 Ennen siirtymistä RENEWING_1-tilaan AIP:n täytyy varmistaa, että käyttäjä yhä pitää IP-osoitteen. Se lähettää käyttäjälle osoitteenvarmennus- *·: : pyynnön ja siirtää osoiteviennin VERIFYING_ADDRUSE-tilaan. Jos AIP vas- • · · ; taanottaa tässä tilassa negatiivisen osoitteenvarmennusvasteen, se vapauttaa IP-osoitteen. Muutoin AIP lähettää osoitevuokrauksen uudistuspyynnön LE- *:··: 30 ASRENreq palvelimelle APS, asettaa osoitevientiajastimen arvoon, joka on ·”*: 80% vuokra-ajasta ja siirtää viennin RENEWING_1-tilaan.

·»· . \ Osoitevientiajastimen laukeaminen RENEWING 1-tilassa aiheuttaa • · · "j.: sen, että AIP lähettää toisen osoitteenvuokrauksen uudistuspyynnön ADD- • · *·;♦* RENreq, asettaa osoitevientiajastimen arvoon, joka on 20% vuokra-ajasta, ja : 35 siirtää viennin RENEWING 2-tilaan.

• · · · “ • · 14 107677 RENEWING_2-tilassa, kun ajastin laukeaa, AIP vapauttaa IP-osoit-teen lähettämällä osoitteenvapautuspyynnön käyttäjälle ja tuhoamalla osoite-viennin.

Jos AIP missä tahansa tilassa vastaanottaa positiivisen varauksen 5 uudistuspyynnön LEASRENreq, se asettaa osoitteenvientiajastimen vuokra-jaksolle ja siirtää viennin takaisin ASSOCIATED-tilaan.

APS:n toiminta

Kuvioon 9 viitaten, kun APS vastaanottaa osoitteenhakupyynnön ADDRACQreq, se allokoi IP-osoitteen ja antaa osoiteviennille ASSOCIATED_ 10 REMOTE-tilan. APS pitää IP-osoitteen tässä tilassa kokonaisvuokra-ajan verran. Jos APS vastaanottaa vuokrauksen uudistamispyynnön LEASRENreq, se asettaa vuokrausajastimen uudelleen ja vastaa LEASRENres-vasteella. Jos vuokrausajastin erääntyy, APS vapauttaa IP-osoitteen.

Kun APS allokoi IP-osoitteen paikalliselle käyttäjälle, se antaa osoi-15 teviennille ASSOCIATED LOCAL-tilan ja asettaa ajastimensa vuokra-ajalle. Kun ajastin erääntyy, APS siirtää osoiteviennin VERIFYING_ADDRUSE_LO-CAL-tilaan ja varmentaa IP-osoitteen käytön lähettämällä paikalliselle käyttäjälle osoitteenvarmennuspyynnön. Jos APS vastaanottaa positiivisen varmen-nusvasteen, se palauttaa osoiteviennin takaisin ASSOCIATED_LOCAL-tlaan. 20 Muutoin se tuhoaa osoiteviennin.

Vastaanottaessaan RESTOREreq-pyynnön ASSOCIATED_LOCAL-tilassa ASP asettaa vientiajastimen uudelleen ja suorittaa pyynnön loppuun, kun taas VERIFYING_ADDRUSE_LOCAL-tilassa APS siirtää viennin ASSO- • · · CIATED_LOCAL-tilaan ja suorittaa pyynnön loppuun.

***. 25 II DAAP-protokolla DAAP-protokollaan liittyvät kolme yksikköä on esitetty kuviossa 10: : DAAP-asiakas (DAAPC), DAAP-Proxy (DAAPP) ja DAAP-palvelin (DAAPS).

• · * ; DAAPC on protokollayksikkö, joka sijaitsee loppudatalaitteessa verkkokerrok sessa. Kuvio 10 havainnollistaa myös kuinka DAAP-protokolla sijaitsee proto-30 kollapinossa eri yksiköissä. DAAPC pyytää IP-osoitetta DAAPS:ltä sen jälkeen kun looginen linkki on muodostettu liikkuvan isännän ja matkaviestimen välille.

• M

Informaatio aliverkosta, osoitepooleista ja käyttäjäoikeuksista konfiguroidaan verkkotietokantaan. DAAPitä, jolle on annettu IP-verkkotunniste, kutsutaan *·;·* DAAPS:ksi, ja verkotonta DAAP.ta kutsutaan DAAPP:ksi. Sekä DAAPS että : 35 DAAPP sijaitsevat samanaikaisesti DAAP-protokollayksikössä. DAAP toimii ·;··· DAAPP:nä seuraavissa tapauksissa: 1) DAAP:lle ei ole annettu osoiteava- 15 107677 mutta (DAAP on pelkkä DAAPP), 2) DAAP:lle on annettu osoiteavaruus, mutta osoitepoolit on kyseisellä hetkellä käytetty loppuun, tai 3) käyttäjällä ei ole lupaa pyytää IP-osoitteita paikallisista osoitepooleista. Jos IP-osoitetta ei jostakin syystä voida allokoida osoiteavaruudesta paikallisessa DXT-keskuksessa, 5 paikallinen DAAP-yksikkö tässä DXT-keskuksessa toimii kuten proxy (DAAPP) yrittäen, DAAPC:n puolesta, hakea IP-osoitteen DAAPS-etäpalvelimelta. Kun DAAP on DXT-keskuksessa vastaanottanut osoitteenhakupyynnön, se tarkistaa onko jossakin sen osoitepooleista vapaa IP-osoite. Jos vapaa IP-osoite löytyy, DAAP suorittaa pyynnön loppuun hakematta IP-osoitetta DAAPS-etä-10 palvelimelta. Muutoin sen täytyy interaktiivisesti lähettää osoitteenhakupyynnöt muille tunnetuille DAAPS-palvelimille. Kun DAAPS myöntää IP-osoitteen isännälle, se luo viennin, jota kutsutaan osoitetaulukoksi ja joka tallentaa IP-osoitteen ja käyttäjän nykyisen sijainnin. Allokoidakseen IP-osoitteen DAAPS-pal-velimen täytyy tietää sekä käyttäjätunniste että loppudatalaitteen tunniste. 15 Edellinen tunniste on tarpeen IP-osoitteen sitomiseksi joko loppukäyttäjään tai loppumatkaviestimeen. SSI-numero (Individual Short Subscriber Identity) voi palvella tätä tarkoitusta. Viimeksi mainittu tunniste on tarpeen usean, samaan matkaviestimeen kytketyn datalaitteen erottamiseksi toisistaan. NSAPI (Network Service Access Point Identifier) voi olla käytössä tässä tarkoituksessa. 20 DAAPS vuokraa IP-osoitteen DAAPC:lle kokonaisvuokra-ajaksi. DAAPC uudistaa vuokrauksen, kun vuokrajakso on kulunut loppuun.

Kuviot 11, 12 ja 13 esittävät esimerkinomaisia skenaarioita DAAP-osoiteallokoinnista.

• · ·

Esimerkki 5 25 Kuvio 11 esittää kuinka liikkuva isäntä pyytää IP-osoitteen paikalli- sesta osoiteavaruudesta (käyttäjän sijaintipaikan DXT-keskuksen osoiteava- • · · ruus). Seuraavat vaiheet tapahtuvat kuvioon 11 viitaten.

’·** : 1. Liikkuva isäntä, joka on kytketty matkaviestimeen, pyytää IP-osoi tetta. DAAPC lähettää IP-osoitepyynnön ilmarajapinnan yli.

*:**·: 30 2. IP-osoitepyyntö saapuu DXT-keskukseen. Paikallinen DAAPS, käyttäjän oikeuden onnistuneen validoinnin jälkeen, poimii vapaan IP-osoit-. \t teen osoitepoolista. Paikallinen DAAPS assosioi IP-osoitteen käyttäjätunnis- teen SSI ja verkkopalveluaccesspistetunnisteen NSAPI kanssa, vuokraten IP-**;·’ osoitteen tällä tavoin liikkuvalle isännälle kokonaisvuokra-ajaksi. Paikallinen 35 DAAPS lähettää IP-osoitevasteen takaisin DAAPC:lle.

• · 16 107677

Esimerkki 6

Kuvio 12 esittää kuinka liikkuva isäntä pyytää IP-osoitteen kauempana olevasta osoiteavaruudesta (osoiteavaruus DXT-keskuksessa, joka on muu kuin käyttäjän nykyisin käyttämä). Kuvioon 12 viitaten tapahtuu seuraavat 5 vaiheet.

1. Liikkuva isäntä, joka on kytketty matkaviestimeen, pyytää IP-osoi-tetta. DAAPC lähettää IP-osoitepyynnön ilmarajapinnan yli.

2. IP-osoitepyyntö saapuu DXT-keskukseen. Paikallinen DAAP, käyttäjän oikeuden onnistuneen validoinnin jälkeen, yrittää hakea IP-osoitteen 10 osoitepoolista, mutta epäonnistuu. Sitten se toimii DAAPP.nä, saa tietokannasta listan DAAPS-palvelimista, joista käyttäjä voi hakea IP-osoitteen. Paikallinen DAAP lähettää interaktiivisesti IP-osoitepyynnön DAAPS-palvelimille, kunnes se vastaanottaa positiivisen vasteen joltakin niistä.

3. Vastaanottaessaan IP-osoitepyynnön, DAAPS assosioi IP-osoit-15 teen käyttäjätunnisteen SSI ja verkkopalveluaccesspistetunnisteen NSAPI- kanssa, vuokraten näin IP-osoitteen DAAPC:lle kokonaisvuokra-ajaksi. Koko-naisvuokra-aika voi olla esimerkiksi kaksi kertaa vuokra-aika. DAAPS lähettää IP-osoitevasteen takaisin DAAPP:lle.

4. Vastaanottaessaan IP-osoitevasteen DAAPP lähettää IP-osoite-20 vasteen DAAPC:lle.

Esimerkki 7 *. Kuvio 13 esittää kuinka DAAPC uudistaa osoitteen vuokrauksen • · · DAAPS:ltä. Kuvioon 13 viitaten tapahtuu seuraavat vaiheet.

1. Osoitteen vuokraus, joka on puolet kokonaisvuokra-ajasta, on • · · ’**. 25 päättynyt. DAAPC lähettää osoitteenvuokrauksen uudistamispyynnön paikalli

sessa DXT-keskuksessa olevalle DAAP.IIe. Odottaessaan vastausta DAAPC

• · · * · · asettaa ajastimen 30%:iin kokonaisvuokra-ajasta.

• · · : 2. Vastaanottaessaan pyynnön DAAPP lähettää osoitteenvuokrauk sen uudistuspyynnön DAAPS:lle.

*:1·: 30 3. Vastaanottaessaan osoitteenvuokrauksen uudistuspyynnön ·***: DAAPS uudistaa kokonaisvuokra-ajan DAAPC:lle ja vastaa positiivisella vuok- ·#· . 1. rauksen uudistamisvasteella.

♦ · · :;j.: 4. Vastaanottaessaan tämän vasteen DAAPP välittää sen eteen- • · *·;·’ päin DAAPC:lle. Vastaanottaessaan vasteen DAAPC asettaa vuokrausajasti- : 35 men uudelleen.

·«· · ♦ 17 107677

Kuvio 13 esittää myös vaihtoehtoisen tapauksen, jossa vuokrauksen uudistamispyyntö katoaa paikallisen DAAPPin ja DAAPS:n välillä: 1*. Osoitteen vuokraus, joka on puolet kokonaisvuokra-ajasta on päättynyt. DAAPC lähettää osoitteenvuokrauksen uudistuspyynnön DAAP:lle 5 paikallisessa DXT-keskuksessa. Odottaessaan vastetta DAAPC asettaa ajastimen 30%:iin kokonaisvuokra-ajasta.

2*. Vastaanottaessaan pyynnön DAAPP lähettää osoitteenvuokrauksen uudistuspyynnön DAAPSrlle. Tämä pyyntö katoaa.

3*. Ajastin on lauennut DAAPC:ssä. DAAPC lähettää toisen osoit-10 teenvuokrauksen uudistuspyynnön DAAPP:Ile. Odottaessaan vastetta DAAPC asettaa ajastimen 20%:iin kokonaisvuokra-ajasta.

4*. DAAPP välittää osoitteenvuokrauksen uudistuspyynnön eteenpäin DAAPS:lle. Tämä pyyntö katoaa. Sen jälkeen kun kokonaisvuokra-aika on kulunut sekä DAAPC että DAAPS poistavat IP-osoitteen.

15 DAAPC:n toiminta Lähde-DAAPC:n käyttäytymistä, kun se vuokraa osoitteita etä-DAAPS:stä, on havainnollistettu kuviossa 14 esitetyllä yleistetyllä tilakaaviolla. NO_ENTRY-tila on kuvitteellinen tila, joka ei edusta mitään tilaa. Ensimmäinen tilamuutos tapahtuu, kun palvelun käyttäjä liikkuvassa isännässä aloittaa 20 DAAPC-osoitteenpyyntötoiminnon. DAAPC luo osoiteviennin ja antaa sille ACQUIRING_ADDRESS-tilan. DAAPC lähettää osoitteenhakupyynnön DAAP:lle paikallisessa DXT-keskuksessa. Jos tällä DAAP:llä ei ole vapaata IP-·*:*. osoitetta paikallisessa osoitepoolissa, se valitsee DAAPS-palvelimen, luo väli- . .·. aikaisen osoiteviennin kätkömuistiin, antaa sille tilan ACQUISITION ja lähettää .!**: 25 sille ADDRACQreq-pyynnön.

• · #...t ACQUISITION-tilassa DAAPP odottaa vastausta. Jos positiivinen ADDRACQres-vaste saapuu, DAAPP tuhoaa väliaikaisen osoiteviennin ja suo- • · · riitaa paikallisen pyynnön loppuun välittämällä ADDRACQres-vasteen eteenpäin DAAPC:lle. Jos DAAPP vastaanottaa negatiivisen ADDRACQres-vas-30 teen, se valitsee toisen DAAPS:in, jos sellainen on jäljellä, ja uudelleen lähet- **· *...·* tää saman ADDRACQreq-pyynnön.

: !·. DAAPP voi vastaanottaa useamman kuin yhden ADDRACQres- • · · vasteen. DAAPP valitsee aina ensimmäisen saapuneen vasteen ja hylkää • · ♦ T myöhemmät vasteet.

• ♦ • · · • · · ··· · • · 18 107677 DAAPC vuokraa IP-osoitteen käyttäjälle tietyksi ajanjaksoksi, jota kutsutaan vuokra-ajaksi. Se saa vuokra-ajan arvon ADDRACQres-vasteesta. Vuokra-ajan oletusarvo on 12 tuntia.

Toisaalta DAAPS vuokraa IP-osoitteet DAAPC:lle kokonaisvuokra-5 ajaksi, joka on kaksi kertaa vuokra-aika. Jos käyttäjä vapauttaa IP-osoitteen ennen kokonaisvuokra-ajan päättymistä, DAAPC tuhoaa osoitteen ja lähettää osoitteen vapautuspyynnön ADDRELreq asianosaiselle DAAPS:Ile.

Kun vuokra-ajastin on saavuttanut vuokra-ajan, DAAPC yrittää uudistaa IP-osoitteen vuokrauksen. Se lähettää osoitteenvuokrauksen uudistus-10 pyynnön ADDRENreq, siirtää osoitetaulukon viennin RENEWING_1-tilaan ja asettaa osoitevientiajastimen arvoon, joka on yhtä suuri kuin 80% vuokraajasta.

Osoitteenvientiajastimen laukeaminen RENEWING_1 -tilassa aiheuttaa sen, että DAAPC lähettää toisen osoitteenvuokrauksen uudistamispyyn-15 non ADDRENreq, asettaa osoitevientiajastimen arvoon, joka on 20% vuokraajasta, ja siirtää viennin RENEWING_2-tilaan.

RENEWING_2-tilassa, ajastimen lauetessa, DAAPC vapauttaa IP-osoitteen lähettämällä osoitteenvapautuspyynnön käyttäjälle ja tuhoamalla osoiteviennin.

20 Missä tahansa tilassa, jos DAAPC vastaanottaa positiivisen vuokra uksen uudistuspyynnön LEASRENreq, se asettaa osoitevientiajastimen vuok-ra-ajalle ja siirtää viennin takaisin ASSOCIATED-tilaan.

DAAPS:n toiminta ♦ · ·

Kuvioon 15 viitaten, kun DAAPS vastaanottaa osoitteenhakupyyn- * 1 2 3 1 25 nön ADDRACQreq, se allokoi IP-osoitteen ja antaa osoiteviennille ALLOCA- ... TED-tilan. DAAPS pitää IP-osoitteen tässä tilassa kokonaisvuokra-ajan verran.

• · « *;]/ Jos DAAPS vastaanottaa vuokrauksen uudistuspyynnön LEASRENres, se • 1 · asettaa vuokrausajastimen uudelleen ja vastaa LEASRENres-vasteella. Vuok-rausajastimen lauetessa, DAAPS vapauttaa IP-osoitteen.

• · .♦··. 30 Selitys vain havainnollistaa keksinnön ensisijaisia suoritusmuotoja.

*·’ Keksintöä ei ole kuitenkaan rajoitettu näihin esimerkkeihin, vaan se voi vaih- : della oheisten patenttivaatimusten puitteissa ja hengessä.

··· • 1 • · ··· • · ♦ * · · 2 ♦ 1 · 3 ·

Claims (13)

107677 Patentti vaatim u kset

1. Menetelmä Internet-protokolla-tyyppisen, tai IP-tyyppisen, osoitteen allokoimiseksi liikkuvalle isännälle matkaviestinverkossa, joka käsittää matkaviestinkeskuksia (DXT1, DXT2) ja lukuisia liikkuvia isäntiä (MH), maini- 5 tun menetelmän ollessa tunnettu vaiheista allokoidaan dynaamisesti IP-osoite liikkuvalle isännälle (MH) matkaviestinverkon osoiteavaruudesta vuokrajakson ajaksi, assosioidaan allokoitu IP-osoite käyttäjätunnisteen (SSI) ja datalai-tetunnisteen (NSAPI) kanssa, joita käytetään identifioimaan liikkuva isäntä 10 (MH) matkaviestinjärjestelmässä.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu vaiheista määritetään liikkuvan isännän sijainti liikkuvaa isäntää (MH) kyseisellä hetkellä palvelevan matkaviestinkeskuksen (DXT1, DXT2) tunnisteella, 15 assosioidaan liikkuvan isännän sijainti-informaatio allokoidun IP-osoitteen kanssa.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu vaiheista lähetetään IP-osoitepyyntö liikkuvalta isännältä palvelevalle matka- 20 viestinkeskukselle (DXT), joka toimii osoitteen allokointipalvelimena, joka on kykenemätön allokoimaan IP-osoitteita, allokoidaan IP-osoite osoitepoolista mainitun vuokrajakson ajaksi, assosioidaan mainittu allokoitu IP-osoite liikkuvan isännän (MH) : ;*; käyttäjätunnisteen (SSI) ja datalaitetunnisteen (NSAPI) kanssa, • · · 25 lähetetään mainittu allokoitu IP-osoite liikkuvalle isännälle (MH).

4. Patenttivaatimuksen 1, 2 tai 3 mukainen menetelmä, tun- • · · n e 11 u vaiheista • · · ’ * lähetetään IP-osoitepyyntö liikkuvalta isännältä palvelevalle matka- viestinkeskukselle (DXT), joka toimii osoitteen allokointiasiakkaana, joka on 30 kykenemätön allokoimaan IP-osoitteita, *...·* lähetetään uusi IP-osoitepyyntö palvelevalta matkaviestinkeskuk- f seita kauempana olevalle osoitepooiipalvelimelle, .···. allokoidaan IP-osoite osoitepoolista mainitun vuokrajakson ajaksi ja assosioidaan mainittu allokoitu IP-osoite liikkuvan isännän (MH) käyttäjätun- i.i : 35 nisteen (SSI) ja datalaitetunnisteen (NSAPI) kanssa, • * 107677 lähetetään mainittu allokoitu IP-osoite palvelevalle matkaviestinkes-kukselle (DXT), assosioidaan mainittu allokoitu IP-osoite liikkuvan isännän (MH) käyttäjätunnisteen (SSI) ja datalaitetunnisteen (NSAPI) kanssa palvelevassa 5 matkaviestinkeskuksessa, lähetetään mainittu allokoitu IP-osoite liikkuvalle isännälle (MH).

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että allokoidaan mainittu IP-osoite mainitussa kauempana olevassa osoitteen allokointipalvelimessa toisen vuokra-ajan ajaksi, joka on pidempi kuin mainittu 10 vuokra-aika, jota käytettiin palvelevassa matkaviestinkeskuksessa.

6. Patenttivaatimusten 1-5 mukainen menetelmä, tunnettu vaiheista lähetetään osoitteenkäytön varmennuspyyntö liikkuvalle isännälle mainitun vuokrajakson päättyessä, 15 allokoidaan IP-osoite uudelleen mainitun vuokrajakson ajaksi, kun liikkuvalta isännältä vastaanotetaan positiivinen osoitteenkäytön varmennus- vaste, tuhotaan IP-osoitteen allokointi, kun positiivista osoitteenkäytön var-mennusvastetta ei vastaanoteta.

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen menetelmä, tunnettu vai heista lähetetään mainitun positiivisen osoitteenkäytön varmennusvasteen seurauksena osoitteen uudistuspyyntö mainitulle kauempana olevalle osoit-teenallokointipalvelimelle, 25 uudistetaan mainittu toinen vuokrausjakso mainitulle IP-osoitteelle • · ... mainitussa kauempana olevassa osoitteenallokointipalvelimessa, lähetetään osoitteenuudistusvaste palvelevalle matkaviestinkeskuk- • · · selle.

8. Patenttivaatimuksen 1, 2 tai 3 mukainen menetelmä, tunnet- 30 tu vaiheista *...·* sijoitetaan osoitteenallokointiprotokolla (DAAP) -asiakas liikkuvaan : ]·, isäntään, • » I ]···[ sijoitetaan osoitteenallokointiprotokollapalvelin mainittuun allokointi- • · *.** palvelimeen, • · : 35 muodostetaan looginen yhteys DAAP-asiakkaan ja DAAP-palveli- *:··: men välille, 107677 käytetään DAAP-asiakkaan ja DAAP-palvelimen välillä päästäväähän DAAP-protokollaa mainitun loogisen yhteyden yli.

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen menetelmä, tunnettu vaiheesta 5 palveleva matkaviestinkeskus, joka ei kykene antamaan IP-osoitetta pyytävälle liikkuvalle isännälle paikallisesti, toimii lähipalvelimena, joka välittää liikennöintiä kauempana olevan DAAP-palvelimen ja DAAP-asiakkaan välillä.

10. Patenttivaatimuksen 8 tai 9 mukainen menetelmä, tunnettu vaiheista 10 lähetetään osoitteen käytön uudistussanoma DAAP-asiakkaalta DAAP-palvelimelle vasteena sille, että ennalta määrätty osuus mainitusta vuokrajaksosta on käytetty, uudistetaan mainittu vuokrajakso mainitulle IP-osoitteelle mainitussa DAAP-palvelimessa, 15 lähetetään osoitteenuudistusvaste DAAP-asiakkaalle, asetetaan uudelleen vuokrajaksoajastin DAAP-asiakkaassa vasteena positiivisen vasteen vastaanottamiselle, poistetaan IP-osoite palvelevassa matkaviestinkeskuksessa DAAP-asiakkaassa vasteena negatiivisen vasteen vastaanottamiselle tai vasteen 20 puuttumiselle.

11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen menetelmä, tunnettu ·. siitä, että käyttäjätunniste on matkaviestintilaajatunniste (SSI) ja datalaitetun- • ·* *... niste on verkkopalveluaccesspisteen tunniste (NSAPI). • · · •7 12. Matkaviestinverkko, joka käsittää • * · **:·* 25 lukuisia liikkuvia isäntiä (MH, matkaviestinkeskuksia (DXT1, DXT2), ja • · · ; Internet-protokolla-tyyppisen, tai IP-tyyppisen, palvelun liikkuvia •V : isäntiä varten, tunnettu siitä, että 30 ainakin yksi matkaviestinkeskuksista (DXT1, DXT2) on järjestetty .···. dynaamisesti allokoimaan IP-osoite liikkuvalle isännälle (MH) matkaviestinver- /*’ kon osoiteavaruudesta vuokrajaksoksi ja assosioimaan tämä allokoitu IP-osoi- ··· : te käyttäjätunnisteen (SSI) ja datalaitetunnisteen (NSAPI) kanssa, joita käyte- tään identifioimaan liikkuva isäntä (MH) matkaviestinjärjestelmässä. « • · • · · • · • · « I • « 107677

13. Patenttivaatimuksen 12 mukainen verkko, tunnettu siitä, että käyttäjätunniste on matkaviestintilaajatunniste (SSI) ja datalaitetunniste on verkkopalveluaccesspisteen tunniste (NSAPI). * ·· « **· < · · • · · • · « • ♦ · *···· • · ··· • · · • · « 11» • · · • · 1 2 • · • · · • « • · · • « * · f • ♦ ♦ ··· · • ♦ • 1 • M • « · • » I • · · 2 ♦ · 107677