Архитектура GPRS

В последнее время мобильные варианты доступа к Глобальной сети становятся все более популярными. Технологии не стоят на месте. Если еще совсем недавно интернетчики могли рассчитывать лишь на специально «урезанные» версии сайтов, очень маленькую скорость загрузки данных и высокую плату за это (я имею в виду WAP), то сегодня все переменилось. GPRS^* позволяет людям полноценно работать в Интернете с весьма приличной скоростью и оплатой по трафику. Правда, многие люди, даже постоянно пользуясь с этой технологией, совершенно не представляют себе, как все устроено.

 

 

Что ж, попытаемся исправить это упущение.

Вообще, GPRS является как бы надстройкой над стандартом GSM^*, неким дополнением, расширяющим функциональные возможности сотовой сети. Естественно, для ее реализации требуется установка, настройка и постоянное администрирование нового аппаратного и программного обеспечения. Обычно все эти элементы одного оператора и устройства, которыми клиенты этой компании пользуются для выхода в Интернет, принято называть GPRS-сетью. И это не случайно. Они действительно образовывают сеть, во многом похожую на обычную компьютерную. Однако есть здесь и существенные отличия. В состав GRPS-сети входят четыре основных типа элементов. Давайте подробно рассмотрим каждый из них.

Мобильная станция

Мобильная станция — это устройство, которое используется для выхода в Интернет с помощью GPRSПод мобильной станцией (MS — mobile station) понимается любое устройство (комплекс устройств), которое используется для выхода в Интернет с помощью GPRS. Обычно это бывают сотовые телефоны, карманные компьютеры и коммуникаторы. Хотя, в принципе, сегодня существуют специальные GPRS-модемы, которые позволяют использовать эту технологию владельцам ноутбуков и даже обычных персональных компьютеров. Мобильная станция выполняет две основные функции. Во-первых, она обеспечивает работу пользователя в Интернете. За это отвечает терминальное оборудование (TE — terminal equipment). Во-вторых, мобильная станция осуществляет связь с другими элементами GPRS-сети и передачу данных. Это делает уже мобильный терминал (MT — mobile terminal).

Мобильная станция не постоянно работает в сети. При каждом подключении она получает собственный IP-адрес, который не меняется в течение текущей сессии. При этом она фактически ничем не отличается от любого ПК с доступом к Сети. Единственный способ различить их — использовать сервис Whois, который может указать, что данный IP-адрес попадает в интервал, выделенный определенному оператору сотовой связи.

Итак, как мы видим, мобильная станция является практически полным аналогом персонального компьютера в составе локальной сети. При этом терминальное оборудование играет роль самого ПК, а мобильный терминал — сетевой карты.

Базовая станция

Базовая станция — общее звено GSM и GPRS-сетейБазовая станция (BSS — base station system) — это оборудование, принимающее радиосигналы, излучаемые мобильными станциями абонентов, и отправляющее их в обратную сторону. Однако нужно учитывать, что технологии GPRS и GSM предполагают использование одной и той же частоты. Поэтому в задачи базовой станции входит также и разделение речи и данных. Речь отправляется, в соответствии со спецификацией GSM, в центр коммутации (MSC — mobile switching center). Данные же, передаваемые по GPRS, переходят к следующему элементу — узлу обслуживания. Таким образом, получается, что базовые станции является общим звеном GSM и GPRS-сетей.

В принципе, базовую станцию можно, хоть и с определенной натяжкой, назвать аналогом хаба в обычной локальной сети, который обеспечивает обмен данными между сервером и конечными пользователями.

Узел обслуживания

Узел обслуживания — главный элемент GPRS-сетиУзел обслуживания (SGSN — serving GPRS support node) можно, без всякого сомнения, назвать главным элементом GPRS-сети. Главной его задачей является прием информации от базовой станции и ее преобразование в соответствии со стандартами, использующимися в Интернете. Таким образом, информация на узел обслуживания поступает в собственном формате. А из нее генерируются IP-пакеты, построенные в соответствии со спецификациями HTTP^*, FTP^*, SMTP^* и так далее. Правда, внутри GPRS-сети они нигде не используются. Они всего лишь передаются следующему элементу по специальному протоколу GTP (GPRS Tunneling Protocol). В нем IP-пакеты, предназначенные для отправки в Интернет, выступают в роли значащей информации.

Помимо преобразования информации, узел обслуживания обеспечивает аутентификацию абонентов в GPRS-сети. Для этого он использует данные из специальных баз данных — так называемых реестров (подробно о них мы поговорим позже). То есть в его задачи входят проверка прав клиента на использование услуг GPRS, регистрация новых абонентов и некоторые другие действия.

Кроме того, узел обслуживания может выполнять и ряд дополнительных функций. Так, например, для обеспечения большей безопасности передаваемой по GPRS-сети информации его можно заставить шифровать весь трафик.

Узел маршрутизации

Узел маршрутизации (GGSN — gateway GPRS support node) — самый «крайний» элемент GPRS-сети. Он играет роль шлюза, через который GPRS-сеть подключается к Интернету. Именно через узел маршрутизации идет абсолютно весь трафик. С точки зрения Интернета, GGSN представляет собой самый обычный маршрутизатор. Однако на самом деле он выполняет целых три важных функции. Первая, как мы это уже выяснили — это трансляция и прием всего трафика, предназначенного для пользователей GPRS. Вторая заключается в обеспечении безопасности сети от всевозможных внешних посягательств. Ведь организовать атаку на узел маршрутизации ничуть не сложнее, чем попытаться взломать или «завалить» какой-нибудь сервер. Именно поэтому в комплекс ПО для шлюза в обязательном порядке входит надежный межсетевой экран, который должен останавливать хакеров. Наконец, третья функция этого узла — выдача IP-адресов абонентам при подключении и тарификация потребляемых ими услуг.

Реестры GPRS-сети

Реестры — это стандартные базы данных, которые используют в своей работе различные элементы GPRS-сетиРеестрами обычно называют специальные стандартные базы данных. В GPRS-сетях существует три таких базы. Первая из них — реестр абонентов (HLR — Home Location Register). В нем хранятся все данные о зарегистрированных клиентах данного оператора, оплативших необходимую услугу. Причем в HLR представлена достаточно подробная информация на каждого абонента GPRS-сети. Именно этот реестр использует узел обслуживания для аутентификации пользователей.

Вторая специальная база данных — реестр гостей (VLR — Visitor Location Register). В нем, как это видно из названия, сохраняются данные обо всех абонентах, временно находящихся в зоне действия данного узла обслуживания. По своей структуре VLR — полная копия реестра абонентов. Однако данные в нем хранятся не постоянно, а временно. При появлении в зоне действия нового пользователя информация о нем заносится в базу, а при выбытии — удаляется.

Ну, и последней базой является реестр оборудования (EIR — Equipment Identity Register). В нем перечисляются идентификаторы различных устройств, которые пользователи используют для подключения к GPRS-сети. Это позволяет блокировать вызовы с украденных сотовых телефонов, различных «самоделок» и «дублей».

Вот, собственно, и все, что можно сказать об архитектуре GPRS-сети. Как видите, в ней нет абсолютно ничего сложного. Но знания о ней могут оказаться полезными — точно так же, как знания о структуре Глобальной сети — простому интернетчику.

Ссылки по теме

• Что такое GPRS
• Что такое WAP

Статья получена: hostinfo.ru

загрузка...