Neste capitulo será mostrado o conhecimento obtido através do estudo de campo, realizando tracers em uma plataforma real. Utilizando um programa de monitoramento da rede foram coletados dados que serão expostos, através de uma imagem, para mostrar a comunicação entre os protocolos durante uma chamada de dados originada em um terminal móvel. Pretende-se mostrar como os protocolos se comportam e interagem para realizar a transmissão dos pacotes através da rede GSM/GPRS, abordando de forma mais clara a comunicação dentro na rede GPRS.
4.1 Tracers
Observando a Figura 6, logo abaixo, pode-se ver uma chamada de dados GPRS sendo iniciada por uma estação móvel. Nessa figura identificamos uma série de dados que são transmitidos, via protocolos específicos, entre interfaces, esses dados são: O numero de identificação da mensagem, a data e hora da mensagem, o tipo de interface que está se comunicando, o tipo de mensagem que está sendo transmitida, o tamanho da mensagem e a mensagem que está sendo transmitida (em hexadecimal). É importante salientar que o programa de monitoramento dos tracers fica localizado na plataforma SGSN, logo a análise dos dados terá como ponto de vista a posição deste ponto da rede.
As mensagens mais importantes que trafegam na rede são explicadas abaixo. Essas explicações serão organizadas pelo número de identificação de cada mensagem (Message ID). Serão abordados os protocolos que estão sendo utilizados no momento da transmissão, bem como as interfaces que se localizam entre os pontos que estão se comunicando.
Figura 6. Comunicação entre protocolos na rede GPRS. (CTBC, 2005, SGSN9810 Operation & Maintenance System)
Message ID – 1
Neste momento a estação móvel está fazendo a requisição ao SGSN para se tornar disponível a trafegar pacotes de dados. Para isso a MS precisa se comunicar com o BSS, o qual provê e gerencia o canal de comunicação entre a estação móvel e o SGSN.
Partindo da MS, um pacote é gerado utilizando cabeçalho de protocolos de rede IP/X25, para identificação na rede externa, são utilizados os protocolos SNDCP para compactação e segmentação, LLC para criptografia, RLC para segmentação dos blocos LLC em pacotes menores e MAC para sinalização de acesso, o pacote é encaminhado para o BSS através da interface Gb a qual transmite os pacotes através de sinalização GSM pela interface aérea (Um).
No BSS esse pacote é recebido e as funções MAC e RLC são validadas por seus próprios protocolos e interpretadas pelo protocolo BSSGP, que verifica
informações como prioridade, identificador de enlace lógico, etc. O chaveamento entre o RLC e o BSSGP é feito pela camada LLC. O BSSGP inclui seu cabeçalho e encaminha o pacote a camada NS juntamente com informações de roteamento. A interface NS provê uma conexão ponto-a-ponto entre o BSS e o SGSN. O pacote é enviado para o SGSN através de uma interface de sinalização GPRS.
Como a comunicação é ponto-a-ponto, os pacotes, ao chegarem no SGSN são entregues diretamente utilizando o protocolo BSSGP.
Message ID – 2 e 5
Nestas mensagens acontece a negociação da gerência de mobilidade, onde o pacote enviado pela MS ao SGSN entrega parâmetros de gerência de mobilidade GMM (GPRS Mobility Management) a camada LLC, dependendo dos valores utilizados, pode indicar que a conexão da estação móvel na rede GPRS acontecerá toda vez que o telefone solicitar. A camada LLC negocia os parâmetros passados e esses passam a serem utilizados na transmissão. Esse processo ocorre constantemente durante a conexão, visando uma atualização da localização da estação móvel.
Message ID – 3
Ativação do serviço de transmissão ponto a ponto entre usuários, utilizando o protocolo PTP (Point To Point) da rede GSM.
Message ID – 4
Após receber o pedido da estação móvel o SGSN faz à mesma, uma requisição de autenticação, o processo de transmissão é o mesmo visto do tópico 3.6.3 ao 3.6.5.
Message ID – 6
Ao receber a requisição de autenticação a estação móvel envia uma nova mensagem ao SGSN contendo a resposta para a autenticação.
Message ID – 8
Através de funções internas que não são abordadas neste trabalho, o SGSN se comunica com HLR, utilizando protocolos de sinalização da rede GSM, para
verificar se o cliente pode utilizar o serviço naquele momento. Caso seja possível realizar a chamada o SGSN retorna a MS uma mensagem autorizando a transmissão.
Estas mensagens iniciais fazem parte do procedimento de conexão ao GPRS. Na Figura 7 tem-se uma visão simplificada desse processo.
Figura 7. Conexão ao GPRS. Modificada de (AGILENT Technologies, 2002, p.8).
Através da Figura 6 pode-se notar que o trabalho dos protocolos entre os nós da rede torna todo o processo de transmissão dos dados transparente até mesmo para as plataformas.
Message ID – 11
Como o monitoramento está sendo feito no próprio SGSN, neste momento é possível visualizar o protocolo BSSGP entregando ao LLC as informações que foram chaveadas no BSS, bem como identificar o tipo de conexão utilizada. O BSSGP passa um pacote BSSGP_UL_UNIDATA para a camada LLC, ou seja, está sendo especificada uma transmissão de dados não orientada à conexão.
Message ID – 13 até 18
Comunicação entre a MM (Mobility Management) e a camada de sinalização SM (Signalling Manager). Neste momento a camada MM realiza procedimentos de atualização da localização da MS e de handoff.
Message ID – 19, 21 e 22
Através destas mensagens o terminal solicita ao GGSN a autorização para trafegar dados com um determinado perfil. Somente após este procedimento o terminal possui um endereço IP para utilizar em sua comunicação.
Durante a transmissão é criado um túnel virtual entre o SGSN e o GGSN utilizando o protocolo GTP. Este fornece ao pacote a ser transmitido, através de seu cabeçalho, um identificador de túnel (TID) para identificar o destino e a transação para a qual aquela mensagem se destina. O cabeçalho deste protocolo segue um padrão de tamanho de 8 bytes e seu funcionamento independe do protocolo de transporte, logo é utilizado, nesta comunicação, sobre o TCP/IP, facilitando a implementação da rede.
Message ID – 39 e 40
Nesta mensagem identifica-se o nó PCU se comunicando com o GGSN para realizar a gerência da chamada de dados. Para isso são utilizados os protocolos da interface Gn, entre GGSN e SGSN, e os protocolos da interface Gb entre o SGSN e a PCU. Nota-se que o SGSN faz uma ponte entre os outros dois nós da rede, isso possibilita o monitoramento do tráfego de dados.
Como o monitoramento da plataforma é feito no SGSN pode-se especificar apenas que a PCU está, junto ao GGSN, configurando e supervisionando a chamada de dados ativa. Através do campo message type é possível identificar qual protocolo está sendo utilizado para a transferência da mensagem, neste caso é o protocolo GTP, logo se conclui que o uso deste protocolo não se limita ao canal entre SGSN e GGSN, ele pode ser utilizado em outros canais.
O nó PCU pode, também, desconectar a chamada ou fazer mudanças de células, pode configurar de recursos de radio e atribuir canais de comunicação.