ESM Implementation in die NS-3 Simulationsumgebung

Projektumfeld
Das Mobilkommunikationsnetzwerk der nächsten, 4. Generation ist unter dem Namen Evolved Packet
System (EPS) bekannt und wurde vom 3rd Generation Partnership Project (3GPP) standardisiert. Der
wichtigste Unterschied zur 3. Generation (3G) Netzen, in welchen Sprachdaten noch
leitungsvermittelt über GSM übertragen werden, ist, dass in >3G Netzen sämtliche Dienste IP und
somit paketbasiert sind. Um in einem paketbasiertem Netz einen gewissen Grad an Qualität
gewährleisten zu können, ist der Einsatz von QoS nötig, da im Gegensatz zu leitungsvermittelten
Netzen, die Ressourcen nicht mehr fix reserviert werden. Innerhalb des Radio Access Networks sind
die Umsetzung von QoS Anforderungen eines Benutzers und das management dessen Mobilität die
Hauptaufgaben des EPS Session Managements (ESM), welches den Kern dieser Arbeit darstellt.
Ns-3 ist ein eventbasierter open source Netzwerksimulator, der es ermöglicht, Netzwerkprotokolle
detailliert in einer virtuellen Umsetzung im Labor zu testen, um allfällige Schwachstellen oder
Optimierungsmöglichkeiten zu finden.
Auftrag
Das konkrete Ziel dieser Arbeit ist die Analyse des default und dedicated bearer Aufbaus, welche
einen Teil des ESM bilden und unverzichtbar für eine funktionierende Kommunikation sind. Der
default bearer Aufbau wird in ns-3 implementiert. Dies umfasst sowohl die Implementation der
benötigten messages, wie auch die Implementation des EPS Komponentenverhaltens durch
Protokollautomaten. Der message flow zwischen den EPS Komponenten und die Felder der messages
sollen mit Hilfe von Wireshark überprüft werden können.
Ergebnis
Der Aufbau des default bearers wurde analysiert und erfolgreich in ns-3 umgesetzt. Anhand der aus
dem Simulationsszenario erstellten PCAP Dateien kann der message flow zwischen den EPS
Komponenten und eine korrekte Kodierung und Decodierung der messages sichergestellt werden. Die
Analyse der Messages und der Protokollautomaten des dedicated bearer Aufbaus wurde
abgeschlossen und erleichtert dessen Implementierung in ns-3 für spätere Arbeiten.