網路服務提供者

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WiMAX的主要標準
 WiMAX架構在IP上,從802.16標準一路走來,經過
802.16a、802.16-2004和802.16e-2005等階段,其中以
2004和2005為主要分水嶺。
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 802.16-2004:又稱為802.16d,固接WiMAX (fixed
WiMAX)
 802.16e-2005:簡稱為802.16e,為彌補802.16d只支援固
定式連接所開發具行動能力的WiMAX,此標準稱為行動
WiMAX(mobile WiMAX)
WiMAX架構
名詞解釋及其意義
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BS(Base Station): WiMAX基地台
MS(Mobile Station):行動站
SS(Subscriber Station):用戶工作站
ASN(Access Service Network):存取服務網
ASN-GW:ASN閘道
NAP(Network Access Provider):網路存取提供者
ASP(Application Service Provider):應用服務提供者
NSP(Network Service Provider):網路服務提供者
AAA(Authentication Authorization Accounting):驗證、授權、帳務伺服
器
 CSN(Connectivity Service Network):連接服務網
 HA(Home Agent):本家代理,儲存行動站的永久IP位址
 FA(Foreign Agent):外地代理,儲存行動站造訪它所在網路的相關資訊,
並通告行動站所使用的臨時位址
WiMAX 邏輯連線圖
WiMAX架構以模組化、功能結構和服務提供者的方式組成,共三部分:
網路存取提供者(NAP)、網路服務提供者(NSP)和應用服務提供者(ASP)。
用戶與基地台之間的連線可為非視線(non-line-of-sight),而基地台之間的
連線則為視線(line-of-sight)。
ASN, CSN, ASP
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ASN
ASN提供無線微波給WiMAX用戶,是用戶的存取網路,其功能包含:
選擇合適的NSP所在的CSN
IP連線的中繼站、資料轉送
微波資源管理、群播和廣播控制
ASN-GW將匯聚的資料上傳給CSN,並將匯集的資料下載給各BS所涵蓋行動機具,其功能包括 QoS、
允入控制和監查流量,密鑰管理,以及ASN之間行動性的FA功能
CSN
CSN提供ASN對IP網路的連接性,其功能包含:
AAA和HA對IP位址的配置
透過RADIUS協定執行AAA的身分驗證、使用授權和帳務統計
抵達HA的封包以鑿隧的方式將資料包移轉到新的ASN
負責連網其他IP網路、VPN、群播服務、傳訊等
網路組態設定:網管服務、Ethernet管理服務
ASP
ASP可利用WiMAX的無線行動性、高傳輸速率以及長距離的連接,開發出各種應用,如公眾安全警急
通告(public safety alert system)、位置發現服務(location discovery service)以及多媒體服務等。
漫遊:HA和FA
 當行動站(MS)移動到遠處其他的網路時,原來在本家
所使用的IP已無法於該處使用,為使行動站能隨處保
持連線,必須暫時更動行動站的IP位址,因此在路由
器加上本家代理(HA)和外地代理(FA)的設計。
 當MS造訪其他網路,傳送給MS的IP封包會被HA攔截,
然後使用暫時的 IP位址(稱為 Care of Address, CoA)鑿
隧連線到所造訪的網路,此時FA收到封包,解封裝後
再送給此MS,MS再塞回原來的IP位址。MS可直接回
覆該主機,或再以鑿隧的方式送給HA,再由HA轉送。
漫遊
WiMAX的未來
 事實上WiMAX新標準802.16m已經發表,目標向Gbps的速率邁進,
現在已達350Mbps,因此802.16m又稱為WiMAX2,即第二代
WiMAX,為爭取下一世代(4G)行動通訊寶座的目標前進。
 不過在兩強相爭的情況下,各國及廠家均很謹慎的評估。
WiMAX有一些問題存在,第一是使用的頻段全球不一,且各國
執照的發行進度也不相同,這對於國際漫遊是一大障礙;其次,
以使用者的角度來看,在現有蜂巢式環境下,使用者不容易放
棄既有的行動電話。
 由於Intel眼見各業者對WiMAX的支持遠不及LTE,Intel深感失望
有心灰意冷之態,台灣對WiMAX產業建置投資甚大,目前已開
放WiMAX執照多年,共有六家廠商開始試營運,希望台灣對
WiMAX產業的押注能成功,目前呈現的營運效果不彰。
 目前歐美對LTE的發展尚未完全成功,未來是LTE或WiMAX成為
4G龍頭的標準,現在仍言之過早;是否初期WiMAX和LTE雙軌並
行,爾後態勢明朗就能一決勝負。
蜂巢式系統演進
 無線語音通訊系統,即蜂巢式系統,經過20多年的發
展,從第一代(1G)的類比系統AMPS只提供語音功能;
第二代(2G)的數位系統有IS-136, GSM和IS-95等三種標
準,引進新的存取技術是CDMA,除了改善語音功能
外還可以傳輸簡訊(SMS)的數位資料;第三代(3G)
IMT-2000有IMT-DS, IMT-MC, IMT-TC, IMT-SC和IMTFT等五種標準,採用由CDMA演進而來的技術,如WCDMA和CDMA2000,具有行動語音和通訊功能,其
應用包含語音視訊、Internet存取和行動電視等。
蜂巢式系統:GSM + GPRS
名詞解釋
 BTS(Base station Tranceiver System): 基地台
 BSC(Base Station Controller):基地台控制器,管理並匯聚BTS的資料,以轉送至MSC
 PCU(Packet Control Unit):封包控制單元,匯集並將資料轉送至SGSN
 BSS(Base Station Subsystem):基地台子系統
 MSC/VLR(Mobile Switching Center / Visitor Location Register):行動交換中心/訪客位置登
錄器,行動交換中心負責連接通話的兩方,並切換至市話系統;訪客位置登錄器決定用
戶目前所在位置
 SGSN(Serving GPRS Support Node):GPRS服務節點,提供位置的行動管理,可等同視為
MSC封包
 GGSN(Gateway GPRS Support Node):GPRS閘道節點,具IP路由器功能,將GPRS連接到
Internet
 PDN(Packet Data Network):封包資料網路
 HLR/AUC(Home Location Register/Authentication Center):本家位置登錄器/驗證中心,HLR
是GSM系統資料庫,有用戶的資訊;AUC則驗證連上GSM的用戶身分
 SS7(Signaling System No. 7):第7號傳訊系統,多為無線系統使用
 NSS(Network Switching Subsystem):網路交換子系統
 GPRS Core:GPRS的核心網路
3G系統
 3G IMT-2000的規格要求:固接速率可達2Mbps、市區行人
384Kbps以及汽車行駛環境144Kbps。除了速率的要求外,3G希
望能夠對語音電話、互動式遊戲、網頁瀏覽、E-mail以及串流的
多媒體應用提供較好的QoS。
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 CDMA2000:早期CDMA2000為達到最高2Mbps的速率,開發出EV-
DO(Evolution Data Only)只傳輸高速率資料,後期再開發全功能的行
動通訊。
 UMTS(W-CDMA):UMTS是以GSM系統為基礎開發為IMT-2000的3G
技術,隨著GSM的風行全球,六個通訊大國組成了3G夥伴專案,
3GPP(3G Partner Project),持續對UMTS開發,於1999年釋出UMTS
R99的標準
 HSPA:高速封包存取(High Speed Packet Access, HSPA)是3GPP持續
對UMTS加強的標準,一為下載HSDPA,速率可達14.4 Mbps;另一
為上傳HSUPA,速率可達5.7 Mbps:分別為3GPP R5和R6的技術標準。
3GPP LTE
 HSPA+:3GPP於2007年釋出3GPP R7標準,即HSPA的
進化版HSPA+,使用多重輸入多重輸出(Multiple Input
Multiple Out, MIMO)天線技術,速率可達下載
21.1Mbps上傳11.5Mbps;於2008釋出3GPP R8時,已
可達42/21 Mbps,同時在R8時也定義進化的電波介面
EUTRAN(Evolved UMTS Terrestrial Radio Access Network)
為全IP的系統架構進化(System Architecture Evolution,
SAE)。
 WiMAX和LTE/UMTS系統互通:3GPP 於2009釋出R9,
定義WiMAX與LTE/UMTS系統之間的互通。
3G的UMTS,3GPP的EUTRAN
名詞解釋
 服務閘道(Serving Gateway, SGW):SGW介於無線存取和核心網路之
間,負責維護eNodeB和PGW閘道之間的路徑,繞送eNodeB之間的
行動性以及與其他2G或3G系統之間的交換
 行動管理實體(Mobility Management Entity, MME): 負責UE網路存
取資源的管理等控制,以及支援呼叫、漫遊和交遞的信號控制。
MME管理用戶的會期,以及所有的eNodeB;也負責閘道的選取
(SGW或PGW),包括交遞到傳統2G/3G系統。
 封包資料網路閘道(Packet Data Network Gateway, PDNGW or PGW):
PGW是通往外部封包資料網路的關口,其功能有政策管理、封包過
濾及收費的支援。
 政策和收費規則功能(Policy and Charging Rules Function, PCRF):這
是3GPP R7的功能模組,是由政策決定和收費規則兩功能模組組成。
於R8時其功能再加強以便和非3GPP系統之間的運作。
語音LTE SAE的邏輯架構
LTE Advanced
 全球通訊與漫遊
 相容的服務,與其他通訊系統的互通
 高速漫遊速率達到100 Mbps,而低速漫遊時達到
1Gbps
 3GPP於2009年提出R10,即LTE進階(LTE Advanced),希
望能評估為IMT-Advanced,或大家所說的4G。
雲端運算相關名詞解釋
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 叢集運算:將許多工作站以網路串接起來,同時平行處理
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一件工作的運算方式
格網運算:利用格網系統軟體整合分散各地的計算資源,
合力處理一些大型計算問題,並透過跨叢集的工作管理系
統來讓整個格網運算平台達到最大生產力的運算方式
平行處理:將一件工作切割成許多小工作,分配給許多處
理器同時處理,之後再將結果彙整
網路檔案系統: 將遠端網路的儲存系統附掛在近端,就好
像自己的檔案系統一樣
資料中心:又稱為伺服器叢(server farm),是一個資料和儲
存器集中管理的地方,除了有很多伺服器和儲存系統外,
也提供通訊設施
雲端運算服務類別
 一般雲端運算服務的提供者,其提供的服務可分為以下幾
種類別:
 EaaS(Entertainment as a Service),娛樂服務:這一個類別是
比較生活休閒性的,如相片展示、KTV、電影欣賞
 SaaS(Software as a Service),軟體服務:此類別提供各種軟體
的使用給客戶,客戶不必再投資安裝伺服器或購置大量的軟
體授權
 PaaS(Platform as a Service),平台服務:此類別是提供較高層
次服務所需的軟體開發環境。客戶可利用雲端的PaaS平台,
如中間軟體(middle ware),建置自己的應用系統
 IaaS(Infrastructure as a Service),基礎建設服務:此類別提供
儲存空間、運算資源、網路設備等基礎設施給客戶,以處理
其訊務並儲存資料
雲端運算
雲端模型-1
 公眾雲(Public Cloud)由第三方所經營管理,屬於外部的雲朵,它提供
廉價的服務,是一種付費即用的型式,客戶共享一樣的基礎資源,相
似的組態設定。其好處是除了廉價之外,擴充也容易。
 私有雲(Private Cloud)完全由企業自行建立,主要是能完全掌控資料
的安全性。它有兩種經營模式,一種是獨資經營的資料中心,資料處
理比較標準化且安全,但擴充性比較受限,營運成本較高。另一種是
委外經營的私有雲,提供者必須特別設置個別性的運作環境,保證其
私密性。
 社群雲(Community Cloud)是由一群需求相近且尋求一齊分擔運作設
施需求的機構組織所建立的雲朵。這種選擇的私密性和安全性比公眾
雲高,且資源的成本負擔容易回收。主機或網站代管就是一例。
 混合雲(Hybrid Cloud)結合公眾雲和私有雲的運作模式,企業可將營
運內容分割,開放公眾性的部分劃為公眾雲,私密和安全性或希望自
己控管的部份劃分為私有雲。
雲端模型-2
雲端運算實例
 亞馬遜EC2:IaaS
 紐約市和微軟:SaaS
 Yahoo Flickr:EaaS
 Windows Azure Platform:PaaS
 Google應用引擎:PaaS
雲端運算面臨的挑戰
 資料保護
 資料復原與可用性
 法規與協議
 資料的可攜性