Mobilidade no IPv6

1. Mobilidade no IPv6 Dairton L. Bassi Filho dairton@ime.usp.br Novembro/2004

2. Recursos do IPv6 • Baseado no IPv4 • Endereçamento de 128 bits • Tipos de endereço: unicast, multcast ou anycast • Formato do cabeçalho 340282366920938000000000000000000000000

3. Recursos do IPv6 • Segurança mais robusta • Otimizações no roteamento • Recursos de autoconfiguração • Melhorias no suporte a dispositivos móveis

4. Cabeçalho IPv6

5. Campos do Cabeçalho • Version: identifica a versão do protocolo • Priority (Classe de tráfego): equivalente ao campo Tipo de Serviço do IPv4 • Flow Label: identificar um fluxo • Payload Length: número de bytes de dados após o cabeçalho • Next Header: protocolo que deve tratar o próximo header • Hop Limit: número máximo de roteadores • Source address: origem do pacote • Destination address: destino do pacote

6. Otimizações no Roteamento • Não há campo de opções • Não tem checksum • Tamanho do cabeçalho fixo em 40 bytes • Permite criar fluxos de dados

7. IPv6 Móvel Funcionamento básico • A unidade móvel sempre possui um home address • Quando fora de sua rede, adquire um care-of address • Envia um Binding Update para seu Home Agent • O Home Agent intercepta os pacotes e redireciona para o care-of address

8. Comunicação Básica Toda unidade móvel envia: • um Binding Update ao Home Agent • um Binding Update para cada nó comunicante • Os nós enviam os pacotes pela rede fixa para o care-of address • Não há agente estrangeiro

9. Estruturas de Dados Todo nó do IPv6 possui: • Binding cache – lista dos bindings de outras unidades móveis • Binding Update List – lista dos nós que receberam um Binding Update • Home Agent List – lista dos roteadores que se comportam como agentes

10. Segurança • Todo nó consegue verificar a autenticidade dos dados • Dois mecanismos de segurança: • Authentication Header, usando MD5 • Encriptação dos dados (Encrypted Security Payload), usando DES • Não há mais problemas com “Ingress filtering” • Solução: colocar o care-of address no source do pacote

11. Protocolo Hierárquico Claude Castelluccia. HMIPv6: A Hierarchical Mobile IPv6 Proposal. Mobile Computing Communications Rewiew, Volume 4, Number 1, 2000 Trata de forma específica movimentações locais e globais Vantagem: alivia o tráfego da internet

12. Motivação - Com um excessivo crescimento do número de hosts móveis a tendência é a perda da qualidade de serviço e aumento do delay na entrega dos pacotes. - 69% das movimentações são locais, portanto um modelo que trate as movimentações localmente pode ser mais adequado à internet.

13. Idéia Geral • Criar uma hierarquia de redes onde o deslocamento de uma unidade móvel possa ser tratado de forma transparente para os níveis superiores. • Usar a rede local para gerenciar os deslocamentos e evitar o envio de dados pela internet.

14. Conceitos • Site: tem uma dimensão arbitrária e pode ser constituído por uma ou várias redes. • Rede de Mobilidade: rede que define um espaço de endereçamento para unidades móveis. • Movimentações na rede de Mobilidade: • Intra-site • Inter-site

15. Endereçamento Cada unidade móvel possui: • Home address • Phisical Care-of Address (PCoA) • Virtual Care-of Address (VCoA)

16. Redes de Mobilidade • Cada RM pode conter outras RMs.* • A UM possui um VCoA para cada RM a que está associada.* • Servidores de mobilidade são roteadores que encaminham pacotes e armazenam bindings das UMs que estão usando a rede. • Uma hierarquia de RMs pode ser vista como uma árvore de redes.*

17. Movimentação Ao entrar em operação os seguintes bindings são realizados: • Home Address – VCoA, no Home Agent e hosts externos • Home Address – PCoA, nos hosts do site • PCoA – VCoA, no servidor de mobilidade

18. Movimentação Intra-site Ao trocar de site só é preciso tro18car o PCoA. Inter-site Movimentações grandes também requerem a troca do VCoA.

19. Bindings Intra-site • Para o servidor de mobilidade, vinculando PCoA – VCoA • Para cada host local, vinculando PCoA – Home Address

20. Bindings Inter-site • Para o servidor de mobilidade, vinculando PCoA20 – VCoA • Para cada host local, vinculando PCoA – Home Address • Para o Home Agent e os hosts externos, vinculando Home Address – VCoA *

21. Estendendo o conceito Agora imagine uma rede de mobilidade com vários níveis, como uma árvore de sites e sub-sites, de forma que em cada nível haja um binding entre o VCoA local e o VCoA do nível inferior. Quando uma UM se move de um sub-site para outro os endereços são rearranjados somente até o nível da movimentação.

22. Árvore de Redes

23. Visão dos Bindings

24. Otimização Quando uma UM não se movimenta a RM1 pode fazer binding com PCoA pulando a transmissão por vários níveis.

25. Pontos Relevantes • -Acréscimo de um nível de indireção no roteamento • +Tira o gargalo da internet e leva para os servidores de mobilidade • Solução: mais servidores • +Manutenção dinâmica e transparente da RM • +Desloca acomunicação da internet para a rede local => reduz a perda de pacotes

26. Handoff no Cliente Evitar ou minimizar a “quebra” de comunicação durante o handoff

27. Possíveis Soluções • Adicionar algoritmos em entidades da rede • Adicionar inteligência nos clientes

28. Módulo de Handoff O Módulo de Gerencia os handoffs (MoH) Obtêm informações de três camadas: TCP IP Link

29. Mecanismos • Sempre que um RA é recebido o handoff é tentado • O MoH avalia e filtra os RAs evitando handoffs que não compensem • Sempre que preciso o handoff é forçado • O status da camada de link é usada para perceber a desconexão rapidamente

30. Escolha do melhor link • A unidade móvel mantém uma RA cache • Quando o handoff é necessário um RA é eleito do RA cache • Principais Critérios: • Qualidade de sinal do link • Tempo desde a última atualização da entrada

31. Escolha do melhor link • Critérios menos importantes: • Número de hops até o roteador • Se o roteador é ou não acessível no link local

32. Tipos de handoff • Hard Handoff • Quando houve uma falha na conexão ou o MH torna-se inacessível • Soft Handoff • Quando a qualidade do sinal alcança um limiar pré-definido • O status da conexão TCP é verificado antes do handoff

33. Handoff rápido para aplicações multimídia Evitar perda da qualidade de serviço em aplicações multimídia e de tempo real

34. Fluxo IPv6 • O IPv6 oferece suporte a fluxos. • Um fluxo é uma seqüência de pacotes para os quais é necessário um tratamento especial • Indicado para áudio, vídeo e aplicações de tempo real

35. RSVP RSVP (Resource reSerVation Protocol) é um protocolo de tempo real que reserva recursos no caminho entre dois hosts.

36. Tempo Total do Handoff Quando um host muda seu ponto de conexão algum tempo é despendido com: • Execução do handoff • Estabelecimento de uma nova seção RSVP • Reserva dos recursos no novo caminho

37. Algoritmo • MH informa ao Roteador Atual (RA) o endereço IP do Novo Roteador (NR) • RA estabelece um túnel IP com RA • MH configura um novo care-of address • MH envia binding para CH informando o novo care-of address

38. Algoritmo • CH envia mensagens RSVP para configurar o novo caminho e assegurar o termos de qualidade de serviço • RA cria um túnel RSVP com MH para continuar a transmissão • Quando a nova rota fica pronta MH envia um binding definitivo para CH.

39. D. Johnson and C. Perkins. Mobility Support in IPv6. IETF lnternet Draft, drc~-ietf-mobileip-ipv6-O9.txt, October 1999. Claude Castelluccia. HMIPv6: A Hierarchical Mobile Ipv6 Proposal. Mobile Computing and Communications Review, Volume 4, Number 1, 2000 G Kirby. Locating the User. Communicatoin Internatoinal, 1995 Patanapongpibul, Leo and Mapp, Glenford. A Client-based Handoff Mechanism for Ipv6 Wireless Networks, 2002 Plasto, Daniel. Fast RSVP Handovers in Mobile IPv6 First Australian Undergraduate Students’ Computing Conference, 2003 Sousa, Tiago Monteiro, Edmundo e Boavida, Fernando. Estudo do IPv6 Móvel em Linux, 2003 Huitema, Chistian IPv6 The new Internet Protocol – second edition Comer, Douglas Internetworking with TCP/IP – third edition Kurose, James e Ross, Keith Redes de computadores e a Internet – primeira edição RFC 3775 http://www.ietf.org/rfc/rfc3775.txt Referências

40. Perguntas ?