Suportul pentru mobilitate la nivel retea

1. Suportul pentru mobilitate la nivel retea Mobile IP

2. Cuprins • Introducere • Mobile IP • Capabilitatile Mobile IP • Reverse Tunneling • Route Optimization • Mobile IPv6

3. Introducere • Mobile IP permite managementul mobilitatii in retele wireless

4. Mobile IP • Mobile IP – MIP • MIP este proiectat cu scopul de a oferi suport pentru mobilitate in Internet • Nod mobil (mobile node) – MN • Pentru ca un MN sa pastreze conectivitatea cu alte noduri si in acelasi timp sa schimbe punctele de conectare la diferite retele, trebuie sa mentina aceeasi adresa IP • Versiuni MIP • MIPv4 pentru retele IPv4 • MIPv6 pentru retele IPv6

5. Home network – reteaua de la care MN isi muta punctul de conectare • Home agent (HA) – nod de retea din home network

6. Foreign network – reteaua la care MN isi muta punctul de conectare • Foreign agent (FA) – nod de retea din foreign network • Care-of address (CoA) – identifica locatia FA

7. Dupa ce MN se reataseaza la foreign network se inregistreaza la FA • MN comunica agentului HA adresa CoA • HA urmareste locatia MN • MN are o adresa IP din home network si FA suporta mobilitatea in foreign network furnizand rutare MN

8. Serverul transmite o datagrama IP pentru MN. Deoarece adresa MN este din home network datagrama este rutata spre home network.

9. La home network datagrama este interceptata de HA. HA incapsuleaza datagrama intr-o datagrama IP avand adresa destinatie CoA (tunneling) si retransmite datagrama, care va fi rutata la FA.

10. FA elimina headerul IP exterior, incapsuleaza datagrama IP originala intr-un PDU de nivel retea si transmite la MN datagrama originala.

11. MN transmite o datagrama IP Server-ului avand ca si adresa destinatie adresa IP a Server-ului. Datagrama este transmisa unui ruter din foreign network. Tipic acest ruter este de asemenea FA.

12. Datagrama IP ajunge direct la Server pe baza adresei IP destinatie care este a Server-ului.

13. Capabilitatile MIP • Discovery: un MN foloseste o procedura de descoperire pentru a identifica un viitor HA si FA • Registration: un MN foloseste o procedura de inregistrare autentificata pentru a informa HA asupra CoA • Tunneling: folosit pentru a inainta datagrame IP de la o adresa home la o CoA

14. Discovery si registration • HA-urile si FA-urile isi anunta prezenta periodic prin mesaje advertisment • Mesajele advertisment sunt mesaje de tip ICMP • Procedura de descoperire este un proces continuu pentru MN

15. Daca un MN nu primeste nici un advertisment, trebuie sa solicite un advertisment folosind ICMP • Daca un MN primeste un advertisment de la propriul HA, trebuie sa isi elibereze (deregister) CoA

16. Daca un MN primeste un advertisment de la un FA, trebuie sa se inregistreze (register). MN transmite un registration request la HA folosind protocolul UDP. HA creaza o legatura de mobilitate (mobility binding) intre adresa MN din home network si CoA curent. Un registration reply indica rezultatul cererii de inregistrare.

17. Un FA mentine o lista a MN-urilor continand urmatoarele informatii: • Adresa de nivel legatura a MN • Adresa IP din home network a MN • Portul sursa UDP al mesajului registration request • Adresa IP a HA • Un camp de identificare • Timpul de viata al inregistrarii • Timpul de viata ramas al inregistrarii curente sau in asteptare

18. Tunneling • Folosit la inaintarea datagramelor IP de la o adresa home la o CoA • Tipuri de IP tunneling • IP-within-IP encapsulation • Minimal encapsulation • Generic routing encapsulation (GRE)

19. IP-within-IP encapsulation • Intreaga datagrama IP devine payload intr-o noua datagrama IP • Headerul IP original, interior, ramane neschimbat cu exceptia campului TTL care este decrementat cu 1

20. Headerul IP exterior este un header complet in care: • Campurile Version si ToS sunt copiate din headerul original • Adresa sursa este adresa IP a HA • Adresa destinatie este CoA

22. Minimal encapsulation • Overhead redus • Se foloseste un nou header, minimal forwarding header, in care campurile Protocol, Destination Address si Source Address sunt copiate din headerul original

23. Headerul IP exterior (modificat) se formeaza din headerul IP original: • Se modifica campurile Total Length, Protocol, Header Checksum, Source Address si Destination Address • Adresa sursa este adresa IP a HA • Adresa destinatie este CoA

25. Reverse Tunneling • Probleme legate de operarea Mobile IP • Ingress Filtering • Location Management • Reverse Tunneling • MN transmite pachetele la HA • HA inainteaza pachetele spre CN • Dezavantaj: ineficienta rutarii

26. Route Optimization • CN mentine binding cache a MN home address si CoA • CN poate trimite mesaje direct la CoA in loc de HA

27. Route Optimization • Daca MN se muta, FA trimite un binding warning la HA legat de new binding; HA trimite un binding update la CN pentru noul CoA • Daca lifetime a expirat CN trimite binding update la HA pentru reimprospatarea propriului binding cache

28. Mobile IPv6 • Retine aceeasi adresa IPv6 indiferent de locatie sau elemente de retea specifice si/sau retele folosite pentru conectivitate • MIPv6 se bazeaza pe capabilitatile IPv6 • Nodul mobil (MN) este identificat de “home address” • Home address este o adresa IPv6 asignata MN cu prefixul subretelei home din home link • Cand MN este acasa pachetele adresate home address sunt rutate spre home link-ul MN-ului

30. Cand nu este acasa, un MN este de asemenea asociat cu o adresa “care-of” (CoA) care furnizeaza informatii despre locatia curenta a MN-ului. • Pachetele IPv6 adresate adresei home a MN-ului sunt rutate transparent spre CoA. • O CoA este o adresa IPv6 asociata cu un MN care are un prefix de subretea dintr-un anumit foreign link • Protocolul permite nodurilor IPv6 sa memoreze (cache) legatura (binding)unui home address cu CoA al MN-ului si apoi sa transmita pachetele destinate MN-ului direct la CoA

31. Pentru a suporta aceasta operatie MIPv6 defineste un nou protocol IPv6 si o noua optiune destinatie • Toate nodurile IPv6, mobile sau stationare, pot comunica cu MN-urile • Orice nod care comunica cu un MN este referit ca si correspondent node(CN) • Mobilitatea bazata pe IPv6 foloseste doua adrese IPv6 per host mobil: • O adresa IPv6 permanenta (home address) folosita pentru identificare • O adresa IPv6 care se schimba in functie de locatia curenta a MN-ului (CoA) folosita pentru rutare

33. Asocierea dintre home address si CoA a unui MN este cunoscuta ca si “binding” pentru MN • Cand este departe de casa un MN isi inregistreaza CoA primara cu un ruter din home link cerandu-i astfel sa functioneze ca si HA (home agent) pentru MN • MN indeplineste acest “binding registration” transmitand un mesaj “binding update (BU)” la HA • HA este si/sau opereaza ca un router, un dispozitiv care inainteaza pachetele IP care nu ii sunt explicit adresate

34. HA este folosit pentru suportul conectivitatii pe “upstream link” (MN la CN) • Pe “downstream link” (CN la MN), CN realizeaza rutarea pachetelor spre MN folosind header-ul routing • CN invata pozitia MN procesand BU-urile • MN primeste router advertisements care specifica prefixullocatiilor remote vizitate si adauga prefixul la propriul interface ID.

36. Comunicatia cu MN poate avea loc in doua moduri • Bidirectional tunneling • Direct routing (route optimization) • Bidirectional tunneling: • Traficul de retea la HA poate intens • CN nu are cerinte in ceea ce priveste suportul mobilitatii • MN nu are vizibilitate directa relativ la CN

39. Direct routing (route optimization): • HA are un rol mai mic • MN are trei functii • Incapsuleaza si decapsuleaza pachetele IPv6 • Trimite BU-uri si primeste BA-uri (implica procesarea mobility header) • Urmareste BU-urile trimise • CN are trei functii • Proceseaza mobility header (BU-uri si BA-uri) • Proceseaza/foloseste routing headere tip 2 • Mentine binding cache

40. Routing header type 2

41. Destination option extension header