mobilidade em ipv6
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Mobilidade em IPv6 Implementação e análise de técnicas de mobilidade
rápida
Jorge Matias, João Saraiva, Fernando M. Silva, Rui Rocha
CRC’2004 Leiria, 08-10-2004
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Sumário
u Enquadramento u Condicionantes no HandOver Tempo de transição e impacto nas ligações TCP u Soluções em análise u Implementação u Conclusões
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Mobile IPv6 em redes sem fios
HA
AR
CN MN
INTERNET
HA – Home Agent + Router AR –Access Router MN – Mobile Node CN – Correspondent Node (Server)
Rede de Casa
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Mobile IPv6 em redes sem fios
HA
AR
CN
MN
INTERNET
HA – Home Agent + Router AR –Access Router MN – Mobile Node CN – Correspondent Node (Server) Binding Update e Binding Acknowledge
Rede visitada
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Mobilidade rápida u Transição rápida entre redes adjacentes
– Um computador tem de adquirir um novo IP – Impacto desta mudança nas ligações TCP
existentes é significativo
u Objectivo – Avaliar as latências inerentes ao processo de
transição ao nível do transporte – Análise dos factores chave neste processo – Estudo e implementação de uma solução de
mobilidade rápida – Avaliação do desempenho
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Configuração de Endereço IP
u IPv6 Stateless Autoconfiguration contempla duas fases: – Aquisição de informação sobre a sub-
rede (ICMPv6: Router Solicitation e Router Advertisement)
– Geração de endereço e IPv6 e verificação de existência de duplicado (Duplicate Address Detection) com Neighbor Discovery Protocol
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Problemas u Latência na transição entre sub-redes:
– tempo de detecção de mudança de sub-rede; – verificação de endereço duplicado.
u Consequências: – UDP perde pacotes durante período de
escuridão – Diminuição da janela de congestão com as
sucessivas transmissões de pacotes sem confirmação.
– Atrasos na rede tornam mais lenta a recuperação do valor da janela de congestão do TCP.
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Soluções Detecção de mudança de rede
u Transição desencadeada pelo encaminhador: – Encaminhador envia RA logo que o móvel se associe.
Mobile Node Access Point Access Router
Reassociation.request
Reassociation.reply
Association Event
Router Advertisement
Diagrama Temporal
Transição desencadeada pelo encaminhador
t
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Soluções Detecção de mudança de rede
u Transição desencadeada pelo móvel: – Móvel envia um RS e espera por um RA
Mobile Node Access Point Access Router
Reassociation.request
Reassociation.reply
Router Solicitation
Router Advertisement
Diagrama Temporal
Transição desencadeada pelo móvel
t
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Implementação Diagrama de Rede
IPv6 router AR2
AR1
MN
CN
HA
INTERNET
Diagrama da bancada de ensaios
Access Router
Access Router
Home Agent + Access Router
Correspondent Node (Servidor FTP)
Mobile Node (Cliente FTP)
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Implementação
Ambiente de Desenvolvimento e Teste u HA e MN: Linux v2.4.26 com MIPL v1.1 u CN: Linux v2.6.7
– servidor FTP u AR1 e AR2: Linux v2.6.6
– Driver HostAP modificado – Aplicação RADVD modificada – Módulo de QoS “Delay Simulator” para introduzir
latência na rede
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Implementação
Ambiente de Desenvolvimento e Teste u Recolha de dados estatísticos
– MN e Servidor sincronizados por NTP – Monitorização das ligações FTP com “tcpdump” – Processamento do “tcpdump” com “tcptrace”
para recolha da evolução da janela de congestão
– Monitorização de eventos (L2, RtAdv, BU e BA) no MN c/ “iwevent” e “tcpdump”
– Integração de estatísticas e eventos num gráfico em formato “xplot”
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Implementação
Detecção rápida de mudança de rede
u Fusão entre AP e encaminhador (Access Router) – Detecção de transição L2 do lado do AR – Evento de (re)associação acciona
transmissão de Router Advertisement não solicitado pelo móvel
– Redução de tempo de detecção de aprox. 3 segundos, para cerca de 20ms
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Conclusões
u TCP: Redução menos acentuada da janela de congestão com a implementação
u Ficou ainda por resolver o tempo gasto na configuração de endereço (CoA). O DAD é lento!
u Optimistic DAD pretende melhorar ainda mais o tempo de transição.
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Conclusões
u Solução não implementa transição suave, sem perda de pacotes.
u Soluções sem perda de pacotes têm resolução muito complexa
u Novos problemas surgem: – MN não adquire endereço do novo
servidor DNS após transição de rede. Importante para novas ligações!
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Referências u T. Narten, E. Nordmark e W. Simpson, ”Neighbor Discovery for
IP Version 6”, RFC2461, Dezembro, 1998 u S. Thomson e T. Narten, “IPv6 Stateless Address
Autoconfiguration”, RFC2462, Dezembro, 1998 u D. Johnson, C. Perkins e J. Arkko, “Mobility Support in IPv6,
RFC3775”, Junho, 2004 u Rajeev Koodli (Editor), “Fast Handovers for Mobile IPv6”,
Versão 1, Janeiro 2004. u Yong-Geun Hong, Myung-Ki Shin, Hyoung-Jun Kim, “Access
Router Based Fast Handover for Mobile IPv6”. u M. Allman, V. Paxson, W. Stevens, ”TCP Congestion Control”,
RFC2581, Abril, 1999 u Mobile IPv6 for Linux (http://www.mipl.mediapoli.com) u Host AP driver for Intersil Prism2/2.5/3 and WPA Supplicant
(http://hostap.epitest.fi) u Linux IPv6 Router Advertisement Daemon (radvd) (
http://v6web.litech.org/radvd)
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Enquadramento (Mobile IPv6)
u Computador fixo será agente (Home Agent) do computador móvel (Mobile Node).
u MN tem um endereço público fixo (Home Address) quando está na mesma sub-rede do HA.
u Endereço é usado para comunicar com todos os outros computadores na Internet.
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Enquadramento (Mobile IPv6)
u MN: Se a nova sub-rede fôr diferente da sub-rede do HA, então informa o HA do facto.
u MN: Endereço na rede visitada chama-se Care-of Address.
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Enquadramento: Mobile IPv6
u HA: Recebe o tráfego para o IP público do MN e encaminha-lhe o tráfego, num túnel.
u MN: Envia tráfego para os seus correspondentes também através desse túnel.
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Configuração de Endereço IP
u Após Stateless Autoconfiguration o nó móvel regista o seu novo endereço da rede visitada junto do seu agente.
u A troca de dados com os seus correspondentes é então retomada.
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Soluções Configuração de Endereço
u Obtenção de informação sobre redes adjacentes (1ª abordagem) – Mecanismo tem de explorar capacidades
adicionais do protocolo L2 – Usa detecção do lado do móvel – Criação de uma lista de possíveis CoA – Após transição, móvel executa DAD
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Soluções Configuração de Endereço
u Obtenção de informação sobre redes adjacentes (2ª abordagem) – Móvel pede ao AR que investigue sobre
as sub-redes adjacentes – Usa detecção do lado do móvel – Criação de uma lista de possíveis CoA – Após transição, móvel executa DAD
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Soluções Configuração de Endereço
u Encaminhador gera novo CoA e faz DAD logo após transição L2 do móvel (3ª abordagem) – Detecção do lado do móvel e do lado do
encaminhador – Móvel envia um novo tipo de mensagem
a pedir um CoA ao encaminhador – Encaminhador dá uma resposta ao
pedido de CoA, após ter executado o DAD
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