2001, Edgard Jamhour

Mobile IP

Edgard Jamhour

PUC-PR

2001, Edgard Jamhour

Conteúdo

• Motivação para o Mobile IP

• Mobile IP

• Arquitetura de Implementação

• Aplicações

• Falta de IP’s públicos

• Utilização de NAT

• Mobile IP com IPv6

• WAP

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Problema

• Mobile IP é um padrão aberto que resolver o problema de manter uma comunicação IP quando um host (um dispositivo que se comunica pela rede como um celular com GPRS) muda sua posição.

• O protocolo IP assume que cada identificador de rede está relacionado com uma rede física. Hosts móveis são conectados a redes físicas através de links RF, que conectam o host móvel a uma célula de telefonia celular, que representa uma certa área de cobertura.

• A rede física, por sua vez, conecta-se a Internet através de um roteador. O protocolo IP é implementado sobre links de RF exatamente como seria implementado sobre uma rede física.

• Todavia, quando o host móvel muda sua posição, ele pode se conectar a uma outra célula que está mais próximo dele que sua célula de origem. Quando isto acontece, o host móvel pode ser conectado a uma rede física diferente.

• Observe que várias células podem representar uma única rede física. Isto depende da implementação da operadora de telefonia celular. Se o host móvel se conectar a uma outra rede física, ele irá mudar seu IP.

2001, Edgard Jamhour

Problema

BSS: Base Station

System

Foreign Network

Cell

BSS: Base Station

System

Home Network

Cell

INTERNET

10.0.0.1

10.0.0.X255.255.255.0

10.0.1.X255.255.255.010.0.1.1

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Terminologia

• Home Network –(Rede Nativa)

• Rede original, onde o celular se autentica e recebe seu endereço IP.

• Foreign Network –(Rede Estrangeira)

• Qualquer outra rede para onde o usuário se move, e é atendido por uma célula conectada a um roteador diferente da Home Network.

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Mudança de IP

• O que acontece quando o celular muda de IP?– As conexões TCP são rompidas, pois um dos quatro parâmetros da

conexão TCP foi alterado• IP_origem, Porta_origem, IP_destino, Porta_destino

– As comunicações UDP ficam sem resposta.– Os celulares não podem ser mais localizados pelo IP.

INTERNET

?10.0.0.1

10.0.1.1

request request

replyreply

1024 80

200.0.0.1

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Solução

• O celular passa a ter dois endereços IP:– Um endereço IP fixo,

• denominado Home Address (HA).– Este endereço não muda, mesmo que o usuário

seja atendido por uma célula conectada a outra rede física.

– Um endereço IP dinâmico, • denominado Care-Of-Address (COA).

– Este endereço muda todas as vezes que o usuário muda de rede física.

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Visão Geral da Arquitetura Mobile IP

WAP/UDP/IP

TCP or UDP/IP

TCP or UDP/IP

BSS: Base Station

System

WAP Gateway

Internet

Non-Mobile Host

BSS: Base Station

System Mobile device

at home position

Mobile device at foreign position

Foreign Agent

(Router)

Home Agent

(Router)

Firewall NAT Router

ISP router

Foreign Network

Home Network

RF link

Tunnel

Cell

Non-WAP applicatios such as Windows-CE or Java

Tethered application. The cellular device is used as a modem.

WAP application. All data is transmitted and interpreted by a

microbrowser.

WAP/IP HTTP/TCP/IP

PPP

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Roteadores

• A arquitetura mobile IP define que a comunicação entre o celular e a Internet é mediada por dois roteadores:– Home Agent

• Roteador da Rede Nativa do celular.• Efetua todo o processo de autenticação do celular.• Redireciona todos os pacotes recebidos da Internet

para o Foreign Agent.

– Foreign Agent• Roteador da Rede Estrangeira, onde o celular se

encontra no momento.• Encaminha os pacotes recebidos do Home Agente

até o celular.

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Home e Foreign Agent

• Home Agent– Comunicação com a Internet

• Foreign Agent– Comunicação com o Celular

INTERNET

S_IP

FA HA

FA

10.0.1.1COA

10.0.2.1COA

10.0.0.1HA

Os hosts da Internet enxergam o celular apenas pelo Home

Address

HA S_IP DADOS

HAS_IP DADOS

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Tunelamento

• Todas as vezes que o celular muda de IP, ele registra seu novo COA junto ao Home Agent.

• O Home Agent redireciona os pacotes vindos da Internet para o COA construindo um novo cabeçalho que contém o COA como endereço de destino.

• Este novo cabeçalho encapsula o cabeçalho original, criando um efeito de tunelamento.

HA

COACOAHA TABELA INTERNA

COA HA

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Tunelamento

• O dispositivo móvel pode receber dois tipos de endereços COA:

• Care-Of:– O dispositivo móvel recebe o endereço IP do

próprio roteador estrangeiro.– Todos os dispositivos móveis compartilham o

mesmo IP.

• Care-Of Co-Localizado:– O dispositivo móvel recebe o endereço IP via

DHCP.– Os dispositivos móveis possuem endereços IP

diferentes.

2001, Edgard Jamhour

Tunelamento (COA com DHCP)

HA

COA(endereço do celular na rede estrangeira)

MH(endereço do celular na rede nativa)

IP_S

IP_S IP_MH1 DADOS

IP_S IP_MH1 DADOSHA COA1

COA=

MH

FA

COA2

COA1

IP_S IP_MH2 DADOSHA COA2

IP_S IP_MH2 DADOS

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Tunelamento (COA sem DHCP)

HA

COA(endereço do celular na rede estrangeira)

MH(endereço do celular na rede nativa)

IP_S

IP_S IP_MH1 DADOS

IP_S IP_MH1 DADOSHA FA

COA=

FA

FA

FA

FA

IP_S IP_MH2 DADOSHA COA2

IP_S IP_MH2 DADOS

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Mecanismos do Mobile IP

• Mobile IP compreende três mecanismos separados:

1. Descoberta do novo endereço IP na rede estrangeira: care-of address (COA)

1. Registro do care-of-address (COA)

1. Tunelamento do care-of-address (COA)

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Discovering the Care-of Address

• O processo de discovery é baseado no protocolo existente Router Advertisement, especificado na RFC 1256.

– Home Agent e Foreign Agent enviam mensagens em broadcast em intervalores regulares (1 ou mais segundos) denominadas:

• agent advertisements• Essas mensagens contém:

– Um ou mais care-of address– Rotas default

• Se um celular não quiser esperar pelo aviso periódico:– ele envia uma solicitação em broadcast ou multicast e será

respondido pelo Home Agent ou Foreign Agent que receber a solicitação.

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Agent Advertisement

BSS:

WAP Gateway

Internet

BSS:

ForeignAgent

HomeAgent

Firewall NAT Router

ISP router

Foreign Network

Home Network

Tunnel

Cell

Agent AdvertisementRota e IP

Agent AdvertisementRota e IP

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Anúncios de Agente

• Mensagens ICMP com extensões:

Tipo Tamanho Número Seqüencial

Tempo de Vida do Registro R B H F M G V Reservado

Zero ou Mais Endereços Care of ...

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Descrição dos Campos

• Tipo: – 16

• Tamanho: – 6+[4*N]: N é o número de endereços COA.

• Numero Seqüencial: – Numero de anúncios enviados pelo agente

desde que foi inicializado.

• Tempo de Vida do Registro:– Tempo máximo de mapeamento com o COA que

este roteador aceita.

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Descrição dos Campos

• Bits de Controle:– R: Registro Obrigatório via agente estrangeiro– B: Ocupado– H: Agente Inicial– F: Agente Estrangeiro– M: Encapsulamento Mínimo– G: Encapsulamento GRE– V: Compressão de Cabeçalho

• Endereços COA:– Endereços anunciados pelo Agente.

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Funções do Agent Advertisement

• Permite ao celular:1. Encontrar o Home Agent (HA) e o Foreign

Agent (FA).• Saber se o agente é o HA ou o FA, e

conseqüentemente se ele está na sua rede nativa ou estrangeira .

2. Descobrir um ou mais endereços care-of addresses disponíveis.

3. Descobrir características especiais providas pelo FA• Exemplo: técnicas de encapsulamento alternativas.

4. Determinar o seu identificador de rede e o estado do seu link com a Internet.

2001, Edgard Jamhour

Mudança de Care Of Address

• O celular pode solicitar um novo COA através de uma mensagem denominada agent solicitation.

HA O celular sabe que está em sua rede, pois recebe mensagens constantes do roteador.

Quando ele pare de receber as mensagens da rede antiga, ele passa a aceitar as mensagens da nova rede.

Ele pode aguardar a oferta de um COA ou solicitar uma através da mensagem agent solicitation.

FA

FA

HA

FA

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Registro do Care-of Address

• Uma vez que o celular possui um novo Care-of-Address (COA), ele precisa informar o seu Home Agent.

• O processo de registro acontece com o celular enviando, através do Foreign Agent, uma mensagem para o seu Home Agent com as informações do seu novo COA.

• Quando o Home Agent recebe a requisição, ele valida o pedido, atualiza suas informações de roteamento e envia uma confirmação para o celular.

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Solicitação de Registro

• Mensagem UDP enviada a porta 434:

Tipo Tempo de VidaS B D M G V rsv

Endereço Inicial

Agente Inicial

Endereço COA

Identificação

Extensões

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Descrição dos Campos

• Tipo: 1• Bits de Controle:

– S: ligações simultâneas (múltiplos COA)– B: datagramas de broadcast– D: desencapsulamento pelo nó móvel– M: encapsulamento mínimo– G: encapsulamento GRE– V: compressão Van Jacobson

• Tempo de Vida: – tempo para manter o registro em segundos.

• Identificação:– Número de 64 bits construído pelo nó móvel para correspondência

entre o pedido de registro e a resposta.

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Operação de Registro

• FA = Foreign Agent, HA = home address, e MH = Mobile Host (celular).

                                                

    

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Autenticação

• Quando um Home Agent aceita um pedido de registro, ele associa o novo Care-of-Address com o Home-Address do celular. – Esta associação é mantida até que o período de validade

da associação expira (registration lifetime).

• O triplex que contém o Home Address, Care-of Address, e Registration Lifetime é denominado:– Binding for the mobile node

– Ou mobile authentication triplets• O pedido de registro é denominado:

– Binding Update.

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Operação de Registro

HA

Binding Update

Binding Acknowledgment

HA

Binding Update

Binding Acknowledgment

Quando o celular sai de sua rede nativa, ele informa ao Home Agent, que deve validar o seu novo endereço, para que seja feito o redirecionamento até a sua nova posição.

Quando o celular retorna a sua rede nativa, ele deve informar ao seu Home Agent igualmente, para que o redirecionamento seja cancelado.

Redeestrangeira

Redenativa

Redeestrangeira

Redenativa

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Resposta de Registro

• Mensagem UDP enviada a porta 434:

Tipo Tempo de Vida

Endereço Inicial

Agente Inicial

Identificação

Extensões

Código

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Descrição dos Campos

• Tipo: 3

• Código:– 0: Registro Aceito– 1: Registro Aceito mas ligações simultâneas não

suportadas.– 64-68: Registro negado pelo FA.– 128-136: Registro negado pelo HA.

• Tempo de Vida: – tempo de validade do registro concedido pelo FA

ou HA em segundos.

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Segurança na Autenticação

• O Home Agent deve ter certeza que o binding update foi enviado pelo celular proprietário do Home Address – …e não por um outro dispositivo tentanto roubar o seu endereço

(denominado malicious node). – Consequentemente, a autenticação do binding update é

fundamental no funcionamento do Mobile IP.

• Cada celular e Home Agent devem compartilhar uma “Associação de Segurança” – SA – … e serem capazes de usar o hashing o algoritmo one-way hash

MD5 (Message Digest 5 - RFC 1321) com chave de 128-bit para criar uma assinatura digital inconfudível para o binding update.

– A assinatura é gerada aplicando o MD5 sobre a mensagem de pedido de registro (binding update).

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Autenticação do Binding Update

HA

O Home Agent mantém o registro de várias associações de segurança, uma para cada celular. A associação de segurança indica como validar uma assinatura digital (chave compartilhada).

O celular gera a assinatura digital utilizando a chave que apenas ele e o Home Agent conhecem.Um parâmetro denominado SPI (Security Parameter Index) é enviado junto com o binding update para indicar ao Home Agent qual SA deve ser utilizado para validar a assinatura.

SA1

SA2

SA3SA1

HA

Binding Update

Binding Acknowledgment

SA1

SA2

SA3SA1

SPI1 Assinatura DigitalCOA, HA, lifetime

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Cópia de Binding Update

• Problema:– Como evitar que a mensagem de binding update gerada

pelo celular seja copiada por um “malicious node” e utilizada posteriormente para prejudicar no funcionamento da rede?

HA

Binding Update Assinatura Digital

Cópia

Registro Falso

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Solução

• A assinatura gerada pelo celular deve ser diferente a cada conexão:– Solução: Introduzir um campo a mais no pedido de requisição que

se altera a cada registro: campo de identificação.

• Técnicas disponíveis:– Timestamp

• Cada novo pedido de registro traz a data e horário em que foi gerado.

• PROBLEMA: Podem haver problemas com diferenças no relógio do celular e do servidor.

– Números Randômicos• Devem ser suficientemente grandes para que eles nunca se

repitam. • PROBLEMA: O servidor precisa guardar os identificadores de

registros já emitidos.

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Foreign Agent e Período de Registro

• Em relação ao processo de registro, o Foreign Agent:– Armazena informações dos pedidos de registro pendentes como:

• Home Address do Celular• Endereço MAC (Media Access Layer) do celular.• Porta de origem do pedido de registro• Período de validade do registro proposto pelo celular• Endereço do Home Agent

• O Foreign Agent pode limitar o período de validade do registro para um valor configurável.– … incluído nas ofertas de registro enviadas ao celular (agent

advertisements).

• O Home Agent pode reduzir o período de validade do registro, mas nunca pode aumentá-lo.– … incluído na resposta ao pedido de binding enviada ao celular

(binding acknowledgement).

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Foreign Agent

• O Foreign Agent é basicamente passivo, suas principais funções são:– Intermediar as trocas de mensagem de registro entre o Home Agent

e o Celular– Desencapsular as mensagens recebidas do Home Agent e

repassá-las ao celular.

FA HA

FA

O Mobile IP não oferece proteção contra Foreign Agents Falsos

O Foreign Agent não precisa se autenticar para o

celular nem para o Home Agent.

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Descoberta Automática do Home Agent

• Quando o celular não consegue contactar os seu Home Agent, o Mobile IP tem um mecanismo que permite ao celular procurar o Home Agent na rede Estrangeira em que está no momento.

• Esse mecanismo é descrito a seguir:1. O celular envia sua mensagem de pedido de registro

em broadcast IP, ao invés de especificar o endereço IP do Home Agent.

2. Quando um Home Agent da rede estrangeira recebe a mensagem, ele envia uma mensagem negando o pedido. Essa mensagem contém o seu endereço.

3. O celular utiliza esse endereço para enviar uma nova mensagem de registro, desta vez especificando o IP.

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Tunelamento

• O pedido de registro contém parâmetros e flags que caracterizam o túnel através do qual o Home Agent irá entre os pacotes para o Care-of Address. – Os túneis pode ser construídos de várias maneiras

diferentes, dependendo da implementação escolhida pelo fabricante.

• Os túneis podem ser criados:– Entre o Home Agent até o Foreign Agent.– Entre o Home Agent e o Celular.

• O método de encapsulamento também pode variar:– Cabeçalho IP completo.– Cabeçalho IP simplificado.

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Alternativas da Implementação do Mobile IP

• O Care-of-Address pode ser atribuido aos celulares de duas maneiras:

– Foreign Agent COA• O Foreign Agent é o ponto final do túnel• Permite que muitos celulares compartilhem o mesmo

COA.

– Collocated COA• O celular é o fim do túnel.• O celular usa um IP COA que permanece com ele um

longo perído, utilizando uma técnica de DHCP.

2001, Edgard Jamhour

Tunelamento do Care-of Address

                                              

      

2001, Edgard Jamhour

Implementação do Mobile IP

• Uma rede Mobile IP envolve tipicamente os seguintes elementos:– Firewall

• Exemplo: Checkpoint

– Roteadores• Exemplo: Cisco 4700 Series Router

– Hubs• Exemplo: HP AdvancedStack Hubs (segmentation) • 4 segments for hub

– AAA Server• Responsável pela validação das assinaturas dos bindings

updates.

– WAP Gateway• Exemplo: UP Link Server (Phone.com)

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Rede da Operadora

Arquitetura Mobile IP

FIREWALL

BA1

BA2

AAA Server

FIREWALL Internet

Wap Gateway

Router

Sistema de Provisionamento

FA HARede celular

Billing Accumulators

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AAA Server

• Home AgentAutentica os celulares utilizando os “Authentication Triplets”

• Mobile Node IP Address• Security Parameter Index (SPI)• Assinatura Digital

• AAA Server– Authentication, Authorization and Accounting– Armazena as informações necessárias para validação

dos certificados.– O Home Agent vais buscar as informações no AAA

Server utilizando um protocolo seguro, como por exemplo,

• TACACS+ Protocol da Cisco

2001, Edgard Jamhour

Informações Necessárias para Configurar o Celular

• Os seguintes parâmetros devem ser configurados no celular para que ele possa operar com Mobile IP:– IP do celular (Home Address)– IP do Home Agent– SPI: Security Parameter Index

• E.G. 257

– Chave de Autenticação – Endereço DNS – Endereço do WAP Gateway

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Tipos de Aplicação

WAP/UDP/IP

TCP or UDP/IP

TCP or UDP/IP

BSS: Base Station

System

Foreign Network

Cell

Non-WAP applicatios such as Windows-CE or Java

Tethered application. The cellular device is used as a

modem.

WAP application. All data is transmitted and interpreted

by a microbrowser.

PPP

Cell

2001, Edgard Jamhour

BSS: Base Station

System

Fluxo de Aplicações Não WAP

HAFA

FIREWALL Internet

WAP GatewayAAA Server

ApplicationServer

authentication path

data path

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BSS: Base Station System

Fluxo de Dados entre dois Celulares

Internet

WAP GatewayAAA Server

FA HA

FIREWALL

data path

authentication path

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AUTENTICAÇÃO E CONTABILIZAÇÃO DO WAP

• WAP– Etapas para acessar o serviço:

• Ganhar um canal RF• Autenticar o endereço IP junto ao Home Agent

(utiliza os dados no AAA Server)• Autenticar-se junto ao WAP Gateway

– A Contabilização pode ser feita:• No Billing Accumulator• No Up Link Gateway

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BSS: Base Station System

Fluxo de Dados Usando WAP

HAFA

Internet

UP LinkAAA Server

Web Server

WAP Gateway

FIREWALL

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IMPACTO DA FALTA DE IP’S ROTEÁVEIS

• Notação (RFC 1918)– Categoria 1: comunicação em rede privada

• Pode-se utilizar IP’s Privados pertencentes as faixas:– 10.0.0.0 a 10.255.255.255

– 172.16.00 a 172.16.255.255

– 192.168.0.0 a 192.168.255.255

– Categoria 2: comunicação indireta com rede pública• Pode-se utilizar IP’s Privados, mas a comunicação deve ser

intermediada por um Proxy ou NAT, que tem um endereço roteável na rede pública.

– Categoria 3: comunicação direta com rede pública• Só é possível com IP’s registrados na IANA • No caso do Brasil: ARIN/FAPESP

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IMPACTO DA FALTA DE IP’S ROTEÁVEIS

• Aplicações Não WAP– Os dois celulares estão na rede da Operadora

• Corresponde a uma comunicação Categoria 1• Não há impacto, pode-se utilizar endereços privados.

– A comunicação passa pela Internet• Sem IP’s roteáveis não é possível funcionar em categoria 3. • Só é possível em categoria 2 (com Proxy ou NAT)

• Aplicações WAP– Não há impacto

• As aplicações WAP funcionam normalmente em categoria 2, pois o Gateway funciona como proxy.

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IMPACTO DA FALTA DE IP’S ROTEÁVEIS

• Limitação imposta pela utilização de Proxy e NAT– Todos os hosts se apresentam a rede pública com o

mesmo endereço (do NAT ou Proxy), por isso, não podem ser usados como servidores, apenas clientes.

– Além disso, deve-se considerar que:• PROXY

– Os hosts podem usar apenas protocolos de aplicação conhecidos pelo proxy.

• NAT– Os roteadores que executam NAT criam grandes tabelas em

memória para mapear os endereços privados em seu endereço público.

– Deve-se fazer estudos de escalabilidade para prever se o dispositivo de NAT é capaz de suportar a carga de trabalho.

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BSS: Base Station

System

Implementação do NAT

HAFA

FIREWALL Internet

WAP GatewayAAA Server

ApplicationServer

authentication path

data path

Ponto onde o NAT deve ser Implementado

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Escalabilidade

• Em relação a escalabilidade pode-se considerar os seguintes parâmetros extraídos do site da Cisco:– “The NAT session limit is bounded by the

amount of available DRAM in the router”. • Each NAT translation consumes about 160 bytes in

DRAM. – As a result, 10,000 translations (more than would generally

be handled on a single router) would consume about 1.6MB.– Therefore, a typical routing platform has more than enough

memory to support thousands of NAT translations.”

• For most applications, degradation of performance due to NAT should be negligible.

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EXEMPLO

– Os roteadores da CISCO série 4700 (o roteador default proposto pela Motorola para funcionar como Home Agent) executa NAT.

• Um roteador Cisco em configuração mínima possui 16 Mbytes de memória RAM.

• Este roteador pode suportar 100.000 conexões simultâneas.

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Mobile IP com IPv6

• Existem muitos estudos para o uso de IPv6 com Mobile IP.

• A implementação de Mobile IP segue o mesmo desenho do IPv4.

• Permanecem os conceitos de:– Home Network– Home Agent– Tunelamento– O tunelamento entre o Home Agent e o Foreing agent será de IPv6-

IPv6.

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Mobile IP com IPv6

• Alterações:– O celular pode definir automaticamente o seu endereço IP,

utilizando • Stateless Address Autoconfiguration and Neighbor Discovery.

– O Foreign Agent pode não precisa suportar mais o padrão Mobile IP.

MAC

Identificador de Rede

COA IPv6 =Identificador de Rede + MAC

FA

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WAP

(WIRELESS APPLICATION PROTOCOL)

Edgard Jamhour

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WAP

• Wireless Application Protocol

• Definição:– Implementação do ambiente Web para meio

Wireless.• AMBIENTE WEB:

– Pilha HTTP

– HTML e JavaScript

©1999 Wireless Application Forum, Ltd.

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WAP

• Independência da Tecnologia:– WAP é independente da tecnologia de

comunicação utilizada no meio wireless.– WAP pode ser implementado sobre

tecnologias:• Orientadas a circuito: TDMA, CDMA ou GSM• Baseadas em pacotes: iDEN, CDPD, GPRS,

CDMA1X.

– WAP é independente do aparelho.• WAP foi concebido para qualquer aparelho portátil,

não apenas celulares.

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Arquitetura de Protocolos WAP

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Protocolos Internet e WAP

Internet

HTMLJavaScript

ASP

HTMLJavaScript

ASP

HTTPHTTP

SSL/TLSSSL/TLS

TCP/UDPTCP/UDP

Wireless Session Protocol (WSP)

Wireless Session Protocol (WSP)

Wireless Transport Layer Security (WTLS)

Wireless Transport Layer Security (WTLS)

SMSCDMA CSDTDMA CDPD GPRS Etc ...

Rede Celular :

WAP

WML ( Linguagem XML)

WML Script

WML ( Linguagem XML)

WML Script

IPIP

Meio Físico

Wireless Transaction Protocol (WTP)

Wireless Transaction Protocol (WTP)

GSM

UDP / IPUDP / IP WDPWDP

ConversãoDinâmica dos

Protocolos

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Porque não HTTP/HTML direto?

Compressões e codificações para se ajustar ao meio.

Rede Celular

<HTML><HEAD><TITLE>NNN Interactive</TITLE><META HTTP-EQUIV="Refresh" CONTENT="1800, URL=/index.html"></HEAD><BODY><A NAME="#top"></A><TABLE WIDTH=599 BORDER="0"><TR ALIGN=LEFT><TD WIDTH=117 VALIGN=TOP ALIGN=LEFT>

<HTML><HEAD><TITLE>NNN Interactive</TITLE><META HTTP-EQUIV="Refresh" CONTENT="1800,

Internet

<WML><CARD><DO TYPE="ACCEPT"><GO URL="/submit?Name=$N"/></DO>Enter name:<INPUT TYPE="TEXT" KEY="N"/></CARD></WML>

010011010011110110010011011011011101010010011010

Conteúdo codificado

HTTP/HTML WAP

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Sessão Típica - 3 requisições, 3 respostas.

HTTP / TCP / IP: 17 pacotes - 65% overhead*

WSP / WTP / UDP: 7 pacotes - 14% overhead

*Não inclui DNS, SSL, Authentication ou cookies

HTTP / TCP / IP1. TCP SYN

2. TCP SYN, ACK of SYN

3. ACK of SYN, Data Request

4. ACK of Data

5. Reply

6. Ack of Reply

7. Data Request

8. ACK of Data

9. Reply

10. Ack of Reply

11. Data Request

12. ACK of Data

13. Reply

14. Ack of Reply

15. TCP FIN

16. TCP FIN, ACK of FIN

17. ACK of FIN

WSP/WTP/UDP1. Data Request2. ACK, Reply

3. ACK, Data Request4. ACK, Reply

5. ACK, Data Request

6. ACK, Reply

7. ACK

Porque WAP ? HTTP e TCP “desperdiçam” banda

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GatewayClienteServidor deAplicação

Requisição WSP/HTTP {URL}

Resposta WSP/HTTP {Content}

WAE - Wireless Application Environment

©1999 Wireless Application Forum, Ltd.

2001, Edgard Jamhour

Browser Web

Pedido HTTP/S...GET http://www.cellwap.com.br

...

Script CGI ou arquivo HTML estático

Página HTML

<HTML><HEAD><TITLE>Cell Wap

...

Internet

Resposta HTTP/S. . . HTTP/1.0Content-type: text/html<HTML><HEAD>

<TITLE>Cell Wap ...

CG

I (H

TT

P h

ead

er in

fo

set

as e

nv.

var

iab

les)

ServidorWeb

Modelo de Transação Web (HTML)

2001, Edgard Jamhour

Requisição WAPPedido de URL

(criptografia opcional)

Gateway WAP

Aparelho com microbrowser

ServidorWeb

Resposta WAP WML compilado

(criptografia opcional)

Pedido HTTP/S...GET http://www.cellwap.com.br

...

Resposta HTTP/S

HTTP/1.1Content-type: text/x-wap.wml<?xml version="1.0”<!DOCTYPE WML...

<WML> ...

Script CGI ou arquivo estático WML

CG

I (H

TT

P h

ead

er in

fo

set

as e

nv.

var

iab

les)

Deck WML

<?xml version="1.0"...<!DOCTYPE WML...<WML>...

Internet

Rede Celular

Modelo de Transação WAP (WML)

2001, Edgard Jamhour

O que faz um Gateway WAP?

• Operação como “proxy web” para clientes WAP

• Tradução do protocolo HTTP para WAP

• Segurança com protocolos WTLS e SSL

• Codificação do conteúdo para o transporte sem fio

• Autenticação do usuário através do número do telefone celular (NTC).

2001, Edgard Jamhour

Web Server

Content

CGIScripts

etc.

WM

L D

ecksw

ith WM

L-S

cript

WAP Gateway

WML Encoder

WMLScriptCompiler

Protocol Adapters

Client

WML

WML-Script

WTAI

Etc.

HTTPWSP/WTP

Arquitetura das plataformas

2001, Edgard Jamhour

WAP Application Server

Content

ApplicationLogic

WM

L D

ecksw

ith WM

L-S

cript

WML Encoder

WMLScriptCompiler

Protocol Adapters

Client

WML

WML-Script

WTAI

Etc.

WSP/WTP

Servidor de Aplicação WAP

2001, Edgard Jamhour

Interfaces de transmissão de dados Web e WAP

BrowserHTML

Gateway WAP

Internetou

Intranet

Celular comBrowser WAP

Servidor Web

InterfaceAérea

RedeCelular

2001, Edgard Jamhour

Infra-estrutura da Rede Celular CDMA

CCC

Roteador

Internet

Notificações Dados

Gateway WAP

Transmissão dentro da Rede Celular: CDMA com Circuit-Switched Data (CSD) e QuickNet Connect

(QNC)

Servidor Web

IWF

SMSC

2001, Edgard Jamhour

Infra-estrutura da Rede Celular TDMA

CCC

Roteador

Internet

Notificações Dados

Gateway WAP

Transmissão dentro da Rede Celular: TDMA com Circuit-Switched Data (CSD)

Servidor Web

RASBanco de Modems

SMSC

2001, Edgard Jamhour

Microbrowser Phone.com: UP.Browser

• Voz e dados em um mesmo equipamento portátil• Totalmente compatível com o padrão WAP 1.1• Otimizado para equipamento portátil, pequeno e de

baixo custo– Requer menos que 160KB de memória ROM, 10KB de RAM

• Suporta funcionalidades avançadas do Gateway WAP UP.Link:

– Local Application Environment (LAE)– WML+– Notificações

2001, Edgard Jamhour

Arquitetura Geral WDP

2001, Edgard Jamhour

WDP usa IP?

• Depende do Bearer

–O Bearer deve suportar o serviço de datagrama• Se o Bearer suporta IP

–UDP é usado com WDP

• Se o Bearer não suporta IP–WDP Protocol deve ser usado

2001, Edgard Jamhour

Adaptação

• A adaptação de um novo bearer ao WDP é feito através da camada de adaptação.

BEARER

WDP Adaptation Layer

WDP S&R: Segmentation & Reassembly(MTU do Bearer)

2001, Edgard Jamhour

WDP sobre GSM SMS

2001, Edgard Jamhour

WDP sobre GSM Circuito

2001, Edgard Jamhour

WDP sobre GSM GPRS

2001, Edgard Jamhour

Segurança em WAP

• Segurança em Ambiente WAP– No ambiente WAP a segurança é baseada o

Padrão SSL.

2001, Edgard Jamhour

WTLS

• Por razões de desempenho, as mensagens criptogradas com SSL não são enviadas para o celular, mas convertidas num padrão de segurança mais leve, denominado:

• WTLS:– Wireless Transport Layer Security

• O WAP gateway é responsável por fazer a ponte entre o SSL e o WTLS– Conversão Bidirecional

2001, Edgard Jamhour

Por que Traduzir o SSL?

• SSL depende de alta banda disponível e baixa latência.

• SSL é uma funcionalidade que exigiria celulares mais potentes e, consequentemente, mais caros.

• WTLS foi projetado para implementar criptografia com pouco consumo de memória e processamento do celular.

• A tradução entre SSL e WTLS leva milliseconds e acontece na memória do WAP gateway.

2001, Edgard Jamhour

Tradução WTLS para SSL

• O Gateway WAP implementa um processo de criptografia/decriptografia:

WebServer

WAPGateway

certificado

Chave de Sessão

Chave Sessão Criptografada com a

Chave Pública do Servidor

WTLS

Chave de Sessão

certificado

SSL

2001, Edgard Jamhour

Cuidados com o WAP Gateway

• 1. Assegurar que o WAP Gateway nunca armazene conteúdo decriptografado.

• 2. Após decriptografar a mensagem vinda da Internet, o Gateway WAP apaga a mensagem.

• 3. Garantir que apenas os administradores do WAP gateway tem acesso ao sistema de console do WAP Gateway.

• 4. Limitar as opções de configuração remota do WAP Gateway, protegendo-o com um firewall (arquitetura DMZ)

• 5. Aplicar as mesmas técnicas de proteção utilizadas no billing systems e no HLR (Home Loca-tion Register) no WAP gateway.

2001, Edgard Jamhour

Exemplo Phone.com

• Phone.Com Gateway aceita os seguintes certificados:– VeriSign, Thawte and RSA.

• Chaves Públicas: RSA– 1024-bit (U.S. domestic)– 512-bit (export) key lengths.

• Chaves Secretas: RC4, RC5 and DES – 56-bit (export) and 128-bit (U.S. domestic)

• Algoritmos de Hashing– MD5 and SHA-1 hash standards.