Apoio à mobilidade de redes baseadas

em IP

Alunos: Tony Gelsy SampaioCleber Eduardo da Silva

Mobile IPFuncionamento

EncapsulamentoMobile

IPv4 x IPv6Mobile IP

Hierarquical

Segurança Suporte à mobilidade

Tecnologia 3G

celulares

CONCLUSÃOE PERGUNTAS

IntroduçãoRoteiro

Introdução• Crescimento explosivo da Internet• Disponibilidade generalizada de pequenos servidores• Apoio à mobilidade

Objetivos (apontar problemas técnicos – análise crítica):• Principais questões técnicas de apoio à mobilidade para

distintas redes IP-Based: IP, Mobile IP, Mobile IPv6• Evoluções de tecnologias recentes de apoio à mobilidade entre

redes heterogêneas: IP, redes celulares, inclusive redes da próxima geração

• LAN´s e WAN´s Wireless• Mobile IP para dar suporte à tecnologia 2-3G

Mobile IP

FuncionamentoTorre da OI Home Agent

CN

MN/MU

Célula + próxima

Mobile IP

FuncionamentoTorre da OI

HA

CN

MN/MU

Célula + próxima

FA/ServerNo Estabelecimento da

Conexão com o FA é atribuído um CoA, que nada mais é do que um

endereço IP que identifica a localização atual do Mobile Node

Chegamos a LondresEncapsulamento

Conceitos importantes:• Mobile Node (MN)• Home Agent (HA)• Foreign Agent (FA)• Care-of-Address (CoA)• Correspondent Node (CN)• Mobile IP• Tunneling

Funcionamento

O funcionamento do Mobile IP é baseado na cooperação de 3 (três) grandes processos:

• Descoberta do Agente• Registro ou Inscrição• Tunelamento

Funcionamento

Funcionamento

Quem será a Operadora?A minha HA é

Credenciada/associada a esta FA?

Este é o processoDESCOBERTA DO AGENTE

Ele obtém um CoAdo seu agente FA,

exatamente da mesmaforma de um nó tradicioanal

Funcionamento

Realizado quando o MN entra e permanece na rede

da FA? Este é o processoREGISTRO / INSCRIÇÃO

Solicita ao FA associado, Que informe o seu HA do seu novo

endereço CoA

Registro: troca de duasMensagens – Solicitaçãoe Resposta de registro

FuncionamentoTorre da OI

HA

MN/MU

Célula + próxima

FA/ServerEncapsulamento ou tunneling

Desencapsulamentoé tarefa da FA

Caso a MN tenha um CoA , o pacote chega no

Mobile Node e é sua tarefa desencapsular

Funcionamento

MG

Encapsulamento ou tunneling

– Mobile Gambiarra – Moving Gambiarra

Pacote IP a ser enviado para o FA

CoA

FuncionamentoRoteamento IP Mobile

• Usa roteamento triangular (na descoberta e Registro)• Rota primária dos pacotes: CN HÁ, usando roteamento IP padrão• Depois, a HA encapsula os pacotes e os envia através de túneis para

o CoA do MN, na FA associada os pacotes são destunelados e enviados ao MN em trânsito.

Problemas apontados:• Roteamento triangular causa Overhead• Gargalo de desempenho no HA• A otimização do roteamento, permite que cada cache CN mantenha

suas rotas para a MN, o que pode gerar alto custo com cache• Tem também problemas de segurança

MobileIPv4 x IPv6

• IPv4 – 32 bits (década de 1980)• Está acabando a quantidade de endereços IPv4 disponíveis• IPv6 – 128 bits• 1994 – a IETF está trabalhando no modelo IPv6, para resolver as

deficiências do IPv4, em termos de endereçamento, roteamento, apoio à mobilidade e provisionamento de QoS,

• Suporta hierarquia de endereçamento• Protocolo de gêneros essenciais para aproximação de redes IP• IPv6 não tem o conceito de FA• Cabeçalho de pacote extensível: simplifica o roteamento para

um MN• Executa otimização de rota de forma segura

MobileIPv4 x IPv6

• A descoberta de um CoA ainda é necessária• Um MN utiliza um endereço stateless auto-configurável• Utiliza descoberta de vizinhos que são funções definidas no IPv6

para adquirir um CoA arranjado de uma rede estrangeira em Mobile IPv6.

• Utiliza IP-in-IP para entrega de pacotes de dados para um MN• Se o CN sabe o CoA do MN pode enviar os dados diretamente• Caso contrário, encaminha para o HÁ associado, que tunela para o

CoA do MN• IPv6 não necessita da FA• Encapsulamento é a única opção para Mobile IPv4• Em IPv6 é esperado que todos os nós implementem autenticação e

criptografia

Mobile IPv4/v6 HierárquicoConceitos Importantes:• MAP – Mobile Anchor Point (Ponto de ancoragem móvel)• Registro regional para reduzir a sobrecarga de sinalização de

registro global e melhorar QoS em handover (handoff)• O MAP funciona como um HÁ local• Recebe os pacotes em nome da MN e tunela para o CoA• Neste caso o MN recebe dois CoA: um regional e um local• Regional: corresponde à região coberta pelo MAP• Local: é o próprio Mobile IPv6 CoA• Solução: Hierarquia de CoA• Logo, o CN receberá pacotes com endereço de origem do CoA

regional

Internet InternetHAHA

CNCN

FA1FA1

FA2FA2

FA3FA3 FA4FA4

FA5FA5

FA7FA7

GFA

UMUM

FA6FA6

Registro

<UM, FA3>

<UM, FA2>

Agent Advertisement

[FA3, FA2, FA1]

Mobile IP Hierárquico

Mobile IPv4/v6 HierárquicoMAP CoA Regional 1

MAP CoA Regional 1.1 MAP CoA Regional 1.2

CoA Local

Gateway Internet Internet

CN HA

Domínio 1

Domínio 1 Domínio

2

Domínio 2

Micro-mobilidade

Macro-mobilidade

Gateway

Mobile IPv4/v6 Hierárquico

EB_resp

EB

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Handover

Mensagens:

LeaveJoin

- reduz latência e perdas- duplicação de pacotes- sobrecarga na rede

Mobile IP Hierárquico

EB_resp

EB

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

- reduz latência e perdas- duplicação de pacotes- sobrecarga na rede

Multicast-based handover

Mobile IP Hierárquico

GW

..

.(4)

CR

(5)

(3)

(1)(2)

Mobile IP Hierárquico

CNCN Internet

Internet

EBEB

RR

DRRDRR

RR RR RR RR

EBEB EBEB EBEB

HomeDomain

ForeignDomain

DRRDRR

UM

CCoA

HA

PowerUp

Mobile IP Hierárquico

DRR

..

.

(1) (2) Path setup

(3) Path setup

(5)

(4)(6)

Crossover router

Mobile IP Hierárquico

DRR

..

.

(1) (2) Path setup

(5)

(6)(3)

(4)

(7)(8)

Crossover router

Mobile IP Hierárquico

SegurançaConceitos Importantes:• Registro CoA requer autenticação• Deve ser registrado por algum MN• Problema: Nó malicioso passando ser MN pode levar o HÁ

alterar sua tabela de rota com informações CoA erradas, fazendo com que o MN ficasse inacessível

• Solução: Registro e autenticação obrigatória por todos os nós participantes da troca de dados (HÁ, MN, FA etc) como sugestão, algoritmo Message Digest 5 (MD5) para autenticar todas conexões

IPv4 e IPv6

Suporte à mobilidadeWi-Fi (Wireless Fidelity):• Qualquer tipo de rede do padrão 802.11• Inicialmente para atender empresas• Requisito para atender o acesso de banda larga em

locais públicos, como universidades, hotéis e centros de conferências

• Fornece serviço de roaming (Wi-Fi como rede de visitantes)• Inclui Wi-Fi e acesso via Bluetooth

Wireless LAN

Suporte à mobilidade• Suporte à mobilidade por meio de sub-redes

com alocação dinâmica de endereços IPfornecido pelo Dynamic Host Protocol (DHCP)

• Permanecendo o MN na LAN, solicita um CoA para um período breve de tempo

• Suporte à mobilidade em redes LANs com DHCP ativo é fácil de implementar

• Problema: Não prevê MN roaming em diferentes LANs, apenas dentro dos seus limites

• Solução: Suporte a roaming na camada de enlacede dados do Modelo ISO/OSI e um mecanismo quegaranta na camada 3, a continuidade da conexão

DHCP p/ LANs s/ fio

Suporte à mobilidade• Vários pontos de acesso• Para implementação da Solução, dois compo-

nentes são necessários:• A Mobile IP do servidor e o software móvel do IP do cliente• Além dos limites de uma sub-rede para outra, o processo de

handoff Mobile IP em nível de rede é ativado. Nesse momento inicia-se uma nova conexão entre o HÁ e o FA novo, ou MN com endereço arranjado (CoA), na camada MAC (Controle de Acesso ao Meio)

• Concluído a entrega, os pacotes destinados ao Mnsãoencapsulados pelo HÁ para a nova sub-rede e em seguida, para a MN

Soluções para LAN

• WiMax – Word Wide Interoperability for Microwave Access• Padrão 802.16• Baseado na arquitetura MANs Wireless• Forte apoio ao Forum WIMAX, por grandes fabricantes de

tecnologia de rádio-frequência• WiMAX extende a área de cobertura Wi-Fi• Raio de alcance de uma célula WiMAX (3-10 Km)• Capacidade de transferência de 40 Mbs• São células relativamente grandes• Podem suportar mais MNs do que Wi-Fi• A nova versão 802.16e suporta velocidades de

mobilidade pedonal e suporte à mobilidade IP

Suporte à mobilidadeWANs Wireless

Tecnologia 3G e celularesCelulares e redes heterogêneas

• Tradicionalmente desenvolvidos para serviços de tecnologia vocal

• Comutação de circuitos• Características operacionais: mobilidade em alta velocidade,

baixa taxa de dados e ampla cobertura• Tecnologias: GSM, IS-54, IS-95, CDC, 3G• Objetivo da Parceria 3G: fornecer uma arquitetura de rede

All-IP, para suportar serviços de alta taxa de bits de multimídia: voz, vídeo e dados

• Protocolo conjunto de redes de comutação de pacotes: IP• Rede celular baseada em IP (Radio Access Network)

Celulares móveis e heterogêneas• Arquitetura baseada em IP RAN: A arquitetura de redes IP

deve incluir o núcleo da rede de pacotes e ampla àrea de suporte ao serviço

• Suporte para multimídia• Suporte a Mobile IPv4 e Mobile IPv6• Suporte a Session Initiation Protocol (SIP)• Suporte a AAA• Tecnologia UMTS• Evoluiu a partir da CDMAOne, originada nos EUA• Baseada na combinação de comutação de circuito

e de pacotes, combinam tecnologias móveis e IP• Usam túneis para suportar mobilidade

Tecnologia 3G e celulares

• Futuro: IPv6 implementada no silício, em firmware• Mobile IPv6 Hierárquico pode gerir mobilidade global• MAP lida com mobilidade local• Com segurança e QoS• Mobile IPv6 e suas extensões de gerenciamento hierárquico de

mobilidade: soluções para intranet inclusive• Mobile IP e Mobile IPv6: tecnologias fundamentais para provê

Internet sem fio• Necessidade básicas: autenticação e criptografia• Soluções para suporte a mobilidade de LANs e WANs• Questão para próximos debates:

Suporte a mobilidade eficiente e segura com AAAe controle de QoS

Conclusão

Alunos: Tony Gelsy SampaioCleber Eduardo da Silva

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