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Mobilidade no IPv6

Dairton L. Bassi Filho dairton@ime.usp.br

Novembro/2004

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Recursos do IPv6

Baseado no IPv4 Endereçamento de 128 bits Tipos de endereço: unicast, multcast ou

anycast Formato do cabeçalho

340282366920938000000000000000000000000

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Recursos do IPv6

Segurança mais robusta Otimizações no roteamento Recursos de autoconfiguração Melhorias no suporte a dispositivos móveis

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Cabeçalho IPv6

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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

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Otimizações no Roteamento

Não há campo de opções Não tem checksum Tamanho do cabeçalho fixo em 40 bytes Permite criar fluxos de dados

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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

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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

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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

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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

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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

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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.

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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.

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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

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Endereçamento

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

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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.*

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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

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Movimentação

Intra-site

Ao trocar de site só é preciso tro18car o PCoA.

Inter-site

Movimentações grandes também requerem a troca do VCoA.

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Bindings

Intra-site Para o servidor de mobilidade, vinculando PCoA –

VCoA

Para cada host local, vinculando PCoA – Home Address

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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 *

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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.

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Árvore de Redes

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Visão dos Bindings

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Otimização

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

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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 a comunicação da internet para a rede local => reduz a perda de pacotes

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Handoff no Cliente

Evitar ou minimizar a “quebra” de comunicação durante o handoff

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Possíveis Soluções

Adicionar algoritmos em entidades da rede

Adicionar inteligência nos clientes

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Módulo de Handoff

O Módulo de Gerencia os handoffs (MoH)

Obtêm informações de três camadas:

TCP

IP

Link

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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

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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

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Escolha do melhor link

Critérios menos importantes: Número de hops até o roteador Se o roteador é ou não acessível no link local

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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

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Handoff rápido para aplicações multimídia

Evitar perda da qualidade de serviço em aplicações multimídia e de tempo

real

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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

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RSVP

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

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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

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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

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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.

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Referências

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 IPv6First 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

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Perguntas

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