Mobilidade no IPv6

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Mobilidade no IPv6

• Dairton L. Bassi Filho
• dairton_at_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 gt 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.tx
  t, 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
  IPv6
• First 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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