Mobilidade em IPv6
Implementação e análise
de técnicas de mobilidade
rápida
Jorge Matias, João Saraiva, Fernando M. Silva,...
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Sumário
u Enquadramento
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Tempo de transição e impacto
nas ligações TCP
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Comunicação MN/CN
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Mobilidade rápida
u  Transição rápida entre redes adjacentes
–  Um computador tem de adquirir um novo IP
–  Impacto des...
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Configuração de Endereço IP
u IPv6 Stateless Autoconfiguration
contempla duas fases:
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Problemas
u  Latência na transição entre sub-redes:
–  tempo de detecção de mudança de sub-rede;
–  verificação de ende...
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Soluções
Detecção de mudança de rede
u  Transição desencadeada pelo encaminhador:
–  Encaminhador envia RA logo que o m...
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Soluções
Detecção de mudança de rede
u  Transição desencadeada pelo móvel:
–  Móvel envia um RS e espera por um RA
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Implementação
Diagrama de Rede
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INTERNET
Diagrama da bancada de ensaios
Access Router
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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
–  serv...
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Implementação
Ambiente de Desenvolvimento e Teste
u  Recolha de dados estatísticos
–  MN e Servidor sincronizados por ...
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Implementação
Detecção rápida de mudança de rede
u Fusão entre AP e encaminhador
(Access Router)
– Detecção de transiç...
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Resultados
Janela de congestão TCP em função de transições
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Resultados
Transição Normal (detecção ~3 seg.)
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Resultados
Transição com detecção rápida (detecção ~30 ms)
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Conclusões
u TCP: Redução menos acentuada da
janela de congestão com a
implementação
u Ficou ainda por resolver o tem...
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Conclusões
u Solução não implementa transição
suave, sem perda de pacotes.
u Soluções sem perda de pacotes têm
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Mobile IPv6
Implementação e análise de técnicas de
mobilidade rápida
Dúvidas?
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Referências
u  T. Narten, E. Nordmark e W. Simpson, ”Neighbor Discovery for
IP Version 6”, RFC2461, Dezembro, 1998
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Enquadramento (Mobile IPv6)
u Computador fixo será agente (Home
Agent) do computador móvel (Mobile
Node).
u MN tem um...
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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
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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.
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Configuração de Endereço IP
u Após Stateless Autoconfiguration o
nó móvel regista o seu novo
endereço da rede visitada...
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Soluções
Configuração de Endereço
u Obtenção de informação sobre redes
adjacentes (1ª abordagem)
– Mecanismo tem de ex...
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Soluções
Configuração de Endereço
u Obtenção de informação sobre redes
adjacentes (2ª abordagem)
– Móvel pede ao AR qu...
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Soluções
Configuração de Endereço
u Encaminhador gera novo CoA e faz
DAD logo após transição L2 do móvel
(3ª abordagem...
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Mobilidade em IPv6

  1. 1. 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
  2. 2. 2 Sumário u Enquadramento u Condicionantes no HandOver Tempo de transição e impacto nas ligações TCP u Soluções em análise u Implementação u Conclusões
  3. 3. 3 Mobile IPv6 em redes sem fios HA AR CN MN I N T E R N E T HA – Home Agent + Router AR –Access Router MN – Mobile Node CN – Correspondent Node (Server) Rede de Casa
  4. 4. 4 Mobile IPv6 em redes sem fios HA AR CN MN I N T E R N E T HA – Home Agent + Router AR –Access Router MN – Mobile Node CN – Correspondent Node (Server) Binding Update e Binding Acknowledge Rede visitada
  5. 5. 5 Mobile IPv6 em redes sem fios HA AR CN MN I N T E R N E T Comunicação MN/CN Túnel MN/HA Rede visitada
  6. 6. 6 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
  7. 7. 7 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
  8. 8. 8 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.
  9. 9. 9 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
  10. 10. 10 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
  11. 11. 11 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)
  12. 12. 12 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
  13. 13. 13 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”
  14. 14. 14 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
  15. 15. 15 Resultados Janela de congestão TCP em função de transições
  16. 16. 16 Resultados Transição Normal (detecção ~3 seg.)
  17. 17. 17 Resultados Transição com detecção rápida (detecção ~30 ms)
  18. 18. 18 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.
  19. 19. 19 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!
  20. 20. 20 Mobile IPv6 Implementação e análise de técnicas de mobilidade rápida Dúvidas?
  21. 21. 21 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)
  22. 22. 22 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.
  23. 23. 23 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.
  24. 24. 24 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.
  25. 25. 25 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.
  26. 26. 26 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
  27. 27. 27 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
  28. 28. 28 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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