Adatátviteli rendszerek Mobil IP Dr. habil Wührl Tibor Óbudai Egyetem, KVK Híradástechnika Intézet
IP alapok Lásd: Elektronikus hírközlési hálózatok OSI rétegmodell; IPv4; IPv6; Szállítási protokollok; stb.
Mobil IP szükségesség Mobil készülékek csomagkapcsolt hálózati tartalom szolgáltatásokat vesznek igénybe, és itt az végpont azonosítás IP-vel történik. Miben különbözik a fix hálózati pontra csatlakozó berendezés IP címe és egy, a hálózatban mozgásra képes eszköz IP címe? Fix IP földrajzi helyhez tartozik (lásd: IANA IP tartományok felosztása).
Mobil IP Az IP cím feladata továbbra is a végpont beazonosítás; Az IP cím mozgás közben nem változhat, mert akkor nem felelnénk meg az első kritériumnak. Mivel az eszköz földrajzi helye változik / változhat -> hálózat más pontjához kapcsolódik az eszköz > IP címnek igazodni kellene ehhez, vagyis az IPnek változnia kell. Megoldás: Mobil-IP RFC2002->3220->3344->5944
Mobil IP IETF RFC terminológiák MN-Mobile Node: Olyan node, mely cseréli a hálózati csatlakozási pontját, anélkül, hogy az IP-je változna; HA-Home Agent: Router a home hálózatban; FA-Foreign Agent: Router, melyhez az MN kapcsolódik; COA-Care-of Address: FA-MN kapcsolathoz pl. DHCP-vel kiosztott, helyfüggő cím; Két IP cím bevezetése: Home address Care Of Address
Mobil IP A Home Address a saját hálózatban az MNnek kiadott és nyilvántartott IP cím, ami az MN azonosítására szolgált. Ez az IP cím lehet másoknak ismert (erre a címre küldünk csomagot, ha a cél eszközt el akarjuk érni). CoA az az IP cím, amit az MN a hálózat kapcsolódási ponton kap. Ezen a címen érhető el ténylegesen az MN az adott pillanatban.
Fix pontra kapcsolódó Host küld infót a mozgó A MN-nek 1. IP csomag küldés A -nak, a csomag eljut az A home hálózatába; 2. HA beágyazza az IP csomagot egy másik IP-be, mely külső burokban a CoA szerepel cél IP címként; 3. FA továbbítja a csomagot az A felé. 4. Vissza válasz X -nek az X IP cél címmel történik. 5. FA gond nélkül továbbítja X felé a csomagot.
IP IP enkapszuláció
IP-IP minimál enkapszuláció
Mobil IP áttekintése Agent discovery A Home agent és a Foreign Agent képes hirdetni a saját rendelkezésre állásukat (minden linken, melyen szolgáltatást nyújtanak). Az újonnan érkező MN képes kérdezni az Agent-eket. Regisztráció Közvetlenül a saját Home Agent-nél; Foreign Agent-en keresztül a Home Agent-hez.
Mobil IP áttekintése 1. Mobility Agent (ami lehet Home Agent vagy Foreign Agent) hirdeti magát az Agent Advertisement üzenettel. 2. MN veszi az Agent Advertisement üzenetet és beazonosítja magát, hogy a saját (Home) hálózatában van, vagy idegen (Foreign) hálózatban van. a. Home hálózatban tartózkodáskor a Mobility services nélkül tud működni, a regisztrálás megtörténik a Registration Request Registration Reply üzenetekkel. b. Idegen hálózatban tartózkodáskor az MN COA-t kap. Az MN ezt követően a Foreign Agent-en keresztül regisztrál a Home Agent felé a Registration Request Registration Reply üzenetekkel.
Mobil IP áttekintése CoA kiosztás a Foreign hálózatban Agent Advertisement üzenettel úgynevezett Foreign agent care-off address kiosztás történik; DHCP-vel Co-located care-of address kiosztás történik. Az első esetben a tunneling megszűnik a Foreign agent eszköznél, a második esetben a tunneling végighalad és az MN bontja ki azt.
Mobil IP áttekintése Mobil-IP RFC szerint definiált üzenetek Mobil IP Control : Registration Request Registration Reply Ezek az üzenetek UDP-vel utaznak a 434 porton, IP csomagban.
Mobil IP áttekintése Registration request üzenet
Mobil IP áttekintése Registration Reply üzenet
Mobil IP áttekintése
Multipath TCP - MPTCP A TCP kapcsolat orientált eljárás, mely IP cím megváltozása esetén a kapcsolat lebontásra kerül (az megszakad). Lásd Elektronikus hírközlési hálózatok tantárgyban a TCP-t. Redundáns, több csatornás kapcsolatok kialakításának lehetősége a szállítási rétegben a többutas TCP. RFC6824 szerint (2013)
Multipath TCP - MPTCP Az MPTCP-vel kapcsolatos elvárásaink: Legyen kompatibilis a TCP-vel; Paraméterezhetők legyenek a csatornák, ha van több; Egy csatorna esetén normál TCP-ként működjön.
Multipath TCP - MPTCP Kapcsolat felvételi eljárás Fő folyam felépítése; Első alfolyam felépítése; n -edik alfolyam felépítése. A Fő folyam felépítéséhez a kliens a SYNC üzenettel kezd + MP_capable + Sender_key. Szerver (Ha MP képes), akkor SYN+ACK + MP_capable + Server_key küldésével válaszol. Kliens ACK + Sender_key + Server_key token -el válaszol. Ezzel kész a hármas kézfogás a TCP kapcsolat felépült.
Multipath TCP - MPTCP Fő folyam felépítés, majd további kapcsolatok (alfolyamok)
Multipath TCP - MPTCP Alfolyam felépítés A kliens (előző ábra szerint Host A ) több IF-fel rendelkezik, így egy másik IF-en is indít kapcsolat felvételt a 4. rétegben a Szerver felé ( Host B ). A SYN üzenet most a MP_JOIN-nal egészül ki + TOKEN, ami jelzi a szerver felé, hogy meglévő és beazonosított TCP kapcsolathoz szeretne az új kapcsolat csatlakozni. Ez alapján folytatódik a 3-as kézfogás. További alfolyamok is felépülhetnek, csatlakozhatnak a fennálló MPTCP-hez.
Multipath TCP - MPTCP Gyakorlati példák
Multipath TCP MPTCP TCP header -> MTCP header Új paraméterek az Options mezőbe kerültek: -Data Sequence Number; -Data ACK (ez gond lehet a midle box -ok esetén!)
MPTCP megszakadás kezelés Minden subflow az oprendszerben azonosított (4. réteg); Minden subflow -on belül saját és folytonos sequence és ACK number van; -Rövid idejű subflow megszakadás esetén az ismert TCP mechanizmussal javul a hiba. -Link kiesés, vagy bontás esetén az elveszett TCP szegmensek átterelődnek a másik subflow irányába. Ekkor a sequence number átszámozódik!
MPTCP megszakadás kezelés Az MPTCP képes az adatfolyam zökkenőmentes átadásra. -make-before-break (például egy UE elhagy egy WLAN-t és átvált mobilnet hozzáférésre, az elhagyás előre érzékelhető volt); -break-before-make (például egy UE elhagy egy WLAN-t és átvált mobilnet hozzáférésre, az elhagyás egy megszakadásból származott, de nem bont el a TCP kapcsolat); -paralel kapcsolat kiesés (subflow átvétel).
Köszönöm a figyelmet!