Corso di Laurea Specialistica in Ingegneria Informatica

Corso di Reti di Calcolatori II

Docente: Simon Pietro Romanospromano@unina.it

Reti e mobilità

Parte I

• Il materiale didattico utilizzato per questa lezione è stato preparato in collaborazione con i Professori:

• Stefano Avallone• Roberto Canonico

CreditsCredits

• Roberto Canonico• Antonio Pescapè• Giorgio Ventre

• Alcune slide sono tratte dal materiale didattico messo a disposizione dei docenti sul sito ufficiale del libro di testo (cfr prossima slide)

Nota per l’utilizzo:Abbiamo preparato queste slide con l’intenzione di renderle disponibili a tutti (professori, studenti, lettori). Sono in formato PowerPoint in modo

che voi possiate aggiungere e cancellare slide (compresa questa) o modificarne il contenuto in base alle vostre esigenze.

Come potete facilmente immaginare, da parte nostra abbiamo fatto un sacco di lavoro. In cambio, vi chiediamo solo di rispettare le seguenti

condizioni:

Nota Nota didi copyright per le slide copyright per le slide didi Kurose/RossKurose/Ross

6-3

condizioni:� se utilizzate queste slide (ad esempio, in aula) in una forma

sostanzialmente inalterata, fate riferimento alla fonte (dopo tutto, ci piacerebbe che la gente usasse il nostro libro!)

� se rendete disponibili queste slide in una forma sostanzialmente inalterata su un sito web, indicate che si tratta di un adattamento (o che sono identiche) delle nostre slide, e inserite la nota relativa al copyright.

Thanks and enjoy! JFK/KWR

All material copyright 1996-2007J.F Kurose and K.W. Ross, All Rights Reserved

Reti di calcolatori e Internet: Un approccio top-down

4a edizioneJim Kurose, Keith Ross

Pearson Paravia Bruno Mondadori Spa©2008

• Supporto alla mobilità nelle reti IP• Mobile IP in IPv4 ed IPv6

• Gestione degli handoff• Handoff orizzontale e verticale• Gestione degli handoff a livello rete, trasporto o

Argomenti trattatiArgomenti trattati

Parte II• Gestione degli handoff a livello rete, trasporto o sessione

• Host Identity Protocol (HIP)• Cenni sullo standard IEEE 802.21

Parte II

Tecnologie wireless per il mobile Tecnologie wireless per il mobile computingcomputing

• Sviluppo di tecnologie di wireless networking…• …e produzione di terminali leggeri alimentati a batteria

(notebook, PDA, smart-phone) �• nascita del mobile computing:

• possibilità di accedere a servizi telematici in mobilità

• Le varie forme di connettività possibili hanno caratteristiche • Le varie forme di connettività possibili hanno caratteristiche molto diverse le une dalle altre (cfr. prossime slide…):

• Wireless LAN: IEEE 802.11 e derivati• Personal Area Networks: Bluetooth, ZigBee, …• Ad-hoc networks• Reti pubbliche cellulari: GPRS, UMTS, HSDPA, reti 4G

• Come già avvenuto in passato per altre tecnologie di networking, il “collante universale” è rappresentato da IP

• IP, però, in questo contesto presenta dei limiti …

Tecnologie wireless: eterogeneitàTecnologie wireless: eterogeneità

4

5-11

54

802.11b

802.11a,g

UMTS/WCDMA-HSPDA, CDMA2000-1xEVDO 3G

802.16 (WiMAX)

802.11a,g punto-punto

200 802.11n

dati

Interni10-30m

Esterni50-200m

Medio raggio200m – 4 Km

Largo raggio5Km – 20 Km

.056

.384

1

4

IS-95, CDMA, GSM 2G

UMTS/WCDMA, CDMA2000 3G

802.15

UMTS/WCDMA-HSPDA, CDMA2000-1xEVDO 3Gmigliorato

Centromobile di

commutaz.

� collega le celle alla rete più ampia� gestisce l’inizializzaz. delle chiamate� gestisce la mobilità

MSC

� copre un’area geografica� stazione base (BS)

cella

Architettura di una rete cellulareArchitettura di una rete cellulare

Centromobile di

commutaz.

Rete telefonicapubblicae Internet

commutaz.� stazione base (BS) simile all’AP 802.11� utenti mobilicollegati alla rete tramite BS� air-interface:protocollo fisico e a livello di link tra il dispositivo mobilee la stazione base

rete cablata

Seconda generazione (2G): fonia� IS-136 TDMA: combinava FDMA e TDMA (ampiamente

sviluppato in Nord America)� GSM (global system for mobile communications): una

combinazione di FDMA e TDMA

Standard cellulari: breve panoramica (1/3)Standard cellulari: breve panoramica (1/3)

combinazione di FDMA e TDMA� Intensamente sviluppato in Europa, si diffuse anche in Asia e

Nord America

� IS-95 CDMA: usa l’accesso multiplo a divisione di codice

GSM

Dalla seconda alla terza generazione (2,5 G): fonia e dati� Per coloro che non potevano aspettare i servizi di terza

generazione� GPRS: general packet radio service

� evoluzione da GSM � i dati sono inviati su più canali (se disponibili)

Standard cellulari: breve panoramica (2/3)Standard cellulari: breve panoramica (2/3)

� i dati sono inviati su più canali (se disponibili)� EDGE: enhanced data rate for global evolution

� evoluzione da GSM, usa una modulazione potenziata � può permettere agli utenti una velocità di 384 Kbps per i dati

� CDMA-2000 (fase 1)� servizi dati a una velocità di 144 Kbps� evoluzione da IS-95

Terza generazione (3G): fonia e dati� UMTS: Universal Mobile Telecommunications Service

�è l’evoluzione di GSM per supportare le funzionalità 3G, in particolare impiega una tecnica CDMA chiamata direct sequence wideband CDMA (DS-WCDMA)

Standard cellulari: breve panoramica (3/Standard cellulari: breve panoramica (3/33))

� CDMA-2000: evoluzione di IS-95 2G, sviluppato in Nord America e in parte dell’Asia�I servizi dati ad esso associati, noti come 1xEVDO

(evolution data optimized) promettono tassi trasmissivi di 3Mbps

L’evoluzioneL’evoluzione: : l’Architettural’Architettura 3GPP Release 993GPP Release 99

T MTBSS/

SGSN GGSN

PSTN/Legacy/External

Other PLMN

s SGSN

I

Gp

Gn

Gn/Gp

Packet Switched Domain

HLR

SGSN Serving GPRS Support NodeGGSN Gateway GPRS Support NodePLMN Public Land Mobile Network

TE

TE

MTBSS/GERANR Um

MT UTRANR Uu

SGSN GGSN

MSC GMSC

HLR

Applications &Services

Signalling

Signalling and/or data

Iu

Iu

Iu

Nb

MAPCircuit Switched

Domain

SGSN Serving GPRS Support Node

MSC Mobile Switching CenterGMSC Gateway MSC

HSS

EIR

CSCF

CSCF

MRF MGCF SGW

Other PLMN

s SGSN

Applications &Services

MultimediaIP Networks

Other AccessNetworks

Gp

Gn

Gf

Gr

CxCAP

GcMr

Gi

Gi

MwMm

Mg

IP MultimediaDomain

Packet Switched Domain

L’evoluzioneL’evoluzione: : l’Architettural’Architettura 3GPP Release 53GPP Release 5

TE

TE

MTBSS/

GERAN

R Um

MT UTRAN

R Uu

SGSN GGSN

MGW MGW

MSC server GMSC server

HSS

PSTN/Legacy/External

SGW

Applications &Services Signalling

Signalling and/or data

Iu

Iu

IuMc

Nb

Nc

MAP MhMAP

Mc

Gi

GpGf Gi

McNb

Circuit Switched Domain

Domain

L’architetturaL’architettura IP IP Multimedia Multimedia Subsystem (IMS)Subsystem (IMS)

P-CSCF

I-CSCFMRF

MGW

MGCF

IMSIMS

S-CSCF

SIP ApplicationServersSIP Application

Servers

HSS

CDMA 2000CDMA 2000

RNCMSC(Server)

SGSNGGSN

CNCNMGW

BSC

UMTS/GPRSUMTS/GPRS

WLANWLAN

CorporateCorporate

Reti IMS: componentiReti IMS: componenti ed interfacceed interfacce

Corso di Applicazioni Telematiche!

Problematiche tipiche del mobile Problematiche tipiche del mobile computingcomputing

• Al di là delle problematiche relative alle limitatezza di risorse disponibili nel terminale …• limitata autonomia operativa a causa delle batterie• limitata ampiezza del display• limitata potenza della CPU• limitata quantità di memoria RAM• ….

• … in un contesto di mobile computing, le applicazioni devono • … in un contesto di mobile computing, le applicazioni devono affrontare altre problematiche legate alla connettività …• connettività intermittente• cambio di indirizzo IP nel tempo

• es. spostamento del notebook da casa ad ufficio• possibilità di scegliere tra forme di connettività differenti (GPRS,

WiFi)• … mantenendo, se possibile, la continuità di funzionamento

Limiti dello standard IP in contesti di mobilitàLimiti dello standard IP in contesti di mobilità

• IP assume che i terminali siano in posizioni fisse• Cosa succede se un host si collega ad una rete differente?

• In una rete IP i pacchetti sono instradati al destinatario in funzione del loro indirizzo IP• Ogni indirizzo IP si divide in due parti: rete ed host

• I router trattano la parte rete dell’indirizzo IP del destinatario• Cosa succede se un terminale cambia il proprio

indirizzo IP?• Cosa succede se un terminale cambia il proprio

indirizzo IP?• Innanzitutto, l’applicazione che stava inviando dati a quel

terminale deve essere notificata di questo evento, altrimenti continuerà ad inviare pacchetti al vecchio indirizzo

• Il protocollo di livello trasporto TCP non consente di mantenere attiva una connessione se una delle due parti cambia indirizzo IP

• Molte applicazioni vedranno le proprie connessioni TCP abbattute e termineranno

Cosa si intende per mobilitàCosa si intende per mobilità??

�La mobilità dal punto di vista del livello di rete :

immobilità elevata mobilità

L’utente restanella stessa retewireless di accesso

L’utente si spostain diverse reti

di accesso senza chiudere le connessioni

attive (come nelle chiamate

con il telefonino)

L’utente si spostain diverse reti di accesso e chiudela connessione

quando cambia rete

Vocabolario della mobilitàVocabolario della mobilità

rete domestica:l’appartamento in cui risiede

un nodo mobile(es.: 128.119.40/24)

agente domestico: entità che gestisce le funzioni di mobilità per conto del dispositivo mobile

6-18

indirizzo permanente:indirizzo nella rete

domestica, può sempreessere usato per raggiungere il

dispositivo mobile

es.: 128.119.40.186

WAN

corrispondente

indirizzo fermo-posta: indirizzo presso la rete visitata (es.:

79.129.13.2)

rete visitata: rete in cui risiede attualmente il dispositivo mobile (es.:

79.129.13/24)

indirizzo permanente: rimane invariato (es.: 128.119.40.186)

Vocabolario della mobilitàVocabolario della mobilità

WAN

agente domestico: entità della rete visitata che gestisce la mobilità all’interno di questa

corrispondente: entità che desidera comunicare

con il nodo mobile

� Fate una ricerca in tutti gli elenchi telefonici?

Mi chiedo dove si sia trasferita Alice…

Avete un amico che cambia frequentemente indirizzo? Come

fate a localizzarlo?

Mettersi in contatto con un utente “mobile”Mettersi in contatto con un utente “mobile”

gli elenchi telefonici?� Telefonate ai suoi

genitori?� Aspettate che si metta

in contatto con voi per farvi sapere dove si trova?

Diversi approcci alla mobilitàDiversi approcci alla mobilità

� Lasciamo che la gestiscano i router: i router rendono pubblico l’indirizzo permanente dei nodi-mobili-residenti mediante il solito scambio di tabelle d’instradamento:�le tabelle di instradamento indicano dove si trova ciascun

nodo mobile�non ci sono cambiamenti per i sistemi terminali�non ci sono cambiamenti per i sistemi terminali

� Lasciamo che la gestisca il sistema terminale: �instradamento indiretto: la comunicazione fra il

corrispondente e il nodo mobile avviene attraverso l’agente domestico, e viene poi inoltrata in remoto

�instradamento diretto: il corrispondente ottiene l’indirizzo presso la rete ospite, e può quindi comunicare direttamente con il nodo mobile

Diversi approcci alla mobilitàDiversi approcci alla mobilità

� Lasciamo che la gestiscano i router: i router rendono pubblico l’indirizzo permanente dei nodi-mobili-residenti mediante il solito scambio di tabelle d’instradamento:�le tabelle di instradamento indicano dove si trova ciascun

nodo mobile�non ci sono cambiamenti per i sistemi terminali

non è scalabileper milioni

di utenti mobili!

�non ci sono cambiamenti per i sistemi terminali� Lasciamo che la gestisca il sistema terminale:

�instradamento indiretto: la comunicazione fra il corrispondente e il nodo mobile avviene attraverso l’agente domestico, e viene poi inoltrata in remoto

�instradamento diretto: il corrispondente ottiene l’indirizzo presso la rete ospite, e può quindi comunicare direttamente con il nodo mobile

Mobilità: registrazioneMobilità: registrazione

WAN

rete domesticarete visitata

12

In conclusione:• L’agente ospitante conosce tutti i dati del dispositivo mobile• L’agente domestico conosce la localizzazione del dispositivo mobile

Il dispositivo mobile contatta l’agente ospitante al suo ingresso nella rete visitata

L’agente ospitante contatta a casa l’agente domestico: “questo

dispositivo mobile è residente nella mia rete”

rete 3

L’agente domestico intercetta il datagramma e lo inoltra all’agente ospitante

L’agente ospitante riceve il datagramma e lo inoltra al

dispositivo mobile

Mobilità attraverso instradamento indirettoMobilità attraverso instradamento indiretto

WAN

retedomestica

retevisitata

3

24

1

Il corrispondente indirizza il datagramma

all’indirizzo permanente del nodo

Il dispositivo mobile risponde direttamente al corrispondente

Instradamento indiretto: commentiInstradamento indiretto: commenti

� Il dispositivo mobile usa due indirizzi:� Indirizzo permanente: usato dal corrispondente � Indirizzo fermo-posta: usato dall’agente domestico per inoltrare i

datagrammi al dispositivo mobile� Le funzioni dell’agente ospitante possono essere svolte direttamente dal

dispositivo mobile� Triangolazione: corrispondente-rete domestica-dispositivo mobile

� Inefficiente quando il corrispondente e il dispositivo mobile si trovano � Inefficiente quando il corrispondente e il dispositivo mobile si trovano all’interno della stessa rete

InstradamentoInstradamento indirettoindiretto: : spostarsispostarsi tratra le le retireti

�Supponiamo che un utente mobile si sposti all’interno di un’altra rete�si registra presso il nuovo agente ospitante�il nuovo agente ospitante si registra presso l’agente

domestico�l’agente domestico aggiorna l’indirizzo fermo-posta �l’agente domestico aggiorna l’indirizzo fermo-posta

del dispositivo mobile�i pacchetti continuano a essere inoltrati al

dispositivo mobile (ma con il nuovo indirizzo fermo-posta)

�Spostandosi tra diverse reti, le connessioni in corso possono essere mantenute!

4

Il corrispondente effettua l’inoltro presso l’agente

ospitante

L’agente ospitante riceve i pacchetti e li inoltra al dispositivo mobile

Mobilità attraverso instradamento direttoMobilità attraverso instradamento diretto

WAN

retedomestica

retevisitata

4

2

41Il corrispondente richiede,

e riceve, l’indirizzo temporaneo del dispositivo mobile

Il dispositivo mobile risponde direttamente al corrispondente

3

Instradamento diretto: commentiInstradamento diretto: commenti

�Risolve il problema della triangolazione�non-trasparente al corrispondente: il corrispondente deve

ricevere l’indirizzo fermo-posta dall’agente domestico�cosa succede se l’utente mobile cambia la rete visitata?

rete ospitante visitata

� Agente ospitante d’appoggio: agente ospite nella prima rete visitata.

� I dati vengono sempre inoltrati prima all’agente ospitante d’appoggio.

� Quando il dispositivo mobile si sposta in una nuova rete: il nuovo agente ospitante farà in modo di ricevere i dati dal vecchio agente ospitante (chaining).

Cambiamento di rete con l’instradamento direttoCambiamento di rete con l’instradamento diretto

WAN

1

rete ospitante visitata all’inizio della sessioneagente

ospitanted’appoggio

2

4

nuovoagente ospitante

35agente

corrispondentecorrispondente

nuova rete

ospitante

Mobile IPMobile IP

�RFC 3344 (http://www.ietf.org/rfc/rfc3344.txt), ed altri…

�Contiene molti elementi che abbiamo già considerato: �Agente domestico, agente ospitante, registrazione

presso l’agente ospitante, indirizzo fermo-posta, presso l’agente ospitante, indirizzo fermo-posta, incapsulamento e recupero dei datagrammi.

�Lo standard è composto da tre parti:�Instradamento indiretto dei datagrammi.�Ricerca dell’agente.�Registrazione presso l’agente domestico.

Mobile IPMobile IP

• Consente ad un terminale di essere connesso ad Internet indipendentemente dalla propria posizione (purché sia in grado di avere accesso ad una rete)

• Consente agli host di essere “seguiti” senza dover modificare il loro indirizzo IP

• Non richiede cambiamenti nel software degli hostnon mobilinon mobili

• Richiede la creazione di una infrastruttura di supporto

• Non ha limitazioni geografiche• Non richiede modifiche al formato degli indirizzi IP• Prevede delle feature che ne aumentano la

sicurezza

Entità previste da Mobile IPEntità previste da Mobile IP

• Mobile Node MN• Home Agent HA• Foreign Agent FA• Correspondent Node CN• Care-of-Addresses COA• Home link• Foreign Link

Entità previste da Mobile IP (Entità previste da Mobile IP (contcont.).)

• Mobile Node (MN)• una entità che può cambiare il suo punto di connessione ad

Internet• è in grado di rilevare quando cambia la sua rete di collegamento e si registra presso il

“miglior” FA (Foreign Agent)

• al MN è assegnato un indirizzo IP permanente detto home address

• gli altri host inviano pacchetti all’home address del MN • gli altri host inviano pacchetti all’home address del MN indipendentemente dalla sua posizione attuale

• dal momento che l’home address non cambia, questo consente la sopravvivenza delle connessioni TCP ad un cambiamento di rete

• Home Agent (HA)• è un router con delle funzionalità aggiuntive

• collocato nella home network di MN• mantiene la associazione tra l’indirizzo IP del MN con i suoi COA• invia i pacchetti alla rete di cui MN è ospite quando MN “è via”

– ciò viene realizzato mediante incapsulamento dei pacchetti

Entità previste da Mobile IP (Entità previste da Mobile IP (contcont.).)

• Foreign Agent (FA)• un altro router con funzionalità aggiuntive:

• se MN è via, allora usa un FA per mandare e ricevere i pacchetti• un FA si annuncia periodicamente nella rete in cui è stato collocato• invia la richiesta di registrazione di un MN• estrae dall’incapsulamento i pacchetti per consegnarli al MN

• Care-of-address (COA)• Care-of-address (COA)• indirizzo che identifica l’attuale posizione del MN• inviato dal FA allo HA quando un MN si collega

• Correspondent Node (CN)• terminale con cui il Mobile Node scambia pacchetti (es. web

server)• non è consapevole che MN sia un nodo mobile• non deve implementare Mobile IP

Mobile IP: Mobile IP: serviziservizi didi supportosupporto

• Agent Discovery• HA e FA annunciano in broadcast la loro presenza su ogni

rete a cui sono connessi• I MN ascoltano tali annunci e poi iniziano la propria

registrazione• Registration

• Quando un MN è via, registra il proprio CareOfAddress(COA) presso lo HA

• Tipicamente attraverso il FA• I messaggi di registrazione sono inviati via UDP verso una

porta “well-known”• Encapsulation• Decapsulation

Mobile IP: Mobile IP: modalitàmodalità operativaoperativa

• Un MN si mette in ascolto di annunci provenienti da HA o da FA ed inizia la registrazione:• se l’agente che si annuncia è il proprio HA, vuol dire che il nodo MN si

trova nella propria rete di appartenenza e dunque mobile IP non serve• Dopo aver ricevuto la richiesta di registrazione da parte del MN, l’Agent invia

un messaggio di conferma• il processo di registrazione avviene ogni volta che il MN cambia rete

• L’Agent intercetta tutti i pacchetti destinati al MN:• ciò risulta semplice, tranne nel caso in cui l’applicazione mittente sia • ciò risulta semplice, tranne nel caso in cui l’applicazione mittente sia

sulla stessa rete del MN• L’Home Agent “maschera” il MN (ne fa, cioè, le veci in maniera

trasparente)• La registrazione del MN presso l’Agent ha una durata limitata:

• essa va, quindi, “rinfrescata” prima della scadenza nel caso in cui il servizio ciaancora richiesto

• Esiste anche un processo esplicito di de-registrazione• Utile soprattutto nel caso in cui l’Agent sia un “Foreign Agent” ed il

MN stia “ritornando a casa”…

•HA incapsula tutti i pacchetti indirizzati al MN e li invia al FA

• IP tunneling

•FA decapsula tutti i pacchetti indirizzati al MN e li invia attraverso il suo MAC hardware (appreso

Mobile IP: Mobile IP: modalitàmodalità operativaoperativa (cont.)(cont.)

invia attraverso il suo MAC hardware (appreso durante il processo di registrazione)• Un MN può agire da FA se acquisisce un indirizzo IP• Comunicazioni bidirezionali richiedono tunneling in ciascuna direzione

visited network: 79.129.13/24 home agent

HA: 128.119.40.7 foreign agent

COA: 79.129.13.2

COA: 79.129.13.2 ….

ICMP agent adv. Mobile agent

MA: 128.119.40.186

registration req.

COA: 79.129.13.2 HA: 128.119.40.7 MA: 128.119.40.186

registration req.

COA: 79.129.13.2

Mobile IP: Mobile IP: esempioesempio didi registrazioneregistrazione

MA: 128.119.40.186 Lifetime: 9999 identification:714 ….

COA: 79.129.13.2 HA: 128.119.40.7 MA: 128.119.40.186 Lifetime: 9999 identification: 714 encapsulation format ….

registration reply

HA: 128.119.40.7 MA: 128.119.40.186 Lifetime: 4999 Identification: 714 encapsulation format ….

registration reply

HA: 128.119.40.7 MA: 128.119.40.186 Lifetime: 4999 Identification: 714 ….

time

dest: 79.129.13.2 dest: 128.119.40.186

Pacchetto inviato dall’ag. domestico all’ag. ospitante: un pacchetto dentro il pacchetto

dest: 128.119.40.186

Dall’ag. ospitante al nodo mobile

Mobile IP: Mobile IP: instradamentoinstradamento indirettoindiretto

Indirizzo permanente: 128.119.40.186

Indirizzo fermo-posta: 79.129.13.2

dest: 128.119.40.186

Pacchetto inviato dal

corrispondente

� Avviso dell’agente: un agente (domestico/ospitante) rende noti i suoi servizi inviando periodicamente in broadcast un messaggio ICMP (campo tipo = 9)

type = 9 code = 0 = 9

checksum

0 8 16 24

bit H e F: agente

Mobile IP: Mobile IP: ricercaricerca dell’agentedell’agente

RBHFMGV bits reserved

type = 16

router address

standard ICMP fields

mobility agent advertisement

extension

length sequence #

registration lifetime

0 or more care-of-addresses

bit R : richiesta di registrazione

bit H e F: agente domestico/ospitante

• Mobility Binding Table• Mantenuta nello HA di MN• Mappa lo home address di

MN sul COA corrente

Mobile IP: Mobile IP: tabelletabelle neinei routerrouter

• Visitor List• mantenuta nel FA che

serve MN• mappa lo home address di

MN sul proprio MAC address e sull’indiririzzodello HA

Mobile IP: tunnelingMobile IP: tunneling

Mobile IP: Mobile IP: registrazioneregistrazione

•Suboptimal “triangle” routing

Problemi di Mobile IPProblemi di Mobile IP

•Soluzione: far sì che CN conosca il COA del MN• Può essere il CN a creare il tunnel verso MN• Svantaggio: il CN deve supportare Mobile IP per apprendere il COA• Processo iniziato da HA che notifica CN attraverso messaggi “binding

update”• La tabella di binding può diventare non consistente

• Modello intrinsecamente fragile per l’assunzione di un singolo HA• Soluzione possibile: avere più HA

• Frequenti messaggi di report allo HA se il MN è in movimento

Altri problemi di Mobile IPAltri problemi di Mobile IP

in movimento• Soluzione possibile: supporto al “clustering” dei FA

• Sicurezza• Connection hijacking, snooping (cfr lezioni successive)…

• Molte questioni ancora aperte…

MobilitàMobilità in IPv6 (in IPv6 (cennicenni –– RFC 3775)RFC 3775)

• L’ottimizzazione del routing è una parte fondamentale diMobile IPv6• Assenza del “Triangular Routing Problem”

• “binding” diretto con il nodo con cui si comunica

• I Foreign Agent non sono necessari in Mobile IPv6• I nodi mobili possono funzionare in qualsiasi rete, senza

necessità dei servizi offerti da router speciali nelle reti dinecessità dei servizi offerti da router speciali nelle reti divolta in volta attraversate

• Concetti di:• “auto-configurazione priva di stato” (stateless autoconfiguration)• Scoperta dei vicini (Neighbor Discovery)

• Sicurezza• I nodi devono necessariamente adottare meccanismi forti di

autenticazione e crittografia• …

CaratteristicheCaratteristiche importantiimportanti didi IPv6IPv6

• ‘Address Autoconfiguration’• Stateless:

• Network Prefix + Interface ID

• Stateful:• DHCPv6

• ‘Neighbor Discovery’• ‘Neighbor Discovery’• Scoperta reciproca (in termini di presenza) e ricerca di router• Scoperta reciproca dell’indirizzo di livello data-link• Mantenimento di informazioni sulla raggiungibilità

• Extension Headers• Routing header

• Utilizzato per l’ottimizzazione del routing

• Destination Options header• Utilizzato per I datagrammi generati dal nodo mobile

CaratteristicheCaratteristiche importantiimportanti didi IPv6 (cont.)IPv6 (cont.)

• Utilizzato per I datagrammi generati dal nodo mobile

DifferenzeDifferenze tratra MIPv4 e MIPv6: MIPv4 e MIPv6: configurazioneconfigurazione

• In Mobile IPv6 non esiste il Foreign Agent come entità autonoma:• Mobile IPv6 richiede che ogni nodo mobile supporti:

• IPv6 ‘Decapsulation’• Autoconfigurazione degli indirizzi• Autoconfigurazione degli indirizzi• Scoperta dei vicini

• Consegna dei pacchetti:• Un nodo MIPv6 usa il ‘care-of address’ come

indirizzo sorgente quando si trova in una retevisitata:

• Nessun problema di filtraggio ‘anti-spoofing’!

DifferenzeDifferenze tratra MIPv4 e MIPv6: MIPv4 e MIPv6: invioinvio datidati

• Nessun problema di filtraggio ‘anti-spoofing’!

• Il nodo corrispondente usa il routing header IPv6 piuttosto che l’incapsulamento IP

• Supporto nativo della “Route Optimization”

• Tutti I nuovi messaggi usati in MIPv6 sonodefiniti come “Opzioni di Destinazione” in IPv6• Questo tipo di opzioni è usato in IPv6 per

traferire informazioni aggiuntive che devonoessere esaminate soltanto dal nodo

MessaggiMessaggi MIPv6 e MIPv6 e strutturestrutture datidati relative relative

essere esaminate soltanto dal nododestinazione del pacchetto

Next Header Hdr Ext Len

Options

• Quattro nuove “Destination Option”• Binding Update

• Usata da un MN per informare il suo HA o un CN circa il suoattuale ‘care-of address’

• Binding Acknowledgement• Usata per confermare la ricezione di un ‘binding update’

MessaggiMessaggi MIPv6 e MIPv6 e strutturestrutture datidati relative (cont.)relative (cont.)

• Usata per confermare la ricezione di un ‘binding update’

• Binding Request• Usata da un qualsiasi nodo per richiedere ad un MN di inviare

un ‘binding update’ con il proprio attuale ‘care-of-address’

• Home Address• Usato in un pacchetto inviato da un MN per comunicare al

ricevente il proprio ‘home address’

Mobile Mobile IPv6: IPv6: fasefase operativaoperativa

• Registrazione presso l’ Home Agent• Un MN ottiene il proprio care-of-address tramite

l’autoconfigurazione (stateful o stateless)• In seguito, il MN registra il proprio COA presso la

rete ‘home’• Impiego della opzione di destinazione “Binding Update”• Impiego della opzione di destinazione “Binding Update”

• Registrazione presso l’Home Agent

Mobile Node(1)Binding Update(2)Binding Acknowledgement

Mobile IPv6: Mobile IPv6: fasefase operativaoperativa (cont.)(cont.)

電腦

Internet

工作站

Home Agent

Correspondent Node

Router

Router

Router

Home LinkLink A

Link B

Link C

(1)

(2)

• Route Optimization• Per evitare il problema del ‘triangle routing’

Mobile Node

(1) Packet(2) Tunneled Packet(3) Packet

Mobile IPv6: Mobile IPv6: fasefase operativaoperativa (cont.)(cont.)

電腦

Internet

工作站

Home Agent

Correspondent Node

Router

Router

Router

Home LinkLink A

Link B

Link C

(3) Packet

(2)

(1)(3)

• Route Optimization

Mobile Node

Home Link Link B

(1)Binding Update(2)Packet

Mobile IPv6: Mobile IPv6: fasefase operativaoperativa (cont.)(cont.)

電腦

Internet

工作站

Home Agent

Correspondent Node

Router

Router

Router

Home LinkLink A

Link B

Link C

(1)

(2)

• Consegna di pacchetti destinati al MN

電腦

Internet

Src: CN’s address Src: CN’s address

Mobile IPv6: Mobile IPv6: fasefase operativaoperativa (cont.)(cont.)

Src: CN’s addressDst: MN’s home address

Src: CN’s addressDst: MN’s care-of address

Routing Header:MN’s home address

Src: CN’s addressDst: MN’s care-of address

Routing Header:MN’s home address

Src: CN’s addressDst: MN’s home address

MN riceve I pacchettidall’interfaccia di loopback

Ricerca nella‘Binding cache’

• Consegna di pacchetti generati nel MN:

電腦

Internet

MN at home:Src: MN’s care-of address

Mobile IPv6: Mobile IPv6: fasefase operativaoperativa (cont.)(cont.)

Src: MN’s home addressDst: CN’s address

Src: MN’s home addressDst: CN’s address

Src: MN’s care-of addressDst: CN’s address

Destination Options header –Home Address Option:

MN’s home address

MN at home:

MN at visited network:

Src: MN’s care-of addressDst: CN’s address

Destination Options header –Home Address Option:

MN’s home address

Sposta l’ home address del MNNel campo Source Address

MeccanismoMeccanismo didi scopertascoperta dell’Homedell’Home AgentAgent

Mobile Node

(1) Binding Update verso l’indirizzo anycast degli Home-Agent(2) Binding Acknowledgement comprendente la lista degli HA…ma rifiuto della

richiesta di registrazione

Home Agent 1 Home Agent 2

(1)

Impiego degli indirizzi ‘anycast’

工作站

電腦

Internet

工作站

Home Agent 3

Correspondent Node

Router

Router

Router

Home LinkLink A

Link B

Link C

工作站

Home Agents List Preference ValueHome Agent 3 9Home Agent 1 2Home Agent 2 -3

(1)

(2)

MeccanismoMeccanismo didi scopertascoperta dell’Homedell’Home Agent Agent (cont(cont.).)

Mobile Node

Link B

(1) Binding Update verso Home Agent 3(2) Binding Acknowledgement, registrazione OK

Home Agent 1 Home Agent 2

(1)工作站

電腦

Internet

工作站

Home Agent 3

Correspondent Node

Router

Router

RouterHome LinkLink A

Link B

Link C

工作站

Home Agents List Preference ValueHome Agent 3 9Home Agent 1 2Home Agent 2 -3

(1)

(2)

• ‘Smooth Handover’ assistito dal Router

電腦

(1) MN invia un Binding Update all’ HA sulla rete precedente

(2) HA risponde con un Binding Acknowledgement

(3) HA invia I pacchetti al MN

(3)(4)

CN

HandoverHandover

IPv6 routerwith HA func. IPv6 router

move

(3) HA invia I pacchetti al MN tramite il tunneling

(4) MN invia un Binding Update al CN

(1)

(4)

(3)

(2)

MN

Perdite minimizzate durante ilperiodo in cui il MN stabilisceun collegamento col nuovo

punto di accesso