Justus von Richthofen Seminar Wintersemester 2002/2003 ...84t_Folien.pdf · Mikromobilität.ppt 2...

1Mikromobilität.pptJustus von Richthofen_2003-02-11

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MikromobilitätJustus von Richthofen

Seminar Wintersemester 2002/2003

Betreuer: Marc Bechler

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Gliederung

1. Definition Mikromobilität2. Probleme bei Mikromobilität3. Modellansätze zur Lösung der Probleme4. Drei wesentliche Protokolle5. Vergleich der Protokolle6. Schlussfolgerung und Ausblick

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Mikro- und Makromobilität

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Mikro- und Makromobilität

Makromobilität- Inter-Domain Mobilität (wie soeben gesehen bei Mobile IPv6)- Feste IP-Adresse um Erreichbarkeit zu gewährleisten- Standardprotokoll: Mobile-IPMikromobilität- Feste IP-Adresse um Erreichbarkeit zu gewährleisten- Intra-Domain Mobilität- In geographisch begrenzten Räumen (z.B. Autobahn)- Häufiger Wechsel der Basisstation- Bisher kein Standardprotokoll

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Probleme bei Makromobilität?

134.169.9.108

- IPv4 Routing-Problem-> Mobile-IPv4 / v6

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Mobile-IP

MN befindet sich im Fremdnetz

und meldet sich beim Home Agent (HA) an

Kommunikationsmechanismus

1. IP-Paket vom Correspondent Node (CN)

an den Mobile Node (MN)

2. Tunneln von HA an die „Virtual Care

of Adress“ des Foreign Agent (FA)

3. Im Fremdnetz Weiterleitung

an Mobile Node

4. Antwort auf dem direkten Weg

Triangle-Routing Problem!

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Probleme bei Mikromobilität?

1. Häufiger Wechsel der Basisstation

2. Routing3. Location Management

Verzögerung (Delay)Paketverlust

Mobile-IP ungeeignet!Ineffizienz (Overhead, „Triangle Routing Problem“)hoher Delay und PaketverlustEs müssen spezielle Mikromobilitätsprotokolle her

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Anforderungen an Mikromobilitätsprotokolle

Der mobile Nutzer will mindestens die Eigenschaften eines leitungsgebundenen Netzwerkes haben

Minimierung von DelayMinimierung von PaketverlustEffiziente Nutzung des NetzesGute SkalierbarkeitZuverlässigkeitSicherheit

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Grundbegriffe Mikromobilität

Handoff – Weitergabe des mobilen Geräts• Hard Handoff vs. Semi-Soft Handoff

Paging – Erreichbarkeit des mobilen Geräts• Vermeidung von Ortsaktualisierungen durch „Paging Areas“

• Broadcasts zur Positionsermittlung

• Einsparung von knapper Akkuenergie und Bandbreite

Sicherheit• Authentication, Authorization, Accounting (AAA)

Quality of Service – Reservierung von Netzwerkresourcen• in drahtlosen Netzwerken sehr aufwändig

• im Bereich Mikromobilität bisher noch nicht erforscht

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Modellansätze zur Lösung der Probleme

Hierarchical Tunneling- im Fremdnetz wird der FA in eine Baum-

struktur mehrerer FAs aufgeteilt (Wurzel ist der Gateway Foreign Agent (GFA))

- in FAs: Datenbanken mit Ortsinformationen über den MN- Besucherliste, Paket wird von FA zu FA getunnelt- der Home-Agent erfährt nichts von Basisstationswechseln

Mobile Specific Routing- kein Tunneling! Routing für jedes mobile Gerät separat - Router besitzen Ortsinformationen des mobilen Geräts

• implizit: das Routingprotokoll bestimmt den Ort anhand des regulären Netzwerkverkehrs

• explizit: das mobile Gerät aktualisiert die Ortsinformationen selbst

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Hierarchical Mobile-IP - Funktionsweise

Setzt direkt auf Mobile-IP auf

Hierarchical Tunneling

Jeder FA besitzt eine vCoA

(= Virtual Care-of-Address)

Foreign Agent wird durch mehrere

Mobilitäts-Agenten (MA) ersetzt

MAs routen hierarchisch

Basisstationswechsel werden

innerhalb einer Domäne

abgewickelt

Paging als Erweiterung

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Hierarchical Mobile-IP – Vor- und Nachteile

Vorteile• Kompatibilität – Tunneling ermöglicht

Betrieb auch in Netzen, die H-MIP

nicht unterstützen

• Paging

Nachteile• ineffizient (Tunneling)

• unsicher wg. vieler Angriffspunkte

• nicht stromsparend, da Orts-

aktualisierungen durch MN

erfolgen

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Hawaii - Funktionsweise

= Handoff-Aware Wireless Access Internet InfrastructureBackbone Router ist zentraler FAMN erhält über einen DHCP-Servereine „Co-located Care-of-Address“Crossover-Router = Angelpunktbei OrtsaktualisierungMobile Specific Routing mitseparatem RoutingprotokollPaging Mechanismus perIP-Multicast

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Hawaii – Vor- und Nachteile

Vorteile• effizient wg. Mobile Specific Routing

• differenzierte Handoff-Mechanismen

Nachteile• nicht stromsparend, da Ortsaktuali-

sierungen vom MN ausgehen

• Verwaltungsinformationen

• Inkompatibilität: alle beteiligten

Komponenten müssen Hawaii unterstützen

• schlechte Skalierbarkeit wegen Co-CoA

• keine Sicherheitsmechanismen

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Cellular-IP (= CIP) - Funktionsweise

CIP-Gateway zentraler FAHome Agent erhält als „Care ofAddress“ die IP Adresse des CIP-GatewaysMobile Specific Routing (per vorhandenem Routingprotokoll)Semisoft-Handoff (wahlweiseauch Hard Handoff) implizites RoutingSicherheit per sessionkeys

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Cellular-IP – Vor- und Nachteile

Vorteile• effizient wg. Mobile Specific Routing

• stromsparend durch implizites Routing

• wenig Verwaltungsinformationen

• gute Handoff Performance

Nachteile• Inkompatibilität: alle beteiligten

Komponenten müssen CIP unterstützen

• Semi-Soft Handoff muss von MN

unterstützt werden

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Protokollvergleich

Simulation per CIMS (Columbia IP Micromobility Suite)

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Fazit

Großer Bedarf an Lösung von MikromobilitätsproblemenVorschläge werden zur Zeit erforscht und diskutiertStandardprotokoll noch nicht in SichtBesten Eindruck macht Cellular-IPWeiterer Forschungsbedarf

• Sicherheit

• noch bessere Performance

• gesteigerte Kompatibilität

• Zuverlässigkeit

• Quality of Service

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Weitere Informationen…

Links• http://www.comet.columbia.edu/micromobility/

• weitere Links siehe Literaturverzeichnis

Vorlesung Mobilkommunikation im SS03eMail: j.richthofen@tu-bs.deFragen?