Upload
trinhhanh
View
213
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
1Mikromobilität.pptJustus von Richthofen_2003-02-11
TECHNISCHE UNIVERSITÄT
ZU BRAUNSCHWEIGCAROLO-WILHELMINA
Institut für Betriebssysteme und Rechnerverbundhttp://www.tu-bs.de http://www.ibr.cs.tu-bs.de
MikromobilitätJustus von Richthofen
Seminar Wintersemester 2002/2003
Betreuer: Marc Bechler
2Mikromobilität.pptJustus von Richthofen_2003-02-11
TECHNISCHE UNIVERSITÄT
ZU BRAUNSCHWEIGCAROLO-WILHELMINA
Institut für Betriebssysteme und Rechnerverbundhttp://www.tu-bs.de http://www.ibr.cs.tu-bs.de
Gliederung
1. Definition Mikromobilität2. Probleme bei Mikromobilität3. Modellansätze zur Lösung der Probleme4. Drei wesentliche Protokolle5. Vergleich der Protokolle6. Schlussfolgerung und Ausblick
3Mikromobilität.pptJustus von Richthofen_2003-02-11
TECHNISCHE UNIVERSITÄT
ZU BRAUNSCHWEIGCAROLO-WILHELMINA
Institut für Betriebssysteme und Rechnerverbundhttp://www.tu-bs.de http://www.ibr.cs.tu-bs.de
Mikro- und Makromobilität
dfasdf
4Mikromobilität.pptJustus von Richthofen_2003-02-11
TECHNISCHE UNIVERSITÄT
ZU BRAUNSCHWEIGCAROLO-WILHELMINA
Institut für Betriebssysteme und Rechnerverbundhttp://www.tu-bs.de http://www.ibr.cs.tu-bs.de
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
5Mikromobilität.pptJustus von Richthofen_2003-02-11
TECHNISCHE UNIVERSITÄT
ZU BRAUNSCHWEIGCAROLO-WILHELMINA
Institut für Betriebssysteme und Rechnerverbundhttp://www.tu-bs.de http://www.ibr.cs.tu-bs.de
Probleme bei Makromobilität?
134.169.9.108
- IPv4 Routing-Problem-> Mobile-IPv4 / v6
6Mikromobilität.pptJustus von Richthofen_2003-02-11
TECHNISCHE UNIVERSITÄT
ZU BRAUNSCHWEIGCAROLO-WILHELMINA
Institut für Betriebssysteme und Rechnerverbundhttp://www.tu-bs.de http://www.ibr.cs.tu-bs.de
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!
7Mikromobilität.pptJustus von Richthofen_2003-02-11
TECHNISCHE UNIVERSITÄT
ZU BRAUNSCHWEIGCAROLO-WILHELMINA
Institut für Betriebssysteme und Rechnerverbundhttp://www.tu-bs.de http://www.ibr.cs.tu-bs.de
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
8Mikromobilität.pptJustus von Richthofen_2003-02-11
TECHNISCHE UNIVERSITÄT
ZU BRAUNSCHWEIGCAROLO-WILHELMINA
Institut für Betriebssysteme und Rechnerverbundhttp://www.tu-bs.de http://www.ibr.cs.tu-bs.de
Anforderungen an Mikromobilitätsprotokolle
Der mobile Nutzer will mindestens die Eigenschaften eines leitungsgebundenen Netzwerkes haben
Minimierung von DelayMinimierung von PaketverlustEffiziente Nutzung des NetzesGute SkalierbarkeitZuverlässigkeitSicherheit
9Mikromobilität.pptJustus von Richthofen_2003-02-11
TECHNISCHE UNIVERSITÄT
ZU BRAUNSCHWEIGCAROLO-WILHELMINA
Institut für Betriebssysteme und Rechnerverbundhttp://www.tu-bs.de http://www.ibr.cs.tu-bs.de
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
10Mikromobilität.pptJustus von Richthofen_2003-02-11
TECHNISCHE UNIVERSITÄT
ZU BRAUNSCHWEIGCAROLO-WILHELMINA
Institut für Betriebssysteme und Rechnerverbundhttp://www.tu-bs.de http://www.ibr.cs.tu-bs.de
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
11Mikromobilität.pptJustus von Richthofen_2003-02-11
TECHNISCHE UNIVERSITÄT
ZU BRAUNSCHWEIGCAROLO-WILHELMINA
Institut für Betriebssysteme und Rechnerverbundhttp://www.tu-bs.de http://www.ibr.cs.tu-bs.de
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
12Mikromobilität.pptJustus von Richthofen_2003-02-11
TECHNISCHE UNIVERSITÄT
ZU BRAUNSCHWEIGCAROLO-WILHELMINA
Institut für Betriebssysteme und Rechnerverbundhttp://www.tu-bs.de http://www.ibr.cs.tu-bs.de
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
13Mikromobilität.pptJustus von Richthofen_2003-02-11
TECHNISCHE UNIVERSITÄT
ZU BRAUNSCHWEIGCAROLO-WILHELMINA
Institut für Betriebssysteme und Rechnerverbundhttp://www.tu-bs.de http://www.ibr.cs.tu-bs.de
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
14Mikromobilität.pptJustus von Richthofen_2003-02-11
TECHNISCHE UNIVERSITÄT
ZU BRAUNSCHWEIGCAROLO-WILHELMINA
Institut für Betriebssysteme und Rechnerverbundhttp://www.tu-bs.de http://www.ibr.cs.tu-bs.de
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
15Mikromobilität.pptJustus von Richthofen_2003-02-11
TECHNISCHE UNIVERSITÄT
ZU BRAUNSCHWEIGCAROLO-WILHELMINA
Institut für Betriebssysteme und Rechnerverbundhttp://www.tu-bs.de http://www.ibr.cs.tu-bs.de
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
16Mikromobilität.pptJustus von Richthofen_2003-02-11
TECHNISCHE UNIVERSITÄT
ZU BRAUNSCHWEIGCAROLO-WILHELMINA
Institut für Betriebssysteme und Rechnerverbundhttp://www.tu-bs.de http://www.ibr.cs.tu-bs.de
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
17Mikromobilität.pptJustus von Richthofen_2003-02-11
TECHNISCHE UNIVERSITÄT
ZU BRAUNSCHWEIGCAROLO-WILHELMINA
Institut für Betriebssysteme und Rechnerverbundhttp://www.tu-bs.de http://www.ibr.cs.tu-bs.de
Protokollvergleich
Simulation per CIMS (Columbia IP Micromobility Suite)
18Mikromobilität.pptJustus von Richthofen_2003-02-11
TECHNISCHE UNIVERSITÄT
ZU BRAUNSCHWEIGCAROLO-WILHELMINA
Institut für Betriebssysteme und Rechnerverbundhttp://www.tu-bs.de http://www.ibr.cs.tu-bs.de
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
19Mikromobilität.pptJustus von Richthofen_2003-02-11
TECHNISCHE UNIVERSITÄT
ZU BRAUNSCHWEIGCAROLO-WILHELMINA
Institut für Betriebssysteme und Rechnerverbundhttp://www.tu-bs.de http://www.ibr.cs.tu-bs.de
Weitere Informationen…
Links• http://www.comet.columbia.edu/micromobility/
• weitere Links siehe Literaturverzeichnis
Vorlesung Mobilkommunikation im SS03eMail: [email protected]?