Podatkovni višemedijski prijenos i računalne mreže

Mobile IP

Seminarski rad

Tomislav Blauhorn

1191092701

SADRŽAJ:

Uvod

Promjena točke priključka

Mobile IP zahtjevi

Usporedba IP i mobile IP

Mobile IP prijenos

Mobile IP adrese

Funkcijski entiteti

Procedure pokretnog čvora

Otkrivaje agenta

Registarcija

Utvrđivanje promjene linka

Komunikacija

Usmjeravanje datagrama na pokretni čvor

Odašiljanje datagrama s pokretnog čvora

Problem trokutastog usmjeravanja

UVOD

Kod klasičnog IPv4 Interneta, IP adresa globalno i jednoznačno označuje računalo, odn. sučelje usmjeritelja. Protokoli usmjeravanja usmjeravaju datagrame isključivo na temelju odredišne adrese, koristeći pri tom tablice usmjeravanja.

Primjenom maske podmreže na odredišnu adresu dobiva se mrežni prefiks, iz kojeg se određuje sučelje po kojem treba proslijediti datagram. Primjer na sljedećoj stranici prikazuje postupak.

Promjena točke priključka

Promotrimo slučaj slanja datagrama s računala A na prijenosno računalo B. Prema tablicama usmjeravanja, datagram prolazi niz usmjeritelja kako bi došao do usmjeritelja odredišne mreže. Kad se računalo B nalazi u toj mreži, datagram se isporučuje. Ako se, međutim , računalo B priključi u mreži C bez promjene IP adrese, usmjeritelj Y mu ne moze isporučiti datagram. Stoga će usmjeritelj Y poslati ICMP poruku “ Host unreachable” izvorištu datagrama, ovdje računalu A.

Vidimo da je prijenosno računalo B s IP adresom 2.0.0.10 promjenom prilkjučka s LAN-a B na LAN C postaje nedohvatno. Svaki datagram adresiran na prijenosno računalo bit će usmjeren preko niza usmjeritelja do krajnjeg usmjeritelja Y, kao odredišnog usmjeritelja za računala s IP adresama 2.0.0.X.

Možemo zaključitida je, uz uvjet da računalo I dalje može komunicirati, u klasičnom Internetu promjena priključne točke promijeni svoju IP adresu. Drugo moguće rješenje bila bi promjena pojedinačnog izvorišno-zadanog usmjeravanja. Ipak, oba rješenja su sasvim neprikladna za čvorove u pokretu, prvenstveno zbog nemogučnosti održavanja postojećih veza.

Mobile IP zahtjevi

Osnovni zahtjev je da pokretni čvor mora moći komunicirati s drugim čvorovima nakon promjene točke priključka. Osim toga on mora moći održati postojeće veze za vrijeme promjene točke priključka. Kao rješenje se stoga nameće i da pokretan čvor mora moći komunicirati uporabom svoje stalne IP adrese, neovisno o trenutnoj točki priključka na Internet.

Nadalje, važno je da pokretni čvor mora moći komunicirati s drugim čvorovima koji nemaju uvedene funkcije pokretljivosti. To znači da uvođenje mobile IP-a ne smije biti vezano za globalne promjene internetskih protokola, tj, programske podrške u usmjeriteljima. Konačno, pokretan čvor ne smije biti izložen dodatnim sigurnosnim rizicima u odnosu na fiksne čvorove.

Usporedba IP i mobile IP

Mobile IP je rješenje za pokretljivost izvedeno na mrežnom sloju. To znači da je ono potpuno nevidljivo sloju transporta i aplikacijama. Drugim riječima, postojeće TCP veze se održavaju i kada je je čvor u pokretu, a sve aplikacije rade kao i kada je čvor fiksno priključen u svojoj matičnoj mreži.

Na temelju prethodno opisanih zahtjeva dolazi se do osnovne ideje mobilnog IP-a: zadržati stalnu IP adresu, ne mijenjati postojeće protokole usmjeravanja u mrežnom sloju, a pokretljivost osigurati putem novih funkcijskih entiteta i uvođenja trenutne adrese.

Mobile IP prijenos

Kao rješenje izvedeno u mrežnom sloju, Mobile IP je potpuno neovisan i o mediju preko kojega se vrši prijenos (žično, bežično...).

Pokretni čvor mora se moći kretati između različitih priključaka na istoj vrsti medija, tako i s jednog medija na drugi (npr. S Etherneta na bežičnu mrežu) bez gubitka veze na Internet. Na sloju podatkovne veze mora se rješiti odabir načina kompresije te zaštite podataka, kao i postupak pri promjeni priključne točke.

Na mržnom sloju moraju se riješiti pitanja identifikacije čvora i mreže, održavanje priključne točke te usmjeravanje datagrama prema pravom odredištu. Identifikacija čvora i mreže je pitanje mrežnog adresiranja. Određivanje priključne adrese odnosi se na prepoznavanje linka na kojeg je priključen pokretni čvor. Usmjeravanje uključuje posebne mehanizme za usmjeravanje ka/od pokretnog čvora za vrijeme njegovog boravka u stranoj mreži.

Mobile IP adrese

Mobile IP definira pojmove domaće adrese i trenutne adrese.

Domaća adresa (Home address) je IP adresa stalno dodijeljena pokretnom čvoru. Ona se ne mijenja prigodom kretanja čvora, tj. Vrijedi i u domaćoj i u posjećenoj točci priključka.

Trenutna adresa (care-of adresa) je IP adresa dodijeljena pokretnom čvoru kad je priključen preko neke posjećene točke priključka. Trenutna adresa je jednoznačno određena za svaku točku priključka, što znači da se mijenje s promjenom točke priključka. Ta adresa koristi se kao odredišna adresa za datagrame namijenjene pokretnom čvoru. Primjetimo da je izvorišna adresa datagrama kojeg šalje pokretničvor i dalje domaća adresa pokretnog čvora.

Funkcijski entiteti

Mobile IP definira tri funkcijska entiteta u kojima je izvedena podrška pokretljivosti:

1. Mobile Node, MN (pokretni čvor): čvor koji mijenja točku priključka na Internetu s jednog linka na drugi, pri čemu zadržava sve već uspostavljene veze i koristi svoju stalnu domaću IP adresu.

2. Home Agent, HA(domaći agent): usmjeritelj sa sučeljem na domaćem linku mobilnog čvora:

· Kojeg pokretni čvor obavještava o trenutnoj točki priključka – IP adresi (Care-of address)

· Koji o mogučuje usmjeravanje prema stalnoj adresi pokretnog čvora

· Koji presreće sve datagrame adresirane na pokretni čvor i tunelira ih prema njegovoj trenutnoj adresi.

3. Foreign Agent, FA (Strani agent): usmjeritelj na stranom linku gdje je mobilni čvor povezan na trenutnu točku priključka:

· Koji obavještava domaćeg agenta o trenutnoj IP adresi

· Koji usmjerava datagrame ka/od pokretnog čvora

Procedure pokretnog čvora

Otkrivaje agenta

Svaki agent na linku (može ih biti više) periodički objavljuje da je spreman poslužiti kao domaći agent, strani agent, ili oboje, i to na svim linkovima za koje pruža tu uslugu. Te objave se kao Agent Advertisement poruke razašilju broadcastom ili multicastom na lokalnom linku.

Druge vrste poruka su Agent Solicitation poruke, koje mogu slati pokretni čvorovi u pokušaju traženja agenta. Po primitku Agent Solicitation poruke, svi agenti odgovaraju s Agent Advertisement porukom. Taj mehanizam omogučuje vrlo brzo pronalaženje agenta za slučaj kada agenti rijetko razašilju Agent Advertisement poruke, kao i kada pokretni čvor brzo mijenja točku priključka.

Registarcija

Registracija je skup postupaka kojima pokretni čvor:

· Zahtjeva uslugu usmjeravanja od stranog agenta na stranom linku

· Obavješćuje domaćeg agenta o trenutnoj adresi

· Periodički obnavlja registraciju

· Deregistrira se pri povratku na domaći link

Registracija se obavlja putem poruka Registration Request i Registration Reply. Za razliku od poruka koje se koriste za otkrivanje agenta koje se prenose ICMP-om, registracijske poruke prenose se UDP-om. Pokretni čvor najčešće zna adresu domaćeg agenta unaprijed, a postoji i dinamički postupak otkrivanja te adrese.

U osnovnom scenariju, pokretni čvor se prijavljuje domaćem agentu preko stranog agenta. Ako nema stranog agenta, tj. Za slučaj kada se care-of adresa dobije preko DHCP poslužitelja, postupak registracije može se provesti izravnim slanjem Registration Request porule na domaćeg agenta, koji potvrđuje registraciju sa Registration Reply. U slučaju da pokretni čvor u određenom roku ne dobije Registretion Reply, pokretni čvor pokušava ponovno sve do isteka nekog unaprijed zadanog vremenskog roka, nakon čega se registracija smatra neuspješnom.

Utvrđivanje promjene linka

Ako pokretni čvor primi AA od drugog agenta (u odnosu na prethodni primljeni) to može biti indikacija promjene linka. Pokretni čvor je li to slučaj tako da usporedi mrežni prefiks adresa s kojih je stigao AA. Ako je mrežni prefiks isti, radi se o drugom agentu na istom linku. U tom slučaju ne treba mijenjati postojeću registraciju, pod uvjetom da se i dalje unutar vremena određenog s Lifetime periodički ponavljaju AA od poznatog stranog agenta.

Inače, radi se o drugom linku, što znači da je pokretni čvor promijenio priključnu točku. Tada se MN treba ponovno registrirati preko novog stranog agenta.

Komunikacija

Usmjeravanje datagrama na pokretni čvor

Usmjeravanje datagrama na pokretni čvor vrši se tuneliranjem, kako je prikazano na slici. Domaći agent presreće izvorne datagrame upućene na adresu pokretnog čvora i tunelira ih do stranog agenta. Strani agent vadi izvorne datagrame i isporučuje ih pokretnom čvoru.

Odašiljanje datagrama s pokretnog čvora

Usmjeravanje datagrama od pokretnog čvora perma sugovorniku vrši se kao za bilo koji fiksni čvor u istoj mreži. Kao usmjeritelj služi strani agent ili bilo koji drugi usmjeritelj naveden u Agent Advertisement poruci.

Problem trokutastog usmjeravanja

Uočimo problem tzv. Trokutastog usmjeravanja. Vidljivo je da bi se velike uštede mogle postići za slučaj kad je pokretni čvor daleko od domaćeg agenta, a blizu čvora sugovornika. U tom slučaju, direktno tuneliranje bilo bi puno bolje rješenje, međutim u procjeni treba uzeti u obzir i povećanu složenost radi održavanja i sigurnosti. Ovo pitanje nije do kraja rješeno u sadašnjoj Mobile Ipv4. Dodatna rješenja i velik skok u rješavanju ovog problema trebale bi omogučiti dodatne mogučnosti Mobile Ipv6.