Apoio à mobilidade de redes baseadas em IP
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Apoio à mobilidade de redes baseadas
em IP
Alunos: Tony Gelsy SampaioCleber Eduardo da Silva
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Mobile IPFuncionamento
EncapsulamentoMobile
IPv4 x IPv6Mobile IP
Hierarquical
Segurança Suporte à mobilidade
Tecnologia 3G
celulares
CONCLUSÃOE PERGUNTAS
IntroduçãoRoteiro
![Page 3: Apoio à mobilidade de redes baseadas em IP](https://reader033.fdocumentos.tips/reader033/viewer/2022042518/5571f7f849795991698c5eb3/html5/thumbnails/3.jpg)
Introdução• Crescimento explosivo da Internet• Disponibilidade generalizada de pequenos servidores• Apoio à mobilidade
Objetivos (apontar problemas técnicos – análise crítica):• Principais questões técnicas de apoio à mobilidade para
distintas redes IP-Based: IP, Mobile IP, Mobile IPv6• Evoluções de tecnologias recentes de apoio à mobilidade entre
redes heterogêneas: IP, redes celulares, inclusive redes da próxima geração
• LAN´s e WAN´s Wireless• Mobile IP para dar suporte à tecnologia 2-3G
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Mobile IP
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FuncionamentoTorre da OI Home Agent
CN
MN/MU
Célula + próxima
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Mobile IP
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FuncionamentoTorre da OI
HA
CN
MN/MU
Célula + próxima
FA/ServerNo Estabelecimento da
Conexão com o FA é atribuído um CoA, que nada mais é do que um
endereço IP que identifica a localização atual do Mobile Node
Chegamos a LondresEncapsulamento
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Conceitos importantes:• Mobile Node (MN)• Home Agent (HA)• Foreign Agent (FA)• Care-of-Address (CoA)• Correspondent Node (CN)• Mobile IP• Tunneling
Funcionamento
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O funcionamento do Mobile IP é baseado na cooperação de 3 (três) grandes processos:
• Descoberta do Agente• Registro ou Inscrição• Tunelamento
Funcionamento
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Funcionamento
Quem será a Operadora?A minha HA é
Credenciada/associada a esta FA?
Este é o processoDESCOBERTA DO AGENTE
Ele obtém um CoAdo seu agente FA,
exatamente da mesmaforma de um nó tradicioanal
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Funcionamento
Realizado quando o MN entra e permanece na rede
da FA? Este é o processoREGISTRO / INSCRIÇÃO
Solicita ao FA associado, Que informe o seu HA do seu novo
endereço CoA
Registro: troca de duasMensagens – Solicitaçãoe Resposta de registro
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FuncionamentoTorre da OI
HA
MN/MU
Célula + próxima
FA/ServerEncapsulamento ou tunneling
Desencapsulamentoé tarefa da FA
Caso a MN tenha um CoA , o pacote chega no
Mobile Node e é sua tarefa desencapsular
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Funcionamento
MG
Encapsulamento ou tunneling
– Mobile Gambiarra – Moving Gambiarra
Pacote IP a ser enviado para o FA
CoA
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FuncionamentoRoteamento IP Mobile
• Usa roteamento triangular (na descoberta e Registro)• Rota primária dos pacotes: CN HÁ, usando roteamento IP padrão• Depois, a HA encapsula os pacotes e os envia através de túneis para
o CoA do MN, na FA associada os pacotes são destunelados e enviados ao MN em trânsito.
Problemas apontados:• Roteamento triangular causa Overhead• Gargalo de desempenho no HA• A otimização do roteamento, permite que cada cache CN mantenha
suas rotas para a MN, o que pode gerar alto custo com cache• Tem também problemas de segurança
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MobileIPv4 x IPv6
• IPv4 – 32 bits (década de 1980)• Está acabando a quantidade de endereços IPv4 disponíveis• IPv6 – 128 bits• 1994 – a IETF está trabalhando no modelo IPv6, para resolver as
deficiências do IPv4, em termos de endereçamento, roteamento, apoio à mobilidade e provisionamento de QoS,
• Suporta hierarquia de endereçamento• Protocolo de gêneros essenciais para aproximação de redes IP• IPv6 não tem o conceito de FA• Cabeçalho de pacote extensível: simplifica o roteamento para
um MN• Executa otimização de rota de forma segura
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MobileIPv4 x IPv6
• A descoberta de um CoA ainda é necessária• Um MN utiliza um endereço stateless auto-configurável• Utiliza descoberta de vizinhos que são funções definidas no IPv6
para adquirir um CoA arranjado de uma rede estrangeira em Mobile IPv6.
• Utiliza IP-in-IP para entrega de pacotes de dados para um MN• Se o CN sabe o CoA do MN pode enviar os dados diretamente• Caso contrário, encaminha para o HÁ associado, que tunela para o
CoA do MN• IPv6 não necessita da FA• Encapsulamento é a única opção para Mobile IPv4• Em IPv6 é esperado que todos os nós implementem autenticação e
criptografia
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Mobile IPv4/v6 HierárquicoConceitos Importantes:• MAP – Mobile Anchor Point (Ponto de ancoragem móvel)• Registro regional para reduzir a sobrecarga de sinalização de
registro global e melhorar QoS em handover (handoff)• O MAP funciona como um HÁ local• Recebe os pacotes em nome da MN e tunela para o CoA• Neste caso o MN recebe dois CoA: um regional e um local• Regional: corresponde à região coberta pelo MAP• Local: é o próprio Mobile IPv6 CoA• Solução: Hierarquia de CoA• Logo, o CN receberá pacotes com endereço de origem do CoA
regional
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Internet InternetHAHA
CNCN
FA1FA1
FA2FA2
FA3FA3 FA4FA4
FA5FA5
FA7FA7
GFA
UMUM
FA6FA6
Registro
<UM, FA3>
<UM, FA2>
Agent Advertisement
[FA3, FA2, FA1]
Mobile IP Hierárquico
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Mobile IPv4/v6 HierárquicoMAP CoA Regional 1
MAP CoA Regional 1.1 MAP CoA Regional 1.2
CoA Local
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Gateway Internet Internet
CN HA
Domínio 1
Domínio 1 Domínio
2
Domínio 2
Micro-mobilidade
Macro-mobilidade
Gateway
Mobile IPv4/v6 Hierárquico
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EB_resp
EB
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Handover
Mensagens:
LeaveJoin
- reduz latência e perdas- duplicação de pacotes- sobrecarga na rede
Mobile IP Hierárquico
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EB_resp
EB
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
- reduz latência e perdas- duplicação de pacotes- sobrecarga na rede
Multicast-based handover
Mobile IP Hierárquico
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GW
..
.(4)
CR
(5)
(3)
(1)(2)
Mobile IP Hierárquico
![Page 24: Apoio à mobilidade de redes baseadas em IP](https://reader033.fdocumentos.tips/reader033/viewer/2022042518/5571f7f849795991698c5eb3/html5/thumbnails/24.jpg)
CNCN Internet
Internet
EBEB
RR
DRRDRR
RR RR RR RR
EBEB EBEB EBEB
HomeDomain
ForeignDomain
DRRDRR
UM
CCoA
HA
PowerUp
Mobile IP Hierárquico
![Page 25: Apoio à mobilidade de redes baseadas em IP](https://reader033.fdocumentos.tips/reader033/viewer/2022042518/5571f7f849795991698c5eb3/html5/thumbnails/25.jpg)
DRR
..
.
(1) (2) Path setup
(3) Path setup
(5)
(4)(6)
Crossover router
Mobile IP Hierárquico
![Page 26: Apoio à mobilidade de redes baseadas em IP](https://reader033.fdocumentos.tips/reader033/viewer/2022042518/5571f7f849795991698c5eb3/html5/thumbnails/26.jpg)
DRR
..
.
(1) (2) Path setup
(5)
(6)(3)
(4)
(7)(8)
Crossover router
Mobile IP Hierárquico
![Page 27: Apoio à mobilidade de redes baseadas em IP](https://reader033.fdocumentos.tips/reader033/viewer/2022042518/5571f7f849795991698c5eb3/html5/thumbnails/27.jpg)
SegurançaConceitos Importantes:• Registro CoA requer autenticação• Deve ser registrado por algum MN• Problema: Nó malicioso passando ser MN pode levar o HÁ
alterar sua tabela de rota com informações CoA erradas, fazendo com que o MN ficasse inacessível
• Solução: Registro e autenticação obrigatória por todos os nós participantes da troca de dados (HÁ, MN, FA etc) como sugestão, algoritmo Message Digest 5 (MD5) para autenticar todas conexões
IPv4 e IPv6
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Suporte à mobilidadeWi-Fi (Wireless Fidelity):• Qualquer tipo de rede do padrão 802.11• Inicialmente para atender empresas• Requisito para atender o acesso de banda larga em
locais públicos, como universidades, hotéis e centros de conferências
• Fornece serviço de roaming (Wi-Fi como rede de visitantes)• Inclui Wi-Fi e acesso via Bluetooth
Wireless LAN
![Page 29: Apoio à mobilidade de redes baseadas em IP](https://reader033.fdocumentos.tips/reader033/viewer/2022042518/5571f7f849795991698c5eb3/html5/thumbnails/29.jpg)
Suporte à mobilidade• Suporte à mobilidade por meio de sub-redes
com alocação dinâmica de endereços IPfornecido pelo Dynamic Host Protocol (DHCP)
• Permanecendo o MN na LAN, solicita um CoA para um período breve de tempo
• Suporte à mobilidade em redes LANs com DHCP ativo é fácil de implementar
• Problema: Não prevê MN roaming em diferentes LANs, apenas dentro dos seus limites
• Solução: Suporte a roaming na camada de enlacede dados do Modelo ISO/OSI e um mecanismo quegaranta na camada 3, a continuidade da conexão
DHCP p/ LANs s/ fio
![Page 30: Apoio à mobilidade de redes baseadas em IP](https://reader033.fdocumentos.tips/reader033/viewer/2022042518/5571f7f849795991698c5eb3/html5/thumbnails/30.jpg)
Suporte à mobilidade• Vários pontos de acesso• Para implementação da Solução, dois compo-
nentes são necessários:• A Mobile IP do servidor e o software móvel do IP do cliente• Além dos limites de uma sub-rede para outra, o processo de
handoff Mobile IP em nível de rede é ativado. Nesse momento inicia-se uma nova conexão entre o HÁ e o FA novo, ou MN com endereço arranjado (CoA), na camada MAC (Controle de Acesso ao Meio)
• Concluído a entrega, os pacotes destinados ao Mnsãoencapsulados pelo HÁ para a nova sub-rede e em seguida, para a MN
Soluções para LAN
![Page 31: Apoio à mobilidade de redes baseadas em IP](https://reader033.fdocumentos.tips/reader033/viewer/2022042518/5571f7f849795991698c5eb3/html5/thumbnails/31.jpg)
• WiMax – Word Wide Interoperability for Microwave Access• Padrão 802.16• Baseado na arquitetura MANs Wireless• Forte apoio ao Forum WIMAX, por grandes fabricantes de
tecnologia de rádio-frequência• WiMAX extende a área de cobertura Wi-Fi• Raio de alcance de uma célula WiMAX (3-10 Km)• Capacidade de transferência de 40 Mbs• São células relativamente grandes• Podem suportar mais MNs do que Wi-Fi• A nova versão 802.16e suporta velocidades de
mobilidade pedonal e suporte à mobilidade IP
Suporte à mobilidadeWANs Wireless
![Page 32: Apoio à mobilidade de redes baseadas em IP](https://reader033.fdocumentos.tips/reader033/viewer/2022042518/5571f7f849795991698c5eb3/html5/thumbnails/32.jpg)
Tecnologia 3G e celularesCelulares e redes heterogêneas
• Tradicionalmente desenvolvidos para serviços de tecnologia vocal
• Comutação de circuitos• Características operacionais: mobilidade em alta velocidade,
baixa taxa de dados e ampla cobertura• Tecnologias: GSM, IS-54, IS-95, CDC, 3G• Objetivo da Parceria 3G: fornecer uma arquitetura de rede
All-IP, para suportar serviços de alta taxa de bits de multimídia: voz, vídeo e dados
• Protocolo conjunto de redes de comutação de pacotes: IP• Rede celular baseada em IP (Radio Access Network)
![Page 33: Apoio à mobilidade de redes baseadas em IP](https://reader033.fdocumentos.tips/reader033/viewer/2022042518/5571f7f849795991698c5eb3/html5/thumbnails/33.jpg)
Celulares móveis e heterogêneas• Arquitetura baseada em IP RAN: A arquitetura de redes IP
deve incluir o núcleo da rede de pacotes e ampla àrea de suporte ao serviço
• Suporte para multimídia• Suporte a Mobile IPv4 e Mobile IPv6• Suporte a Session Initiation Protocol (SIP)• Suporte a AAA• Tecnologia UMTS• Evoluiu a partir da CDMAOne, originada nos EUA• Baseada na combinação de comutação de circuito
e de pacotes, combinam tecnologias móveis e IP• Usam túneis para suportar mobilidade
Tecnologia 3G e celulares
![Page 34: Apoio à mobilidade de redes baseadas em IP](https://reader033.fdocumentos.tips/reader033/viewer/2022042518/5571f7f849795991698c5eb3/html5/thumbnails/34.jpg)
• Futuro: IPv6 implementada no silício, em firmware• Mobile IPv6 Hierárquico pode gerir mobilidade global• MAP lida com mobilidade local• Com segurança e QoS• Mobile IPv6 e suas extensões de gerenciamento hierárquico de
mobilidade: soluções para intranet inclusive• Mobile IP e Mobile IPv6: tecnologias fundamentais para provê
Internet sem fio• Necessidade básicas: autenticação e criptografia• Soluções para suporte a mobilidade de LANs e WANs• Questão para próximos debates:
Suporte a mobilidade eficiente e segura com AAAe controle de QoS
Conclusão
![Page 35: Apoio à mobilidade de redes baseadas em IP](https://reader033.fdocumentos.tips/reader033/viewer/2022042518/5571f7f849795991698c5eb3/html5/thumbnails/35.jpg)
Alunos: Tony Gelsy SampaioCleber Eduardo da Silva
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