Evaluation of QoS- Aspects of mobile IPv6 Clients in an IEEE Network. Folkert Saathoff Oktober 2oo5

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1 Evaluation of QoS- Aspects of mobile IPv6 Clients in an IEEE Network Folkert Saathoff Oktober 2oo5

2 Aufbau I. IPv6 Grundlagen II. III. IV. Mobile IP Testverfahren Testergebnisse

3 IPv6 Grundlagen Address Auto-Configuration Router Discovery IP Encapsulation Extension Headers IPv6

4 Address Auto-Configuration IEEE 802 address f ae 14 IEEE EUI-64 address ff fe 1f ae 14 manufacturer interface IPv6 address fe prefix ff fe 1f ae 14 host automatische Addresskonfiguration IPv6

5 Router Discovery ROUTER SOLICITATION ROUTER ADVERTISEMENT (Router Address, Link Prefix) automatische Routingkonfiguration ermöglicht Standortbestimmung IPv6

6 IP Encapsulation SRC IP TUNNEL ENTRY DST IP TUNNEL EXIT PAYLOAD SRC IP DST IP ermöglicht Tunneling PAYLOAD IPv6

7 Extension Headers IP header routing header UDP header emöglicht Route Optimization ermöglicht piggybacking von Mobility Nachrichten IPv6

8 Mobile IP Ziel und Einordnung Mobile IP bietet Mobilität auf der Network Layer, transparent für die Transport Layer Mobile IP benötigt Node-to-Node Connectivity => Mobile IP ist zwischen Network Layer und Transport Layer anzuordnen MIPv6

9 Mobile IPv6 Nodes Tunneling Standortbestimmung Home Registration Route Optimization Return Routablility Procedure Binding Refreshs MIPv6

10 Mobile Node Benötigt Mobilität Wechselt seinen Standort Besitzt feste Home Address (HoA) Erhält wechselnde Care-of Addresses (CoA) MIPv6: Nodes

11 Home Agent Unterstützt den Mobile Node Befindet sich am Home Link des MN Kennt die jeweils aktuelle Care-of Address Tunnelt Pakete zum/vom MN MIPv6: Nodes

12 Foreign Router Normaler IPv6 Router Befindet sich an einem Foreign Link Informiert den MN über seinen Standort MIPv6: Nodes

13 Correspondent Node Normaler IPv6 Node Kommuniziert mit dem MN über dessen Home Address Kann Pakete direkt zum MN routen MIPv6: Nodes

14 Topologie Home Address MOBILE NODE HOME LINK HOME AGENT INTERNET Care-of Address CORRESPONDENT NODE FOREIGN LINK MOBILE NODE FOREIGN ROUTER MIPv6

15 Tunneling MOBILE NODE HOME AGENT CORRESPONDENT NODE Care-of address HA address Home address CN address PAYLOAD Home address CN address PAYLOAD IP Encapsulation MIPv6: Routing

16 Tunneling MOBILE NODE HOME AGENT CORRESPONDENT NODE HA address Care-of address CN address Home address PAYLOAD CN address Home address PAYLOAD IP Encapsulation MIPv6: Routing

17 Standortbestimmung ROUTER SOLICITATION ROUTER ADVERTISEMENT (Router Address, Link Prefix) 1. Link Layer meldet LINKUP 2. Mobile Node fordert Router Advertisement an 3. Mobile Node formt Care-of Address MIPv6

18 Home Registration MOBILE NODE HOME AGENT DYNAMIC HOME AGENT ADDRESS DISCOVERY REQUEST DYNAMIC HOME AGENT ADDRESS DISCOVERY REPLY (Home Agent Address) BINDING UPDATE (Care-of Address) BINDING ACKNOWLEDGEMENT MIPv6

19 Route Optimization MOBILE NODE CORRESPONDENT NODE Care-of address CN address Home address PAYLOAD Destination Option Header MIPv6: Routing

20 Route Optimization MOBILE NODE CORRESPONDENT NODE CN address Care-of address Home address PAYLOAD Routing Header MIPv6: Routing

21 Return Routability Procedure MOBILE NODE HOME AGENT CORRESPONDENT NODE HOME TEST INIT HOME TEST INIT CARE-OF TEST INIT HOME TEST (Home Token) HOME TEST (Home Token) CARE-OF TEST (Care-of Token) BINDING UPDATE (Authorization Data) MIPv6

22 Binding Refreshs MOBILE NODE HOME AGENT CORRESPONDENT NODE BINDING REFRESH REQUEST BINDING REFRESH REQUEST BINDING UPDATE MIPv6

23 Tests Netzwerkaufbau QoS Testing Tool Auswirkung von Standortwechsel Auswirkung von Routingverfahren Tests

24 Komponenten Vendotto FreeBSD OS KAME IPv6 Stack SHISA MIPv6 Stack Testverfahren

25 Laboraufbau wi0: 'heimat' 2005:FFFF:CAFE:BABE::A SSID 'homesweethome' rl1: 'ichi' 2005:FFFF:FEED:FACE::1 HOME AGENT mip0: 'mobil' 2005:FFFF:CAFE:BABE::B fxp1: 'chi' 2005:FFFF:FEED:FACE::4 MOBILE NODE HUB CORRESPONDENT NODE FOREIGN ROUTER wi0: 'ferne' 2005:FFFF:C0CA:C01A::A SSID 'farfaraway' rl1: 'san' 2005:FFFF:FEED:FACE::3 Testverfahren

26 time to send? N Y send packet (sequence#, timestamp) QoS Testing Tool N packet ready? Y receive packet sendet sequence#, timestamp seq# as expected? Y N increase missing packet count ermittelt Round Trip Time sowie verlorene Pakete buffer changed and time to print? N Y add RTT/2 to ringbuffer calculate mean latency and jitter print statistics clear missing packet count speichert N Latenzen in einem Ringbuffer Pakete ausserhalb der Reihenfolge gelten als verloren Testverfahren

27 QoS Testing Tool Paketlatenz x = RTT/2 mittlere Latenz µ sowie Jitter σ werden über die letzen N empfangenen Pakete berechnet Μ 1 N N i 1 x i Σ 1 N 1 N xi Μ 2 i 1 Testverfahren

28 QoS bei Standortwechsel betrachtet wurde der Wechsel von Home Link zu Foreign Link gesendet wurden 240 Byte in einem Interval von 30 ms gemessen wurden Paketverluste über durchschnittlich 4 (vier!!) Sekunden Test: Standortwechsel

29 Pakete time delta source dest message type MN * NEIGHBOR SOLICITATION FR MN ROUTER ADVERTISMENT MN HA BINDING UPDATE CN MN TEST PING HA MN BINDING ACKNOWLEDGEMENT CN MN TEST PING MN CN TEST PONG Test: Standortwechsel

30 Standortwechsel 130 ms für Layer-2 Roaming RTT(MN,FR) für Router Discovery RTT(MN,HA) für Home Registration max( RTT(MN,HA) + RTT(HA,CN), RTT(MN,CN) ) für Home / Care-of Test RTT(MN,CN)/2 für Binding Update Test: Standortwechsel

31 QoS bei fremdem Standort 2 ms Latenz HOME AGENT 2 ms Latenz CORRESPONDENT NODE FOREIGN ROUTER 5 ms Latenz Test: fremder Standort

32 Home Link Mobile Node at Home Link mean latency jitter no packet ms time (ms) Test: fremder Standort

33 time (ms) Route Optimization Route Optimization mean latency jitter no packet ms time (ms) Test: fremder Standort

34 Tunneling Tunneling Mode mean latency jitter no packet ms time (ms) Test: fremder Standort

35 QoS bei fremdem Standort 5 ms Latenz HOME AGENT 5 ms Latenz CORRESPONDENT NODE FOREIGN ROUTER 5 ms Latenz Test: fremder Standort

36 Home Link Mobile Node at Home Link ms mean latency jitter no packet time (ms) Test: fremder Standort

37 time (ms) Route Optimization Route Optimization ms mean latency jitter no packet time (ms) Test: fremder Standort

38 Tunneling Tunneling Mode ms mean latency jitter no packet time (ms) Test: fremder Standort

39 Bewertung gute QoS ist theoretisch erreichbar, die Implementierung der Movement Detection ist entscheidend Standort des Home Agent ist entscheidend

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