Mobilität in IP (IPv4 und IPv6)

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1 Mobilität in IP (IPv4 und IPv6) Prof. B. Plattner ETH Zürich IP Next Generation - Mobilität (1)

2 Uebersicht Formen der Mobilitätsunterstützung 1 Echt mobile Benutzer (drahtlos erschlossene Laptops)» Handover ohne Dienstunterbruch notwendig 2 Nomadische mobile Benutzer - schliessen sich jeweils an für kürzere oder längere Zeit an verschiedenen Punkten an das Internt an» Dienstunterbruch bei Handover akzeptabel 3 Mobile Netze» IP-Subnetze an Bord eines Fahrzeugs (Auto, Bahn, Flugzeug)» Satellitengestützte Systeme Für IPv4 und IPv6 existieren Konzepte für 1, 2 und 3 IP Next Generation - Mobilität (2)

3 Was muss man berücksichtigen Bei IPv4 und IPv6 bezieht sich die Adresse eines Interface auf die Topologie des Netzes (point of attachment) Sofern der point of attachment eines mobilen Hosts (MH) ändert, muss sich auch seine Adresse ändern Das unterbricht die Kommunikation in der Transportschicht (TCP, UDP) (eine TCP-Verbindung wird durch die 2 IP-Adressen und die 2 Port-Nummern identifiziert) Alternative: Host-spezifische Routen müssen möglicherweise im grossen Teilen des Netzes verbreitet werden ergibt Skalierungsprobleme IP Next Generation - Mobilität (3)

4 Zielsetzungen für Mobile IP Adresse soll beibehalten werden, auch wenn der point of attachment ändert Mobile Hosts sollen mit normalen (nicht mobilen) Hosts kommunizieren können (keine besonderen Anforderungen an nicht mobile Hosts). Sicherheit muss gewährleistet sein: Authentisierung der zustandsändernden Protokollnachrichten ist ein Muss. Es sollen keine besonderen Anforderungen an die Adressvergabe für MH gestellt werden. Für drahtlos angeschlossene MH und nomadische MH. Rate der Aenderungen des point of attachment <= 1/s (Makromobilität) IP Next Generation - Mobilität (4)

5 Neue Elemente der Architektur Mobile Node» Ein mobiler Host oder Router, der seinen point of attachment von einem IP-Subnetz zu einem anderen verlegen kann» Jeder mobile node hat ein home network und eine Adresse aus demselben (home address)» Die Bereitstellung der Konnektivität auf Linkebene wird als gegeben angenommen. Home Agent Ein Router im home network; unterhält einen Tunnel zum mobilen Knoten, wenn dieser abwesend ist. Foreign Agent Ist für mobile Knoten in einem fremden Netz zuständig. Home und Foreign Agents sind sog. Mobility Agents IP Next Generation - Mobilität (5)

6 Funktionsweise von Mobile IP I (IPv4) Agent discovery und Registrierung von mobilen Knoten Mobility Agents versenden Agent Advertisement - Nachrichten in ihrem Subnetz (ICMP-Erweiterung) Ein mobiler Knoten empfängt sie und stellt fest, ob er im home network oder einem foreign network ist. home network: Normalbetrieb, allenfalls Registrierung beim home agent (Registration request / reply) foreign Network: Mobiler Knoten besorgt sich eine Care-of-Adresse (via agent advertisement oder DHCP) Mobiler Knoten registriert sich beim home agent (mit Angabe der care-of-adresse) IP Next Generation - Mobilität (6)

7 Funktionsweise von Mobile IP II (IPv4) IP-Pakete, die an den mobilen Knoten gerichtet sind, werden vom home agent mittels Tunnel an die care-of- Adresse weitergeleitet. IP-Pakete des mobilen Knoten werden durch die normalen Routing-Mechanismen befördert, ohne Mitwirkung des home agent. Zwei Arten von care-of-adressen foreign agent care-of address: übermittelt via agent advertisement; Tunnel endet beim foreign agent. co-located care-of address: via DHCP oder einen anderen Mechanismus; Tunnel endet beim mobile node. IP Next Generation - Mobilität (7)

8 Format einer ICMP agent advertisement Nachricht Type=16 Length Sequenznummer Reg. Lebenszeit RBHFMGV 0 - n (foreign) care-of-adressen R: Registration required B: Busy H: Home agent services offered F: Foreign agent services offered M: Minimal encapsulation G: Generic Routing Encapsulation (RFC 1701) V: Van Jacobson header compression supported IP Next Generation - Mobilität (8)

9 Registrierung Registration request und registration reply (in UDP- Datengrammen, an Port 434 gerichtet) Type=1 SBDMGV Lifetime Home Address Home Agent Care-of Address Identifikationsnummer für Registrierungsanforderung (64 Bit) 1-n Extensions (Authentisierung ist obligatorisch) IP Next Generation - Mobilität (9)

10 Szenario 1: Mobiler Host foreign agent mobile host foreign network home agent Terrestrisches Internet home network IP Next Generation - Mobilität (10)

11 Szenario 2: Mobiler Host in einem mobilen Netz home agent der Airline Foreign agent des Flugzeugs Laptop home network der Airline home agent des Laptop foreign agent der Airline home network des Laptop foreign network der Airline IP Next Generation - Mobilität (11)

12 Mobilität in IPv6 Status: immer noch Internet Draft (draft-ietf-mobileip-ipv6-04.txt) Grundlegende Philosophie wie bei Mobile IPv4: Mobile node, home agent, aber kein foreign agent, dafür ein foreign link Mobile IPv6 hat keine foreign care-of-adressen, sondern nur die bisherigen co-located care-of-adressen, alloziert via DHCP (die Adressknappheit von IPv4 ist ja beseitigt!) Routing von Datengrammen zu einem mobilen Host via home agent (wie IPv4), aber auch direkt mittels Routing Header. Anmeldung des MH bei einem anderen Host mit neuen binding destination options (update, req, ack). IP Next Generation - Mobilität (12)

13 Binding destination options Können in jedem IPv6-Paket mit irgeneiner Payload (oder auch ohne) mitgeführt werden. Binding update: Teilt eine neue care-of-adresse mit (einem anderen Host (corresponding node) oder dem home agent). Binding acknowledgement: Bestätigung eines binding update, falls diese verlangt wurde. Binding request: Von einem correspondent node and einen mobilen Node gesendet, um den Cache aufzufrischen. Wird mit einem Binding update beantwortet. Binding update und acknowledgement müssen authentisiert werden ( Authentication header). IP Next Generation - Mobilität (13)

14 Szenario für Mobilität in IPv6 DHCP mobile host foreign network home agent Terrestrisches Internet home network IP Next Generation - Mobilität (14)

15 Literaturhinweise C. Perkins, IP Mobility Support, RFC 2002, Oktober 1996, 79 Seiten. Perkins, C., "IP Encapsulation within IP", RFC 2003, October Perkins, C., "Minimal Encapsulation within IP", RFC 2004, October D.B. Johnson, C. Perkins: Mobility Support in IPv6, draftietf-mobileip-ipv6-07.txt, November IP Next Generation - Mobilität (15)

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