10/20/15 ¡ COMP 635: WIRELESS NETWORKS MOBILE IP Jasleen Kaur Fall 2015 1 ¡ “Wireless” vs. “Mobile” q Host mobility need not imply wireless communication q Wireless vs. mobile Examples û û û û Stationary computer û û ü ü Notebook on a hotel Ethernet ü ü û û Wireless LANs in historic buildings ü ü ü ü Personal Digital Assistant (PDA) Focus here: host mobility 2 ¡ 1 ¡
10/20/15 ¡ Impact of Wireless on the Layer Model Application layer service location new/adaptive applications multimedia Transport layer congestion/flow control quality of service Network layer addressing, routing device location hand-over Data link layer authentication media access/control multiplexing encryption Physical layer modulation interference attenuation frequency 3 ¡ Prof. ¡Dr.-‑Ing. ¡Jochen ¡H. ¡Schiller ¡ ¡ ¡ ¡www.jochenschiller.de ¡ ¡ ¡ ¡ ¡MC ¡-‑ ¡2009 ¡ What’s The Issue? q Routing Ø Based on IP destination address § Network prefix (e.g. 129.13.42) determines physical subnet Ø Topologically correct address § Change of physical subnet ⇒ change of IP address q Specific routes to end-systems? Ø Add specific route to all routing table entries Ø Not scalable: # mobile hosts, change frequency, security q Changing the IP-address? Ø Acquire and use new IP address for host Ø Nearly impossible to find a mobile system § DNS updates take too long Ø TCP connections break, security Solution: Mobile IP 4 ¡ 2 ¡
10/20/15 ¡ Outline q Requirements q Terminology q Basic Operation q Advanced/Optimizations Ø Direct routing Ø Reverse tunneling Ø Micro-mobility support 5 ¡ Requirements q Deploy-ability Ø Do not require changes to software of non-mobile hosts § Mobile hosts should be able to communicate with fixed hosts Ø Do not require changes to majority of Internet routers q Transparency Ø Continuation of communication should be possible Ø Support of the same layer 2 protocols as IP q Efficiency and scalability Ø Low communication overhead § Mobile host typically uses a low bandwidth radio link Ø Global scale: large number of mobile systems world-wide q Security Analogy: Postal Forwarding 6 ¡ 3 ¡
10/20/15 ¡ Terminology Permanent ¡Address : ¡128.119.40.186 ¡ Home Care-‑of-‑address : ¡79.129.13.2 ¡ Mobile Agent Node (HA) (MN) router mobile host home network Foreign Internet (physical home Agent network for the MN) (FA) 128.19.40/24 foreign network router (current physical network for the MN) Correspondent 79.129.13/24 Node (CN) end-system router 7 ¡ Data Transfer to the Mobile Host Permanent ¡Address ¡(PA) : ¡128.119.40.186 ¡ Home Care-‑of-‑address ¡(COA) : ¡79.129.13.2 ¡ Mobile Agent Node (HA) (MN) 2 router mobile host 3 home network Foreign Internet Agent (FA) foreign network router Correspondent 1. ¡ ¡Sender ¡sends ¡to ¡the ¡IP ¡address ¡of ¡MN, ¡ 1 Node ¡ ¡ ¡ ¡ ¡HA ¡intercepts ¡packet ¡(proxy ¡ARP) ¡ (CN) 2. ¡ ¡HA ¡tunnels ¡packet ¡to ¡COA, ¡here ¡FA, ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡by ¡encapsulaVon ¡ 3. ¡ ¡FA ¡forwards ¡the ¡packet ¡to ¡the ¡MN ¡ end-system router 8 ¡ 4 ¡
10/20/15 ¡ Data Transfer From The Mobile Host Permanent ¡Address ¡(PA) : ¡128.119.40.186 ¡ Home Care-‑of-‑address ¡(COA) : ¡79.129.13.2 ¡ Mobile Agent Node (HA) (MN) 1 router mobile host home network Foreign Internet Agent (FA) foreign network router Correspondent 1. Sender ¡sends ¡to ¡the ¡IP ¡address ¡of ¡the ¡ Node receiver ¡ ¡as ¡usual, ¡ (CN) FA ¡works ¡as ¡default ¡router ¡ end-system router 9 ¡ Agent Discovery Permanent ¡Address ¡(PA) : ¡128.119.40.186 ¡ Home Care-‑of-‑address ¡(COA) : ¡79.129.13.2 ¡ Mobile Agent Node (HA) (MN) router mobile host home network Foreign Internet Agent (FA) foreign network router Correspondent 1. HA ¡and ¡FA ¡periodically ¡send ¡adverVsement ¡ messages ¡into ¡their ¡physical ¡subnets ¡ Node 2. MN ¡listens, ¡and ¡detects ¡if ¡it ¡is ¡in ¡the ¡home ¡ (CN) or ¡a ¡foreign ¡network ¡ ¡ 3. MN ¡reads ¡a ¡COA ¡from ¡the ¡FA ¡adverVsement ¡ messages ¡ end-system router 10 ¡ 5 ¡
10/20/15 ¡ Registration Permanent ¡Address ¡(PA) : ¡128.119.40.186 ¡ Home Care-‑of-‑address ¡(COA) : ¡79.129.13.2 ¡ Mobile Agent Node (HA) (MN) router mobile host home network Foreign Internet Agent (FA) foreign network router Correspondent 1. MN ¡signals ¡COA ¡to ¡the ¡HA ¡via ¡the ¡FA ¡ 2. HA ¡acknowledges ¡via ¡FA ¡to ¡MN ¡ Node AcVons ¡secured ¡by ¡IP-‑level ¡authenVcaVon ¡ (CN) end-system router 11 ¡ Problem: Triangular Routing Permanent ¡Address ¡(PA) : ¡128.119.40.186 ¡ Home Care-‑of-‑address ¡(COA) : ¡79.129.13.2 ¡ Mobile Agent Node (HA) (MN) router mobile host home network Foreign Internet Agent (FA) foreign network router Correspondent Node High latency and load ! (CN) end-system router 12 ¡ 6 ¡
10/20/15 ¡ Direct Routing Permanent ¡Address ¡(PA) : ¡128.119.40.186 ¡ Home Care-‑of-‑address ¡(COA) : ¡79.129.13.2 ¡ Mobile Agent Node (HA) (MN) router mobile host home network Foreign Internet Agent (FA) foreign network router Correspondent 1. HA ¡informs ¡sender ¡about ¡MN ¡locaVon ¡ Node 2. Sender ¡directly ¡tunnels ¡to ¡COA ¡ (CN) end-system router 13 ¡ Reverse Tunneling HA 2 MN home network 1 sender Internet FA foreign network 3 1. ¡MN ¡sends ¡to ¡FA ¡ CN 2. ¡FA ¡tunnels ¡packets ¡to ¡HA ¡ 3. ¡HA ¡forwards ¡the ¡packet ¡to ¡the ¡receiver ¡ receiver 14 ¡ 7 ¡
10/20/15 ¡ IP Micro-mobility Support q Micro-mobility support: Ø Efficient local handover inside a foreign domain without involving home agent § Mobility support in limited geographical area Ø Reduces control traffic on backbone, load on home agent q Example proposals: Ø Cellular IP Ø HAWAII Ø Hierarchical Mobile IP (HMIP) q Important criteria: Ø Security, Efficiency, Scalability, Transparency, Manageability 15 ¡ Problems with Mobile IP q Security Ø Authentication with FA problematic § FA typically belongs to another organization Ø No standardized protocol for key management, distribution q Firewalls Ø Typically firewalls prevent use of mobile IP § Special set-ups are needed (e.g., reverse tunneling) q QoS Ø Many new reservations in case of RSVP Ø Tunneling makes it hard to give special treatment to a “flow” of packets q Security, firewalls, QoS etc. are topics of research and discussions 16 ¡ 8 ¡
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