Mobile IP

Mobile IP

인터넷에서의 mobile에 대한 관심은 원래 고정 장치를 위해 설계된 IP 프로토콜이 한 네트워크에서 다른 네트워크로 이동하는 컴퓨터인 모바일 컴퓨터를 사용할 수 있도록 향상되어야 한다는 것을 의미한다.

 

Addressing

IP 프로토콜은 원래 정적인 호스트 (고정된 PC)를 위해 디자인 되었다.

 

현재 인터넷은 이동통신만 제공

 

이동통신을 제공함에 있어 IP 프로토콜을 사용하여 주소문제를 해결해야 한다.

 

Mobile hosts

1) Changing address 

이동시 마다 IP 주소 변경 : DHCP 사용가능

 

2) Two addresses 사용 (mobile IP 방법)

 

- Home network

: home address는 영구적이다.

 

- Foreign address

: Care-of-address (의탁주소) : care-of-address는 모바일 호스트가 한 네트워크에서 다른네트워크로 옮겨가면 바뀐다.

 

 

Agents

Mobile IP는 두개의 agent를 필요로한다.

 

Home agent

- Proxy ARP 수행

- 이동된 mobile mode 대신 packet을 수신 후 이동된 곳으로 tunneling 해주는 역할

 

Foreign agent

- 이동해 들어온 모바일 노드 지원

- tunneling 된 패킷을 모바일 노드에게 전달

 

 

모바일 호스트와 foreign 에이전트가 같으면 care of address는 colocated care of address라고 한다

colocated care of address를 사용하면 모바일 호스트가 외부 에이전트의 가용성에 대해 걱정하지 않고 모든 네트워크로 이동할 수 있다

 

* 라우터가 자기역할을 못하면 mobile host 자체가 agent가 됌.

 

 

 

Three phase

외부 호스트와 통신하기 위해 모바일 호스트는 에이전트 검색, 등록 및 데이터 전송을 거침.

 

 

 

Agent discovery

모바일 노드가 자신의 이동사실을 발견하는 절차

 

• 2단계로 구성되어있다
  • mobile host는 home network를 벗어나기 전에 home agent를 찾아야한다
  • 모바일 호스트는 foreign network를 벗어나기전에 foreign agent를 찾아야한다
    • 이 검색은 foreign 에이전트의 주소뿐만 아니라 care of 주소도 얻는다
  • 검색은 2개의 메시지를 포함한다
    • advertisment
    • solicitation

 

Agent advertisement

- ICMP의 라우터 advertisement 패킷을 사용하고 이곳에 agent advertisment 메시지를 추가한다

 

 

Agent solicitation

모바일 호스트가 새로운 네트워크로 이동해 agent advertisment를 못받았을 때, agent solicitation을 할 수 있다.

 

agent solicitation을 위한 새로운 패킷을 사용할 수 없다면, ICMP solicitation 메시지를 사용할 수 있다.

 

 

 

Registration

모바일 호스트가 외부 네트워크로 이동 후 외부 에이전트를 찾았다면, 이를 등록한다.

이동 사실을 통해 Foreign agent를 통해 Home agent를 등록하는 절차

 

• 4가지 측면이 있다
  1. 모바일 호스트는 외부 에이전트에 등록해야 한다
  2. 모바일 호스트는 홈 에이전트에 등록해야 한다. 일반적으로 모바일 호스트를 대신하여 외부 에이전트가 이 작업을 수행
  3. 모바일 호스트가 만료된 경우 등록을 갱신
  4. 모바일 호스트는 홈으로 가면 등록을 취소해야 한다

 

Request, Reply

에이전트들에 등록을 위해 모바일 호스트는 요청과 응답을 사용한다.

UDP로 보내지며 포트번호 434를 사용한다.

 

Registration request

모바일 호스트에서 외부 에이전트로 등록 요청이 전송되어 care of 주소를 등록하고 홈 주소와 홈 에이전트 주소를 알린다
외부 에이전트는 요청을 수신하고 등록한 후 메시지를 홈 에이전트로 보낸다
이에 사용되는 IP 패킷은 외부 에이전트의 IP 주소를 원본 주소로 가지고 있기 때문에 홈 에이전트는 이제 외부 에이전트의 주소를 알고 있다

 

 

Registration reply

reply는 홈 에이전트에서 외부 에이전트로 전송된 다음 모바일 호스트로 릴레이 된다 reply는 등록 요청을 확인하거나 거부한다

 

 

 

 

 Data transfer

에이전트 discovery, registration 이후 모바일 호스트는 remote 호스트와 통신할 수 있다.

 

1. remote 호스트에서 home agent로

 

remote 호스트가 모바일 호스트로 패킷을 보내려고 할 때 remote 주소를 source 주소로 사용하고 모바일 호스트의 홈 주소를 destination 주소로 사용

 

즉, 원격 호스트는 모바일 호스트가 home network에 있는 것처럼 패킷을 보냄. 그러나 home agent가 이를 가로챔.

 

2. home agent에서 foreign agent로

 

패킷을 수신한 후 home agent는 패킷을 외부 에이전트로 보냄.

 

3. foreign agent 에서 모바일 호스트로

 

4. 모바일 호스트에서 remote 호스트로

 

모바일 호스트는 홈 주소를 soruce로 하고 원격 호스트의 주소를 destinaton으로 패킷을 준비

패킷은 외부 네트워크에서 전송되지만 모바일 호스트의 홈 주소를 가진다. 

 

remote 호스트는 위의 과정을 알 수 없다.

모바일 호스트의 이동은 인터넷의 나머지 부분에 대해 transparent하다.

 

 

Inefficiency in mobile IP

모바일 IP를 포함한 통신은 비효율적일 수 있다.

 

심각한 경우를 double crossing 또는 2X라고 한다
중간 정도의 경우를 triangle 라우팅 또는 dog leg 라우팅이라고 한다

 

 

Double crossing

 

 

 

• remote 호스트가 remote 호스트와 동일한 네트워크(또는 사이트)로 이동한 모바일 호스트와 통신할 때 이중 교차가 발생
  • 모바일 호스트가 remote 호스트로 보낼때는 상관 없다
  • 그러나 remote 호스트가 모바일 호스트에 패킷을 보낼 때 패킷은 인터넷을 두 번 통과해 비효율 적이다

 

 

Triangle routing

 

• remote 호스트가 모바일 호스트와 동일한 네트워크에 연결되지 않은 모바일 호스트와 통신할 때 발생
  • 모바일 호스트가 원격 호스트로 패킷을 보낼 때는 상관 없다
  • 그러나 remote 호스트가 모바일 호스트로 패킷을 보낼 때 패킷은 remote 호스트에서 홈 에이전트로 이동한 다음 모바일 호스트로 이동
    • 패킷은 두번 이동한다

 

Solution

Home agent가 첫 패킷 수신 후 remote host에게 "binding update packet"을 보내서 다음 패킷 부터는 직접 Mobile network에게 보내도록 하여 triangle routing 지