Mobilny adres IP — Mobile IP

Mobile IP (lub MIP ) to standardowy protokół komunikacyjny IETF ( Internet Engineering Task Force ) , który został zaprojektowany, aby umożliwić użytkownikom urządzeń mobilnych przechodzenie z jednej sieci do drugiej przy zachowaniu stałego adresu IP. Mobile IP dla IPv4 jest opisany w IETF RFC 5944, a rozszerzenia są zdefiniowane w IETF RFC 4721. Mobile IPv6 , implementacja mobilności IP dla następnej generacji protokołu internetowego , IPv6 , jest opisana w RFC 6275.

Pakiet protokołów internetowych
Warstwa aplikacji
Warstwa transportowa
Warstwa internetowa
Warstwa łącza

Wstęp

Mobile IP umożliwia niezależne od lokalizacji routing datagramów IP w Internecie. Każdy węzeł mobilny jest identyfikowany przez swój adres domowy bez względu na jego aktualną lokalizację w Internecie. Gdy znajduje się z dala od swojej sieci domowej, węzeł mobilny jest powiązany z adresem opieki, który identyfikuje jego bieżącą lokalizację, a jego adres domowy jest powiązany z lokalnym punktem końcowym tunelu do jego agenta macierzystego . Mobilny adres IP określa, w jaki sposób węzeł mobilny rejestruje się w swoim agencie macierzystym i w jaki sposób agent macierzysty kieruje datagramy do węzła mobilnego przez tunel .

Aplikacje

W wielu aplikacjach (np. VPN , VoIP ) nagłe zmiany w łączności sieciowej i adresie IP mogą powodować problemy. Mobile IP został zaprojektowany tak, aby wspierać bezproblemową i ciągłą łączność z Internetem.

Mobile IP jest najczęściej spotykany w środowiskach przewodowych i bezprzewodowych, w których użytkownicy muszą przenosić swoje urządzenia mobilne przez wiele podsieci LAN. Przykładami zastosowania są roaming między nakładającymi się systemami bezprzewodowymi, np. IP over DVB , WLAN , WiMAX i BWA .

Mobilny adres IP nie jest wymagany w systemach komórkowych, takich jak 3G, w celu zapewnienia przejrzystości, gdy użytkownicy Internetu migrują między wieżami komórkowymi, ponieważ systemy te zapewniają własne mechanizmy przekazywania warstwy łącza danych i roamingu. Jednak jest często używany w systemach 3G, aby umożliwić bezproblemową mobilność IP między różnymi domenami węzłów obsługujących dane pakietowe (PDSN).

Zasady działania

Celem rozwiązania IP Mobility jest utrzymanie połączenia TCP między hostem mobilnym a hostem statycznym przy jednoczesnym ograniczeniu skutków zmian lokalizacji podczas przemieszczania się hosta mobilnego, bez konieczności zmiany bazowego protokołu TCP/IP. Aby rozwiązać ten problem, RFC pozwala na działanie pewnego rodzaju agenta proxy jako pośrednika między hostem mobilnym a hostem korespondentem.

Węzeł mobilny ma dwa adresy – stały adres domowy i adres opieki (CoA), który jest powiązany z siecią odwiedzaną przez węzeł mobilny. Na implementację Mobile IP składają się dwa rodzaje podmiotów:

  • Agent macierzysty (HA) przechowuje informacje o ruchomych węzłów, których stały adres zamieszkania w sieci agenta gospodarzy. HA działa jako router w sieci domowej mobilnego hosta (MH), który tuneluje datagramy w celu dostarczenia do MH, gdy jest on poza domem, utrzymuje katalog lokalizacji (LD) dla MH.
  • Agent obcy (FA) przechowuje informacje na temat węzłów mobilnych odwiedzają swoją sieć. Zagraniczni agenci reklamują również adresy opieki, z których korzysta Mobile IP. Jeśli w sieci hosta nie ma obcego agenta, urządzenie mobilne musi zadbać o uzyskanie adresu i reklamowanie go we własnym zakresie. FA działa jako router w odwiedzanej sieci MH, który zapewnia usługi routingu do MH podczas rejestracji. FA detuneluje i dostarcza datagramy do MH, które były tunelowane przez HA MH

Tak zwany Care of Address jest punktem końcowym tunelu w kierunku MH, dla datagramów przekazywanych do MH, gdy jest on poza domem.

  • Adres zagranicznego agenta: adres zagranicznego agenta, u którego rejestruje się MH
  • wspólny adres opieki: zewnętrznie uzyskany lokalny adres, który otrzymuje MH.

Węzeł mobilny (MN) jest odpowiedzialny za wykrycie, czy jest podłączony do swojej sieci macierzystej, czy też przeniósł się do sieci zagranicznej. HA i FA transmitują swoją obecność w każdej sieci, do której są przyłączone. Nie ponoszą wyłącznej odpowiedzialności za odkrycie, oni tylko odgrywają swoją rolę. RFC 2002 określił, że MN używa wykrywania agentów do lokalizowania tych jednostek. W przypadku połączenia z zagraniczną siecią, MN musi określić adres opieki zagranicznej agenta oferowany przez każdego zagranicznego agenta w sieci.

Węzeł, który chce komunikować się z węzłem mobilnym, wykorzystuje stały adres domowy węzła mobilnego jako adres docelowy, do którego wysyłane są pakiety. Ponieważ adres domowy logicznie należy do sieci powiązanej z agentem macierzystym, normalne mechanizmy routingu IP przekazują te pakiety do agenta macierzystego. Zamiast przekazywać te pakiety do miejsca docelowego, które fizycznie znajduje się w tej samej sieci, co agent macierzysty, agent macierzysty przekierowuje te pakiety na adres zdalny przez tunel IP , enkapsulując datagram z nowym nagłówkiem IP z zachowaniem adresu węzeł mobilny.

Działając jako nadajnik, węzeł mobilny wysyła pakiety bezpośrednio do drugiego węzła komunikacyjnego, bez wysyłania pakietów przez agenta macierzystego, używając swojego stałego adresu domowego jako adresu źródłowego dla pakietów IP. Jest to znane jako trasowanie trójkątne lub tryb „optymalizacji trasy” (RO). W razie potrzeby agent obcy może zastosować tunelowanie zwrotne przez tunelowanie pakietów węzła mobilnego do agenta macierzystego, który z kolei przekazuje je do węzła komunikującego się. Jest to potrzebne w sieciach, których routery bramowe sprawdzają, czy źródłowy adres IP hosta mobilnego należy do ich podsieci, lub w inny sposób odrzucają pakiet. W Mobile IPv6 (MIPv6) „tunelowanie zwrotne” jest zachowaniem domyślnym, a RO jest zachowaniem opcjonalnym.

Rozwój

Ulepszenia techniki Mobile IP, takie jak Mobile IPv6 i Hierarchical Mobile IPv6 (HMIPv6) zdefiniowane w RFC 5380, są opracowywane w celu poprawy komunikacji mobilnej w określonych okolicznościach poprzez zwiększenie bezpieczeństwa i wydajności procesów.

Szybkie przekazywanie dla Mobile IPv6 jest opisane w IETF RFC 5568.

Badacze tworzą wsparcie dla sieci mobilnych bez konieczności wcześniejszego wdrożenia infrastruktury, jak to obecnie jest wymagane przez MIP. Jednym z takich przykładów jest Interactive Protocol for Mobile Networking (IPMN), który obiecuje wspierać mobilność w zwykłej sieci IP bezpośrednio z krawędzi sieci poprzez inteligentną sygnalizację między IP w punktach końcowych a modułem warstwy aplikacji z lepszą jakością usług.

Naukowcy pracują również nad stworzeniem obsługi sieci mobilnych między całymi podsieciami z obsługą Mobile IPv6. Jednym z takich przykładów jest protokół Network Mobility (NEMO) Network Mobility Basic Support Protocol opracowany przez grupę roboczą IETF Network Mobility, który wspiera mobilność całych sieci mobilnych, które poruszają się i łączą z różnymi punktami w Internecie. Protokół jest rozszerzeniem Mobile IPv6 i umożliwia ciągłość sesji dla każdego węzła w sieci komórkowej w miarę przemieszczania się sieci.

Zmiany w IPv6 dla mobilnego IPv6

  • Zestaw opcji mobilności do uwzględnienia w wiadomościach dotyczących mobilności
  • Nowa opcja adresu domowego w nagłówku Opcje miejsca docelowego
  • Nowy nagłówek routingu typu 2
  • Nowy Internet Control Message Protocol dla wiadomości IPv6 (ICMPv6) do wykrywania zestawu agentów macierzystych i uzyskiwania prefiksu łącza macierzystego
  • Zmiany w komunikatach i opcjach wykrywania routera oraz dodatkowe opcje wykrywania sąsiadów
  • Zagraniczni agenci nie są już potrzebni

Określenie warunków

Sieć domowa
Sieć domowa urządzenia mobilnego to sieć, w której urządzenie otrzymuje swój identyfikujący adres IP (adres domowy).
Adres domowy
Adres domowy urządzenia mobilnego to adres IP przypisany do urządzenia w jego sieci domowej.
Sieć zagraniczna
Sieć obca to sieć, w której węzeł mobilny działa poza swoją siecią macierzystą.
Adres opieki
Care-adresu urządzenia mobilnego jest adres IP sieci pochodzący z urządzenia podczas pracy w sieci zagranicznej.
Agent domowy
Agent domowy to router w sieci domowej węzła mobilnego, który tuneluje datagramy w celu dostarczenia do węzła mobilnego, gdy znajduje się on poza domem. Utrzymuje informacje o bieżącej lokalizacji (adresie IP) węzła mobilnego. Jest używany z jednym lub kilkoma zagranicznymi agentami.
Agent zagraniczny
Agent obcy to router przechowujący informacje o węzłach mobilnych odwiedzających jego sieć. Zagraniczni agenci reklamują również adresy opieki, z których korzysta Mobile IP.
Wiążący
Wiążący jest skojarzenie adresu domowego z adresem do doręczenia.

Zobacz też

Bibliografia

Zewnętrzne linki