Introdução à Computação Móvel IP Móvel. Movimentação de Host. Movimentação de Host. Francisco José da Silva e Silva

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1 Introdução à Computação Móvel IP Móvel Francisco José da Silva e Silva Francisco Silva 1 Movimentação de Host Francisco Silva 2 Movimentação de Host Se um host não estiver no enlace identificado por seu prefixo de rede, ele não receberá os pacotes a ele endereçados; Corolário: um host não pode migrar de um enlace para outro caso deseje continuar se comunicando sem que modifique seu prefixo de rede para refletir seu novo ponto na rede. Francisco Silva 3 1

2 Possível Solução Podemos modificar entradas nas tabelas de roteamento dos roteadores A, B e C de forma a permitir que o Host 4 continue se comunicando; O que seria necessário? Francisco Silva 4 Resposta Roteador A: / 32, next Hop = , int = c Roteador B: / 32, next Hop = , int = c Roteador C: / 32, next Hop = direct, int = b Francisco Silva 5 Terminologia IP Móvel Home link: enlace onde um nó específico deveria estar localizado; Foreign link: qualquer outro enlace diferente do home link. Francisco Silva 6 2

3 Definição de Mobilidade Habilidade de um nó mudar seu ponto na rede de um enlace para outro mantendo toda a comunicação corrente, utilizando o mesmo endereço IP no novo enlace. Francisco Silva 7 Avaliação da Solução Proposta A viabilidade depende da quantidade de rotas que devem ser alteradas. Isto depende da: 1. Quantidade de nós móveis esperados; 2. Quantidade mínima de nós para os quais rotas específicas terão que ser propagadas para cada nó móvel; 3. Velocidade com que nós móveis migram de um enlace para outro e quantidade de rotas específicas que devem ser adicionadas, excluídas ou modificadas cada vez que um nó móvel mudar de enlace. Francisco Silva 8 Quantidade de Nós Móveis Esperados Espera-se que milhões de nós móveis estarão sendo utilizados brevemente Francisco Silva 9 3

4 Quantidade de Rotas para cada Nó Móvel Francisco Silva 10 Quantidade de Rotas para cada Nó Móvel No mínimo, para todos os nós constantes do caminho entre o home link e o foreign link do nó móvel devem ser fornecidos rotas específicas. Francisco Silva 11 Velocidade de Migração Ponto de bifurcação: nó mais distante do home link que leva tanto ao foreign link antigo quanto ao foreign link novo; As rotas específicas a partir do ponto de bifurcação até o foreign link antigo devem ser excluídas; Rotas específicas a partir do ponto de bifurcação até o foreign link novo devem ser incluídas; A rota específica no ponto de bifurcação deve ser alterada. Francisco Silva 12 4

5 A Solução é Robusta? Rotas específicas são propagadas entre o home link e o foreign link. Cada nó neste caminho torna-se um ponto de falha; Qualquer tentativa de aliviar este problema necessariamente implica em propagar rotas específicas para um conjunto maior de nós. Francisco Silva 13 A Solução é Segura? Um atacante poderia enviar atualizações de rotas falsas a repeito da localização de um nó; Alguma forma de autenticação é necessária. Francisco Silva 14 Outra Possível Solução Alterar o endereço IP do nó quando ele mover de um enlace para outro. Francisco Silva 15 5

6 Primeiro Problema: Conexões Uma conexão TCP é identificada unicamente por quatro valores: IP de origem IP destino Porta TCP de origem Porta TCP de destino Todo nó IPv4 assume que este quatro valores não sofrerão alteração enquanto a conexão TCP existir; A solução é aceitável somente para computação nômade. Francisco Silva 16 Segundo Problema: Como Encontrar o Nó? Assumimos que os computadores fixos conhecem o nome do nó móvel e consultarão o DNS. Problemas: 1. O endereço IP do nó móvel deve ser atualizado toda vez que mudar de endereço; 2. Um nó fixo deve saber que o endereço IP de nós móveis podem mudar a qualquer momento Francisco Silva 17 Outra Solução: Nível de Enlace CDPD Cellular Digital Packet Data Padrão para envio de pacotes IP sobre canais de rádio livres de um sistema celular; Solução diferente do uso de um modem celular. Neste último tarifa-se pelo tempo da ligação; O usuário deve obter um modem CDPD e a operadora fornecerá um endereço IP; Protocolos de enlace são transparentes à camada de rede; Outro exemplo: IEEE Francisco Silva 18 6

7 Limitações 1. Por definição, soluções a nível de enlace provêem mobilidade apenas no contexto de um único meio; 2. São necessários N soluções diferentes para N meios; 3. A área geográfica de cobertura é limitada. Francisco Silva 19 IP Móvel As RFCs (Request For Comments) que compõem as especificações do IP móvel foram desenvolvidos por um grupo de trabalho do IETF (Internet Engineering Task Force) criado em junho de Francisco Silva 20 RFCs IP Móvel RFC 2002: define o protocolo IP móvel; RFC 2003, 2004 e 1701: definem os 3 tipos de tunneling utilizados pelo IP móvel; RFC 2005: descreve a aplicabilidade do IP móvel; RFC 2006: define um MIB (Management Information Base) para IP móvel. Uma MIB define uma coleção de variáveis que podem ser examinadas ou configuradas através de uma estação de gerenciamento SNMPv2 (Simple Network Management Protocol). Francisco Silva 21 7

8 Escopo IP Móvel Solução da camada de rede cujo objetivo é permitir que pacotes IP sejam roteados a nós móveis que podem mudar de localização rapidamente; Independente de mídia (suporte à mobilidade heterogênea); Limitações: Diversas modificações podem ser feitas nos protocolos TCP/UDP para melhoria de desempenho em ambientes móveis; Aplicações podem tirar proveito do conhecimento de caracterísitas do enlace corrente. Francisco Silva 22 Requisitos de Projeto Um nó deve poder se comunicar com outros nós após mudar de enalace; Um nó deve poder se comunicar utilizando somente seu Home IP, independentemente do enlace onde esteja; Um nó móvel deve poder se comunicar com outros nós que não implementem IP Móvel; Um nó não deve ser exposto a qualquer nova ameaça de segurança em comparação com nós fixos. Francisco Silva 23 Objetivos de Projeto Tornar o tamanho de freqüência com que atualizações de rotas a menor possível; Tornar a implementação do software a mais simples possível de forma a permitir sua execução em dispositivos como pagers, telefones celulares, etc.. Evitar soluções que requeiram que nós móveis utilizaem múltiplos endereços. Francisco Silva 24 8

9 Entidades IP Móvel Nó Móvel; Home Agent: um roteador que possua uma interface no enlace do home link do nó móvel; Foreign Agent: um roteador que possua uma interface no enlace do foreign link onde o nó móvel esteja. Francisco Silva 25 Entidades IP Móvel Francisco Silva 26 Home Agent Mantêm informação sobre a localização corrente dos nós móveis; Atrai os pacotes IP destinados ao home address de nós móveis (publicando acesso ao prefixo de rede do home address destes nós); Intercepta os pacotes destinados ao home address e os redireciona (tunneling) para o foreign link. Francisco Silva 27 9

10 Foreign Agent Auxilia o nó móvel no procedimento de informar o home agent seu care-of address atual; Provê o care-of-address e realiza o detunneling dos pacotes; Serve como roteador default para os pacotes gerados pelo nó móvel enquanto conectado a este foreign link. Francisco Silva 28 Tunneling Francisco Silva 29 Care-of Address Endereço IP associado a um nó móvel visitando um dado foreign link; É específico do enlace sendo visitado; Muda sempre que o nó móvel mudar de enlace; É usado como ponto de saída do túnel que leva do home agent ao nó móvel; Praticamente nunca é utilizado como endereço de origem ou destino na comunicação do nó móvel com outros nó. Nunca será retornado através de uma consulta ao DNS. Francisco Silva 30 10

11 IP Móvel Francisco Silva 31 IP Móvel Francisco Silva 32 IP Móvel Francisco Silva 33 11

12 IP Móvel Francisco Silva 34 Leitura Recomendada Mobile IP: the Internet Unplugged James D. Solomon PTR Prentice Hall, 1998 Capítulo 3: The Need for Mobile IP Capítulo 4: Mobile IP Overview Francisco Silva 35 12