컴퓨터망

7. Mobile IP

mobile은 지난 10년 동안 많은 관심을 받았다
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 프로토콜을 사용하여 이동통신을 제공함에 있어 주소문제는 해결되어야 한다

Stationary Host

• 고정된
  • pc

IP주소는 정적 호스트를 위해 디자인되었다 이는 주소의 일부가 호스트가 연결된 네트워크를 정의하기 때문

Mobile Host

• 호스트가 다른 네트워크로 움직일때 IP 주소는 수정되어야한다
  • 노트북 등등

Mobile IP는 2개의 주소를 가진다

• home address
  • 영구적
• care-of address
  • 가변적
  • 네트워크를 옮길때마다 바뀜
• 호스트가 외부 네트워크에 있다면, care of address를 받는다

Agents

주소 변경을 다른 인터넷에서도 transparent하게 하려면 home agent와 foreign agent가 필요

Home agent

• home network에 있는 라우터
• 다른 호스트가 모바일 호스트에 패킷을 보낼 때 홈 에이전트는 모바일 호스트를 대신하여 작동.
  • 홈 에이전트는 패킷을 수신하여 foreign 에이전트로 보냄

Foreign agent

• 외부 네트워크에 연결된 라우터

• foreign 에이전트는 home 에이전트가 보낸 패킷을 수신하여 모바일 호스트로 전달

• 모바일 호스트는 foreign 에이전트 역할도 수행 가능

  • 모바일 호스트와 외부 에이전트는 동일할 수 있다

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
• 단점은 모바일 호스트가 자체 foreign 에이전트 역할을 하기 위해 추가 소프트웨어가 필요하다는 것

Three phase

• 외부 호스트와 통신하기 위해 모바일 호스트는 에이전트 검색, 등록 및 데이터 전송을 거침
  • 에이전트 검색은 모바일 호스트, foreign 에이전트 및 홈 에이전트를 포함.
    • foreign 찾기
  • 등록에는 모바일 호스트와 두 에이전트도 포함
    • home agent에 등록
  • 전송에서는 원격 호스트도 포함
    • forwarding

Agent discovery

• 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 advertisment

• 라우터가 ICMP 라우터를 사용하여 네트워크에서 자신의 존재를 알릴 때, 라우터가 에이전트 역할을 하는 경우에는 패킷에 Agent advertisment를 추가할 수 있다

모바일 IP는 agent advertisment에 새 패킷 유형을 사용하지 않는다
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
  • ICMP solicitation 메시지를 사용할 수 있다

Mobile IP는 agent solicitaiton에 새 패킷 유형을 사용하지 않는다
ICMP의 solicitation 부분을 사용한다

Registration

• 모바일 호스트가 외부 네트워크로 이동 후 외부 에이전트를 찾았다면, 이를 등록해야한다
• 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

request reply는 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 request format

Registration reply

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

Registration reply format

Data transfer

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

1. remote 호스트에서 홈 에이전트로

• 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 홈 네트워크에 있는 것처럼 패킷을 보냄
    • 그러나 홈 에이전트가 이를 가로챈다

2. 홈 에이전트에서 외부 에이전트로

• 패킷을 수신한 후 홈 에이전트는 패킷을 외부 에이전트로 보냄

3. 외부 에이전트에서 모바일 호스트로
4. 모바일 호스트에서 remote 호스트로

• 모바일 호스트는 패킷을 remote 호스트로 보내려고 할 때 정상적으로 보낸다

  • 모바일 호스트는 홈 주소를 source로 하고 원격 호스트의 주소를 destination으로 패킷을 준비
  • 패킷은 외부 네트워크에서 전송되지만 모바일 호스트의 홈 주소를 가진다

모바일 호스트의 이동은 인터넷의 나머지 부분에 대해 transparent하다

• remote 호스트는 위의 과정을 알 수 없다
  • 외부 호스트는 패킷을 모바일 호스트의 홈 주소로 destination을 설정한다
    • 외부 호스트는 모바일 호스트의 홈 주소를 source 주소로 하는 패킷을 수신

Inefficiency in mobile ip

모바일 IP를 포함하는 통신은 비효율적일 수 있다
비효율성은 심각하거나 중간 정도일 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