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Rc mobilidade 2010

  1. 1. Artur ArsenioRedes de Computadores 2010/2011Departamento de Engenharia Informática1Redes de ComputadoresRedes de ComputadoresRedes Moveis eMobilidade
  2. 2. Artur ArsenioRedes de Computadores 2010/2011Departamento de Engenharia Informática2 Redes Moveis e MobilidadeRedes Celulares – RevisãoRedes sem FiosCaracteristicas de Redes sem Fios– CDMAIEEE 802.11 wireless LANs (“wi-fi”)Redes Celulares– arquitectura– standards (e.g., GSM)MobilidadePrincipios– endereçamento e encaminhamento parautilizadores móveisMobilidade IPMobilidade em Redes CelularesMobilidade e Protocolos de alto nívelComponentes daArquitectura de RedesCelulares–Partilha do espectro defrequências em redescelularesRedes Celulares: “thefirst hop”Standards paraTecnologia Celular:Breve PerspectivaComponentes daArquitectura de RedesCelulares–Partilha do espectro defrequências em redescelularesRedes Celulares: “thefirst hop”Standards paraTecnologia Celular:Breve Perspectiva
  3. 3. Artur ArsenioRedes de Computadores 2010/2011Departamento de Engenharia Informática3 Redes Moveis e MobilidadeMobilidadenenhuma mobilidade alta mobilidadeUtilizador sem fiosmóvel, ligado atravésde um ponto deacessoUtilizador móvel, apassar por vários pontosde acesso enquantomantém ligaçõesabertas (semelhante aotelefone cecular)Utilizador móvel,ligando/ desligando-se da rede usando oDHCPProblema fundamental para um dispositivos móvel sem fios:- localização na topologia da rede, e IP, mudam com o movimento deste
  4. 4. Artur ArsenioRedes de Computadores 2010/2011Departamento de Engenharia Informática4 Redes Moveis e MobilidadeMobilidade: VocabularioHome Network: casa (“home”)permanente do dispositivo móvel(e.g., 128.119.40/24)Endereço Permanente(“Permanent address”):endereço na home network,pode ser usada sempre paraaceder ao dispositivo móvel(e.g., 128.119.40.186)Home Agent: entidade que irá executarfunções de mobilidade em nome dodispositivo móvel, quando este estáremotowide areanetworkcorrespondente
  5. 5. Artur ArsenioRedes de Computadores 2010/2011Departamento de Engenharia Informática5 Redes Moveis e MobilidadeForeign Agent: entidade na rede visitadaque irá executar funções de mobilidadeem nome do dispositivo móvel• Gere a atribuição do end. care-of address aum dispositivo móvel recém chegado• Termina o túnel com o home agentwide areanetworkcorrespondenteCare-of-address: endereço narede visitada (e.g., 79,129.13.2)Rede visitada (“visited network”): redeonde está actualmente o dispositivomóvel (e.g., 79.129.13/24)Permanent Address: continuaconstante (e.g., 128.119.40.186)Correspondente: entidadeque quer comunicar com odispositivo móvelMobilidade: Vocabulario (cont.)
  6. 6. Artur ArsenioRedes de Computadores 2010/2011Departamento de Engenharia Informática6 Redes Moveis e MobilidadeComo contactar um correspondente móvelPara onde teráido a Maria?Amiga a mudar constantemente de endereço– como achá-la?Procurar por todas as listas telefónicas?Fazer uma chamada aos país dela?Esperar que ela nos informe onde ela está?Mobilidade: AbordagensEncaminhamento indirecto:comunicação do correspondentecom o dispositivo móvel vai pelohome agent, e depois é reencami-nhada para o endereço remotoEncaminhamento directo:correspondente obtém foreignaddress do dispositivo móvel, eenvia directamente para este
  7. 7. Artur ArsenioRedes de Computadores 2010/2011Departamento de Engenharia Informática7 Redes Moveis e MobilidadeMobilidade: RegistoResultado:Foreign agent sabe informação sobre o dispositivo móvelHome agent sabe a localização do dispositivo móvelwide areanetworkhome network visited network1Dispositivo móvelcontacta foreignagent ao entrar narede visitada2foreign agent contacta o home agent: “estedispositivo móvel está residente na minha rede”
  8. 8. Artur ArsenioRedes de Computadores 2010/2011Departamento de Engenharia Informática8 Redes Moveis e MobilidadeMobilidade via EncaminhamentoIndirectowide areanetworkhomenetworkvisitednetwork241correspondente enviapacotes enderaçando-oscom a home address dodispositivo móvelhome agent interceptapacotes, e reencaminha-ospara o foreign agent3foreign agent recebe eencaminha pacotes parao dispositivo móveldispositivo móvelresponde directamen-te ao correspondente
  9. 9. Artur ArsenioRedes de Computadores 2010/2011Departamento de Engenharia Informática9 Redes Moveis e MobilidadeDispositivo móvel usa 2 endereços:– Permanent address: usado pelocorrespondente (e portanto a localizaçãodo dispositivo móvel é transparente parao correspondente)– care-of-address: usado pelo home agentpara redireccionar datagramas aodispositivo móvelFunções do foreign agent podem serrealizadas pelo próprio dispositivo móvelEncaminhamento triangular:correspondente-home-network-dispositivo móvel– ineficiente quando ambos ocorrespondente e o dispositivo móvelestão na mesma redeEncaminhamento Indirecto:TriangulaçãoMovimento entre RedesSupondo que o utilizadormóvel move-se para outrarede– Regista-senum novo foreignagent– novo foreign agent regista-se com o home agent– home agent actualiza acare-of-address dodispositivo móvel– Os pacotes continuam a serreencaminhados para odispositivo móvel (mas coma nova care-of-address)mobilidade, e mudança deredes no estrangeiro,transparente: conecçõespodem ser mantidas!
  10. 10. Artur ArsenioRedes de Computadores 2010/2011Departamento de Engenharia Informática10 Redes Moveis e MobilidadeMobilidade via Encaminhamento Directowide areanetworkhomenetworkvisitednetwork4foreign agent recebe eencaminha pacotes para odispositivo móvel5dispositivo móvelresponde directamen-te ao correspondente21Mensagens de controlo:correspondente pede, erecebe foreign addressdo dispositivo móvelcorrespondente encaminhapara o foreign agent3
  11. 11. Artur ArsenioRedes de Computadores 2010/2011Departamento de Engenharia Informática11 Redes Moveis e MobilidadeUltrapassar o problema do encaminhamento triangularCorrespondente não-transparente: correspondente tem que obter care-of-addressdo home agent– Só pede COA apenas uma vez ao home agent, no inicio da sessão– E se o dispositivo móvel muda de rede visitada, como o agente do correspondenteactualiza o COA?Mobilidade via EncaminhamentoDirecto: Correspondente não-transparente
  12. 12. Artur ArsenioRedes de Computadores 2010/2011Departamento de Engenharia Informática12 Redes Moveis e Mobilidadewide areanetwork1foreign net visitedat session startforeignAgentâncora24new foreign agent35correspondentagentcorrespondentnew foreignnetworkanchor foreign agent: FA in first visited networkdata always routed first to anchor FAwhen mobile moves: new FA arranges to have data forwarded from old FA (chaining)Acomodar mobilidade comencaminhamento directo
  13. 13. Artur ArsenioRedes de Computadores 2010/2011Departamento de Engenharia Informática13 Redes Moveis e MobilidadeMobilidade IPCaracteristicas:– home agents, foreign agents, registo do foreign-agent, care-of-addresses,encapsulamento (pacote dentro de outro pacote)IP Original– Ligações entre routers e hosts “always on”!– A capacidade/Largura de banda de um canal não varia...estas hipóteses não se aplicam às Redes sem Fios3 componentes:– Encaminhamento indirecto dos datagramas– Descoberta dos agentes– Registo no “home agent”[RFC 3220]
  14. 14. Artur ArsenioRedes de Computadores 2010/2011Departamento de Engenharia Informática14 Redes Moveis e MobilidadeProtocolo “Mobile IP”Basic problem with IP mobilityIP address has the dual roleof routing identifier andendpoint identifierMobile IP ProtocolSeparates the routingidentifier and endpointidentifier for the mobile hostHost movement, between wireless access points, into a new subnetsubnet identifier portion of its IP address becomes invalidhost’s address to FQDN binding in the DNS becomes invaliduse of DNS to look up the address of an URL will obtain an IP address that points to theoriginal subnet, not to the subnet where the mobile host is currently located.
  15. 15. Artur ArsenioRedes de Computadores 2010/2011Departamento de Engenharia Informática15 Redes Moveis e MobilidadeMobilidade IPv4
  16. 16. Artur ArsenioRedes de Computadores 2010/2011Departamento de Engenharia Informática16 Redes Moveis e MobilidadeEndereçopermanente:128.119.40.186Care-of address:79.129.13.2dest: 128.119.40.186Pacote enviadodest: 79.129.13.2 dest: 128.119.40.186Pacote enviado pelo home agent ao foreignagent: pacote dentro de outro pacote dest: 128.119.40.186Pacote foreign-agent-to-mobileMobilidade IPv4: EncaminhamentoIndirecto
  17. 17. Artur ArsenioRedes de Computadores 2010/2011Departamento de Engenharia Informática17 Redes Moveis e MobilidadeRBHFMGVbitsreservedtype = 16type = 9 code = 0 checksumrouter addressstandardICMP fieldsmobility agentadvertisementextensionlength sequence #registration lifetime0 or more care-of-addresses0 8 16 24Mobilidade IPv4: Descoberta do AgenteAnuncio do Agente: foreign/home agents anunciam serviço através dobroadcasting de mensagens ICMP com typefield = 9 (router discovery)R bit: registonecessárioH,F bits: homeagent e/ouforeign agentSolicitação por Agente: dispositivo móvel faz o broadcast de mensagem desolicitação de agente (mensagem ICMP com typefield = 10). Agente que recebe anotificação irá enviar um anuncio para o dispositivo móvel directamente em unicast.
  18. 18. Artur ArsenioRedes de Computadores 2010/2011Departamento de Engenharia Informática18 Redes Moveis e MobilidadeMobilidade IPv4: Exemplo de Registovisited network: 79.129.13/24home agentHA: 128.119.40.7foreign agentCOA: 79.129.13.2COA: 79.129.13.2….ICMP agent adv.Mobile agentMA: 128.119.40.186registration req.COA: 79.129.13.2HA: 128.119.40.7MA: 128.119.40.186Lifetime: 9999identification:714….registration req.COA: 79.129.13.2HA: 128.119.40.7MA: 128.119.40.186Lifetime: 9999identification: 714encapsulation format….registration replyHA: 128.119.40.7MA: 128.119.40.186Lifetime: 4999Identification: 714encapsulation format….registration replyHA: 128.119.40.7MA: 128.119.40.186Lifetime: 4999Identification: 714….timeUDP, porto dedestino 43464 bitsTempo devalidade doregistoEndereço dohome agentEndereçopermanenteMobile IPv4: processo denominado home-agent registrationMobile IPv6: processo diferente denominado home-agent binding update
  19. 19. Artur ArsenioRedes de Computadores 2010/2011Departamento de Engenharia Informática19 Redes Moveis e MobilidadeMobile Host MovementDetectionMobile host’s Mobile IP stack– Move detection to determine whether the hosthas changed to a new subnet.Foreign agent or last hop router periodicallysends out a router advertisement messagebeacon containing the identity of the subnet– mobile host compares the subnet identifier to itscurrently identified subnet– Mobile host obtains a new care-of address ifsubnet identifier changed.ICMP Host Unreachable message– one other method is the reception by the mobilehost of this message– sent by the access router when the mobile hostattempts to send traffic using a care-of addresswith the wrong subnet identifier– the mobile host then solicits a routeradvertisement from the access router, andchanges its care-of address.CorrespondentHostAccess NetworkInternetHomeAgentMobile HostOldaccessrouteNew access route
  20. 20. Artur ArsenioRedes de Computadores 2010/2011Departamento de Engenharia Informática20 Redes Moveis e MobilidadeHome-agent Tunnel Termination inMobile IPv6Last hop router is a standard IPv6 router with nomodifications.A mobile host obtains its care-of address in oneof two possible ways:– stateless address autoconfiguration protocol.– IPv6 version of the Dynamic Host ConfigurationProtocol.Care-of address is co-located on the mobile hostwith the home address, and is called a co-located care-of address.– also possible in Mobile IPv4, but no protocolallowing a host to automatically configure its IPaddressForeign agents were removed from Mobile IPv6CorrespondentHostAccessNetworkInternetHomeAgentBidirectionalTrafficTunnelMobile HostIPv6 Router
  21. 21. Artur ArsenioRedes de Computadores 2010/2011Departamento de Engenharia Informática21 Redes Moveis e MobilidadecorrespondenteMSCMSCMSC MSCMSCwired publictelephonenetworkRedes celulares diferentes, operadaspor fornecedores diferentesMobilidade na Arquitectura de RedeCelularhome network: network ofcellular provider you subscribeto (e.g., PT, Verizon)– home location register (HLR):database in home networkcontaining permanent cellphone #, profile information(services, preferences,billing), information aboutcurrent location (could be inanother network)visited network: network inwhich mobile currently resides– visitor location register (VLR):database with entry for eachuser currently in network– could be home network
  22. 22. Artur ArsenioRedes de Computadores 2010/2011Departamento de Engenharia Informática22 Redes Moveis e MobilidadePublic switchedtelephonenetworkmobileuserhomeMobileSwitchingCenterHLR homenetworkVisited networkcorrespondenteMobileSwitchingCenterVLR1 call routedto home network2home MSC consults HLR,gets roaming number ofmobile in visited network3home MSC sets up 2nd leg of callto MSC in visited network4MSC in visited network completescall through base station to mobileGSM: Encaminhamento Indirecto atéao Dispositivo Móvel
  23. 23. Artur ArsenioRedes de Computadores 2010/2011Departamento de Engenharia Informática23 Redes Moveis e MobilidadeMobileSwitchingCenterVLRold BSSnew BSSoldroutingnewroutingGSM: handoff com MSCObjectivo: encaminhar chamada através da novaestação base (sem interrupção)Razões para o handoff:– sinal mais forte para/da BSS nova (manterconectividade, menor uso da bateria)– Balanceamento de carga: libertar canal na BSSactual– GSM não define razões para executar o handoff,apenas como o fazer (o mecanismo)handoff iniciado pela BSS anterior MobileSwitchingCenterVLRBSSantiga13245 678novaBSS1. BSS antiga informa MSC de handoff pendente,fornece lista de 1+ BSSs novos2. MSC configura caminho (aloca recursos) à nova BSS3. nova BSS aloca canal radio para utilização dodispositivo móvel4. nova BSS sinaliza MSC, e antiga BSS: está “ready”5. BSS antiga informa dispositivo móvel: executarhandoff para a nova BSS6. dispositivo móvel, e nova BSS trocam informação desinalização para activar o novo canal7. dispositivo móvel envia mensagem de sinalização aoMSC via a nova BSS: handoff completo. MSCreencaminha chamada8 recursos da MSC – antiga BSS libertadosMesmo MSC
  24. 24. Artur ArsenioRedes de Computadores 2010/2011Departamento de Engenharia Informática24 Redes Moveis e Mobilidadehome networkHomeMSCPSTNcorrespondenteMSCMSC âncoraMSCMSC(a) Antes do handoffGSM: handoff entre MSCsMSC âncora: é o primeiro MSCvisitado durante a chamada– chamada continua a serencaminhada através do MSCâncoraNovos MSCs são adicionados aofinal da cadeia de MSCs à medidaque o terminal se move para umMSC novoIS-41 permite um passo opcionalde minimização do caminho– de forma a reduzir o comprimentoda cadeia de múltiplos MSCs(b) depois do handoffMSCs diferentes
  25. 25. Artur ArsenioRedes de Computadores 2010/2011Departamento de Engenharia Informática25 Redes Moveis e MobilidadeMobilidade: GSM vs Mobilidade IPCare-of-addressEndereço de encaminhamento para o troço dachamada telefónica entre o “home MSC” e a “visitedMSC”, não sendo visivel para o dispositivo móvelnem para o correspondenteMobile Station RoamingNumber (MSRN), or“roaming number”Foreign agentVisited MSC: responsável por configurar chamadaspara/de nós móveis em células associadas com oMSC. VLR: entrada na base de dados temporaria no“visited system” contém informação de subscriçãopara cada utilizador móvel visitanteVisited Mobile servicesSwitching Center.Visitor Location Record(VLR)Visited networkRede diferente da do “home system”. É nesta redeonde o utilizador móvel está actualmente localizadoVisited SystemHome agentHome MSC: ponto de contacto para obter endereçode encaminhamento para utilizador móvel. HLR:base de dados no “home system” que contém onúmero de telefone permanente, informação deperfil, localização actual do utilizador móvel, einformação de subscriçãoGateway MobileSwitching Center, ou“home MSC”. HomeLocation Register (HLR)Home networkRede à qual pertence o número de telefonepermanente do utilizador móvelHome systemelemento mobile IPComentário sobre elemento GSMElemento GSM
  26. 26. Artur ArsenioRedes de Computadores 2010/2011Departamento de Engenharia Informática26 Redes Moveis e MobilidadeLocalized MobilityManagement(Gestão de Mobilidadelocalizada)Correspondent hostsvêem apenas oendereço home e o care-of address regional, masnão a localização dodispositivo móvelCare-of address localexporta apenas naligação entre o proxy deencaminhamento e odispositivo móvelEm HMIPv6, o proxy deencaminhamento édenominado MobilityAnchor Point (MAP)HMIPv6HMIP MAP(proxy de encaminhamento)CorrespondentHostHome NetworkAccess NetworkInternetHome Agent andCorrespondent Hostonly see RCoAHomeAgentBidirectionalTrafficTunnelbetweenRCoA andLCoAMobile HostAccessRouter1) RegisterLCoA atRouting Proxy2) RegisterRCoA atHome AgentRCoA – Regional Care of AddressLCoA – Local Care of Address
  27. 27. Artur ArsenioRedes de Computadores 2010/2011Departamento de Engenharia Informática27 Redes Moveis e MobilidadeHMIPv6 LoadBalancingHMIP MAPCorrespondent HostHome NetworkInternetHomeAgentMobile HostAccess NetworkAccessRouterCorrespondent HostAccessNetworkAccessRouterPrincipal desvantagem dasproxies de encaminhamentointroducem um ponto único defalha na infraestrutura deencaminhamentoA proxy de encaminhamentocontém bindings para todos osdispositivos móveis ligadosatravés delaUsada em área geograficaalargada ou em grandeorganizaçãoLoad BalancingPermite ao nó móvel transferiruma conexão ou fluxo paraoutra interface (através desinalização para o seu MAP)Suporte para privacidade delocalização
  28. 28. Artur ArsenioRedes de Computadores 2010/2011Departamento de Engenharia Informática28 Redes Moveis e MobilidadeImpacto deveria ser minimo …– Modelo de serviço de Melhor Esforço não muda– TCP e UDP realizados sobre redes sem fios e móveis… mas ao nível da performance– Perda de pacotes / atrasos devidos a erros em bits (pacotesperdidos, atrasos, atrasos devido a retransmissões ao nível lógico), ehandoff– TCP interpreta perdas como congestão, e portanto em redes sm fiospoderá diminuir a tabela de congestão desnecessáriamente– Problemas de atrasos pata tráfego em tempo real– Largura de banda disponivel nas ligações sem fios limitadaRedes sem Fios, Mobilidade: Impacto nosprotocolos de alto nível
  29. 29. Artur ArsenioRedes de Computadores 2010/2011Departamento de Engenharia Informática29 Redes Moveis e MobilidadeIntertechnology Handover… ou Handover VerticalSessão de Voice over IP no GPRS– GPRS é tipicamente mais caro e de largura de banda mais limitada, maior área geograficaWireless LAN para acesso a dados– Barato e com maior largura de banda, mas menor cobertura geográfica, limitada a hot spotsSincronização do laptop com o telemóvel usando BluetoothPossibilidade de mover um “Mobile IP home-address binding” de uma interface semfios para outra permite a um cliente sem fios escolher o meio sem fios mais apropriadopara o seu padrão de tráfego actual– Mudança requer que o host mantenha a continuidade da sessão enquanto muda de interfaces– Mobile IP apropriado para o handover entre tecnologiasPassos para transferir o “Mobile IP binding”– Configurar a 2ª interface de modo a possuir uma pilha IP– Executar Router Solicitation para obter um Router Advertisement na 2ª interface. Obter umacare-of address na 2ª interface– Enviar um binding update ao Home Agent na nova interface contendo a nova care-of addressSe usar Mobile IPv6, enviar um binding update aos correspondentes p/ executarem route “optimization”.Exemplos
  30. 30. Artur ArsenioRedes de Computadores 2010/2011Departamento de Engenharia Informática30 Redes Moveis e MobilidadeIntertechnology HandoverHandover Vertical entre tecnologias diferentes
  31. 31. Artur ArsenioRedes de Computadores 2010/2011Departamento de Engenharia Informática31 Redes Moveis e MobilidadeMobilidade - RevisãoRedes sem FiosCaracteristicas de Redes sem Fios– CDMAIEEE 802.11 wireless LANs (“wi-fi”)Cellular Internet Access– arquitectura– standards (e.g., GSM)MobilidadePrincipios– endereçamento e encaminhamentopara utilizadores móveisMobilidade IPMobilidade em Redes CelularesMobilidade e Protocolos de alto nívelPrincipios de Mobilidade–Registo–Mobilidade viaEncaminhamento IndirectoTriangulaçãoMovimento entre Redes–Encaminhamento DirectoMobilidade IP–Encaminhamento Indirecto–Descoberta do Agente–Exemplo de RegistoMobilidade na Arquitectura deRede Celular GSM–Encaminhamento Indirecto–GSM: handoff com/entre MSCs–GSM vs Mobilidade IPOutros tópicos–HMIPv6–Impacto da mobilidade–Handover VerticalPrincipios de Mobilidade–Registo–Mobilidade viaEncaminhamento IndirectoTriangulaçãoMovimento entre Redes–Encaminhamento DirectoMobilidade IP–Encaminhamento Indirecto–Descoberta do Agente–Exemplo de RegistoMobilidade na Arquitectura deRede Celular GSM–Encaminhamento Indirecto–GSM: handoff com/entre MSCs–GSM vs Mobilidade IPOutros tópicos–HMIPv6–Impacto da mobilidade–Handover Vertical
  32. 32. Artur ArsenioRedes de Computadores 2010/2011Departamento de Engenharia Informática32 Redes Moveis e MobilidadeAnexo AMobilidade IPv4Ineficiências no Encaminhamento(em Inglês)
  33. 33. Artur ArsenioRedes de Computadores 2010/2011Departamento de Engenharia Informática33 Redes Moveis e MobilidadeRouting Enefficiencies– Routing IndirectionCorrespondentHostAccess NetworkInternetHomeAgentOptimizedrouteMobile HostRouting Indirection• known as triangle routing• source of routing enefficiency
  34. 34. Artur ArsenioRedes de Computadores 2010/2011Departamento de Engenharia Informática34 Redes Moveis e MobilidadeRouting Enefficiencies– Reverse TunnelingPackets must arrive at the correspondenthost with mobile host’s home address as thepacket’s SA– Because the Mobile IP stack and applicationsoftware on the correspondent host hasidentified the mobile host by the home address,not the care-of address.Basic security measure– network operators have an egress filter on lasthop routerscauses a router to drop packets if the sourceaddress of the packet is not topologicallycorrectprevents a host from masking its identity byusing an invalid address.Filter drops packets– Released by the mobile host into foreign subnetwith its home address as SAReverse Tunneling– Mobile host must tunnel packets through thehome agent to the correspondent host.– The home agent strips the tunnel off theoutbound packets and forwards them on to thecorrespondent host, just as the foreign agentdoes for inbound packets in Mobile IPv4.CorrespondentHostAccess NetworkInternetHomeAgentIdealreverserouteMobile HostEgress filterat foreign subnetEgress filter atforeign routerdrops packetswith homeaddress as SAbut from care-ofaddress router
  35. 35. Artur ArsenioRedes de Computadores 2010/2011Departamento de Engenharia Informática35 Redes Moveis e MobilidadeRoute OptimizationRoute optimization– correspondent host sends packets directly to the mobile host’s care-of address– mobile host replies using its care-of address as the source addressbypasses the home agent and removes two sides of the routing triangle.– requires the mobile host to send the correspondent host a binding update whenever themobile host changes its care-of address.– correspondent host’s Mobile IP stack changes the binding between the mobile host’s care-ofaddress and home address– In Mobile IPv6, a special routing header is inserted into the packet by the correspondent withthe home address for the mobile host, while the destination address is set to the care-ofaddress.The mobile host sets the source address to the care-of address and includes the routing header.The routing header allows both sides of the conversation to identify the packet as for the mobile host,because the home address acts as the node identifier.Triangle routing and reverse tunneling– source of considerable inefficiency for real-time voice and video traffic.– extra latency added by longer route - unacceptable real-time latency ifThere are links with high-latency radio access networkany of the links have to travel very long distances
  36. 36. Artur ArsenioRedes de Computadores 2010/2011Departamento de Engenharia Informática36 Redes Moveis e MobilidadeAnexo BSegurança em Mobilidade IP(em Inglês)
  37. 37. Artur ArsenioRedes de Computadores 2010/2011Departamento de Engenharia Informática37 Redes Moveis e MobilidadeAAA for Mobile IPv4Mobile IPv4 uses an extension to the home-agent registrationmessage for AAA initialization with the home agent– When the mobile host registers a binding between the care-of address andhome address, it includes the registration extension with the mobile host’sauthentication information.The extension includes a security parameter index that identifies the context ofthe authentication and Message Authentication Code (MAC) calculated over themessage.– The home agent then performs the functions of the NAS.– The mobile host may have optionally to authenticate with a foreign agentbefore registeringby including an extension on the foreign-agent registration.
  38. 38. Artur ArsenioRedes de Computadores 2010/2011Departamento de Engenharia Informática38 Redes Moveis e MobilidadeBinding Update Securityin Mobile IPv6Security for Mobile IPv6 binding updates an issue– Binding update can be sent to any node on the InternetPublic key techniques based on certificates – not realizable, requiredeployment of a global public key infrastructureCryptographic techniques, still need specific infrastructureReturn Routability Protocolmobile host and correspondent host establish a shared key afterthe subnet change / before the binding update– mobile host calculates a Message Authentication Code on the bindingupdate sent to the correspondent host, with the shared key– key is valid for only a limited time - mobile host must refresh the keyby performing the return routability procedure on each binding update(unless closely spaced in time)
  39. 39. Artur ArsenioRedes de Computadores 2010/2011Departamento de Engenharia Informática39 Redes Moveis e MobilidadeCorrespondentHostAccess NetworkInternetHomeAgentMobileHostOldAccessRouterNew AccessRoutertriggersHome Address Test InitMessage sent reverse tunneledthrough the home agent –protected by a digital signaturecontained in EncapsulatingSecurity Payload (ESP)authentication header (AH) thatthe home agent verifies before itstrips off the tunnel header1Care-of Address Test InitMessage sent directly to thecorrespondent host withoutany cryptographic verification1triggersHome Address TestMessage contains part of theshared content needed tocalculate the shared key and anindex identifying the content.2Care-of Address TestMessage contains anotherpart of the shared contentand the index.2Mobile host combines the shared content along withother identifying information to construct the shared key.3Return Routability Protocol
  40. 40. Artur ArsenioRedes de Computadores 2010/2011Departamento de Engenharia Informática40 Redes Moveis e MobilidadeReturn Routability ProtocolThe correspondent host does not keep track of content necessary to generate the shared key– Would be potential security breach – an attacker could send repeated home test initialization messagesfrom different addresses to cause the correspondent host to run out of memory.– the correspondent host keeps track of the key index that can be used to retrieve the content needed toregenerate the key when the binding update message is sent. The binding update message containsthe index, and the index is changed from time to time in order to foil eavesdroppers.The purpose of the home-address test message is to verify that the mobile host is, in fact, atthe home address.– If the home-address test message were omitted, an attacker could claim to be at a particular homeaddress and divert traffic for the mobile host.The purpose of the care-of address test message is to verify that the mobile host is, in fact,located at the care-of address where it claims to be located– If the care-of address test is omitted, an attacker could claim to be at a particular care-of address whereanother victim host is located, and thereby launch a denial-of-service attack by causing the victim to bebombarded with trafficProcedure vulnerable to attack – although unlikely.– If an attacker can snoop both the home-address and care-of address test messages, can obtain bothhalves of the shared content for key construction.
  41. 41. Artur ArsenioRedes de Computadores 2010/2011Departamento de Engenharia Informática41 Redes Moveis e MobilidadeLocal Link SecuritySecurity andframeaddressing atthe link layerIPv4 - AddressResolutionProtocol (ARP)IPv6 – SEND:Secure routerdiscovery andneighbordiscoverySecure router discovery and neighbor discovery using SENDSEND-secured router advertisement received by newly arrived SEND hosttriggers certificate chain solicitation through theDelegate Chain Solicitation (DCS) / DelegateChain Advertisement (DCA) message exchangeThe SEND host generates an RSA key, andfrom that a CGA
  42. 42. Artur ArsenioRedes de Computadores 2010/2011Departamento de Engenharia Informática42 Redes Moveis e MobilidadeLocation PrivacyUnauthorized agent monitoringcan map topological addresses to geographical locationsA routing proxy obscures the mobile host’s locationThe mobile host obtains a regional care-of address fromthe routing proxy and obtains a local care-of address fromits foreign agent or local subnet.

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