Мобильный IP

Mobile IP — это разработанный Инженерным Советом Интернета(IETF) стандарт протокола обмена данными для того, чтобы пользователи мобильных устройств перемещались из одной сети в другую с сохранением постоянного IP адреса. Mobile IPv4 описан в IETF RFC 5944, и расширен в IETF RFC 4721. Mobile IPv6, IP mobility разработанный для следующего поколения Интернет Протокола, IPv6 описан в RFC 6275.

Введение

Mobile IP протокол позволяет маршрутизировать дейтаграммы в Интернете независимо от места расположения. Каждый мобильный узел идентифицируется по своему домашнему адресу, игнорируя своё текущее местоположение в Интернете. Находясь вдали от домашней сети, мобильный узел связан с care-of адресом, который определяет текущее местоположение и его домашний адрес, связанный с локальной точкой туннеля своего домашнего агента. Mobile IP указывает как мобильные узлы регистрируются с домашним агентом и как домашний агент маршрутизирует дейтаграммы к мобильным узлам через туннель.

Применение

Во многих случаях (например, VPN, VoIP), внезапные изменения в соединении с сетью или IP адресе могут вызвать проблемы. Mobile IP разработан для поддержания неразрывного и продолжительного подключения к Интернету. Mobile IP чаще всего встречается в проводных и беспроводных сетях, где пользователям необходимо перенести свои мобильные устройства через несколько локальных подсетей. Например использование в роуминге между перекрытием беспроводных систем, например DVB, WLAN, WiMAX, и [en.wikipedia.org/wiki/Broadband_wireless_access BWA].

Принципы эксплуатации

Мобильный узел имеет два адреса — постоянный домашний адрес и care-of адрес (СОА), который связан с сетью посещаемого мобильного узла. Реализация Mobile IP содержит два типа объектов

• Домашний агент хранит информацию о мобильных узлах которые имеют постоянный домашний адрес в сети домашнего агента.
• Чужой агент хранит информацию о мобильных узлах посещающих сеть. Чужой агент также рекомендует care-of адреса. Если нет чужого агента в принимающей сети, мобильное устройство должно само получить адрес и распространить адрес самостоятельно.

Узел которому необходимо связываться с мобильным узлом, использует постоянный домашний адрес мобильного узла в качестве адреса назначения для отправки пакетов. Так как домашний адрес логически принадлежит к сети связанной с домашним агентом, нормальные механизмы маршрутизации IP передадут эти пакеты дальше домашнему агенту. Вместо того чтобы пересылать эти пакеты в пункт назначения, который физически в той же сети, что и домашний агент, домашний агент перенаправляет эти пакеты на удаленные адреса через IP туннель, инкапсулируя дейтаграммы с новым IP заголовком используя care-of адрес мобильного узла.

При работе в качестве передатчика, мобильный узел посылает пакеты непосредственно в другой узел сети, без отправки пакетов через домашнего агента, используя свой постоянный домашний адрес в качестве адреса источника IP-пакетов. Это называется треугольной маршрутизацией или «оптимизация маршрута» (RO). Если необходимо, чужой агент может использовать обратное туннелирование для отправки пакетов мобильного узла домашнему агенту, который в свою очередь направит их в смежный узел. Это необходимо в сетях где сетевые шлюзы проверяют, принадлежность IP адреса мобильного хоста собственной подсети и отбрасывают его если это не так. В Mobile IPv6 (MIPv6) «обратное туннелирование» — поведение по умолчанию, с дополнительной возможностью «оптимизации маршрута» (RO).

Эффективность

Оценку эффективности Mobile IPv6, проведенную NEC в Европе, можно найти в ACM Digital Library, под записью «[dl.acm.org/citation.cfm?id=604022.604035&coll=&dl=ACM A simulation study on the performance of mobile IPv6 in a WLAN-based cellular network]» от Elsevier Computer Networks Journal (CNJ), специальный выпуск The New Internet Architecture, Сентябрь 2002. Кроме того, сравнение производительности между Mobile IPv6 и некоторыми из предложенных усовершенствований (Hierarchical Mobile IPv6, Fast Handovers for Mobile IPv6 и их комбинацией) доступно под записью «[dl.acm.org/citation.cfm?id=965736 A performance comparison of Mobile IPv6, Hierarchical Mobile IPv6, fast handovers for Mobile IPv6 and their combination]» от ACM SIGMOBILE Mobile Computing and Communications Review (MC2R), часть 7, выпуск 4, октябрь, 2003.

Разработка

Такие усовершенствования Mobile IP, как Mobile IPv6 и [searchmobilecomputing.techtarget.com/definition/Hierarchical-Mobile-IPv6 Hierarchical Mobile IPv6] (HMIPv6), описанный в RFC 5380, разрабатываются в настоящее время для улучшения мобильной связи в определенных обстоятельствах, делая процесс более безопасным и более эффективным. Описание HMIPv6 можно найти на сайте Hierarchical-Mobile-IPv6. Ученые создают поддержку мобильных сетей, не требующих каких-либо предварительно распределенных инфраструктур, как в настоящее время требуется MIP. Например Interactive Protocol for Mobile Networking (IPMN). Ученые также работают над созданием поддержки мобильных сетей между целыми подсетями с поддержкой Mobile IPv6. Например Network Mobility (NEMO) [www.rfc-editor.org/rfc/rfc3963.txt Network Mobility Basic Support Protocol] от рабочей группы IETF, который поддерживает мобильность для всей мобильной сети, чтобы можно было передвигаться соединяясь с различными точками сети. Протокол является расширением Mobile IPv6 и позволяет поддерживать непрерывную сессию для каждого узла в мобильной сети.

Изменения в IPv6 для Mobile IPv6

• Набор возможностей для перемещения включаюя мобильность сообщений
• Новая опция Домашний Адрес для заголовка Вариант Назначения
• Новый заголовок Тип 2 Маршрутизации
• Новый Internet Control Message Protocol для IPv6 (ICMPv6) сообщения для обнаружения множества домашних агентов и получения префикса домашней ссылки
• Изменения сообщения обнаружения маршрутизатора и дополнительные варианты обнаружения соседей
• Чужие агенты не будут больше нужны

Определение терминов

Домашняя сеть — сеть, в которой устройство получает свой определенный IP адрес (домашний адрес).

Домашний адрес — IP адрес мобильного устройства, присвоенный устройству в пределах своей домашней сети

Чужая сеть — сеть, в которой мобильный узел работает, когда он не в своей домашней сети.

Care-of адрес — IP адрес сети, в которой находится устройство при работе в сети другого оператора

Домашний агент — маршрутизатор домашней сети мобильного узла, который отправляет дейтаграммы по туннелю мобильному узлу, когда он находится вне дома. Он имеет информацию о текущем положении мобильного узла (IP-адрес). Он используется с одним или несколькими чужими агентами.

Чужой агент Чужой агент является маршрутизатором, который хранит информацию о мобильных узлах, которые посещают его сеть. Чужой агент также рекомендует какие care-of адреса использовать для Mobile IP.

Привязка Привязка ассоциированного домашнего адреса и адреса обслуживания.

См. также

• Хэндовер
• Роуминг
• Управление мобильностью
• GPRS Tunnelling Protocol
• [en.wikipedia.org/wiki/Vertical_handoff Vertical handover]
• [en.wikipedia.org/wiki/Proxy_Mobile_IP Proxy Mobile IPv6]
• Host Identity Protocol
• Locator/Identifier Separation Protocol

Ссылки

1. RFC 6275
2. RFC 5944
3. RFC 4721
4. RFC 3024
5. [www.monarch.cs.rice.edu/ Protocols for Adaptive Mobile and Wireless Networking]
6. [www.tml.tkk.fi/Opinnot/Tik-111.550/1999/Esitelmat/MobileIP/Mobip.html Mobile IP explained (руководство])
7. [datatracker.ietf.org/wg/mext/charter/ Mobility Extensions for IPv6 (mext) IETF Working Group Web site]
8. [datatracker.ietf.org/wg/mext/charter/ Mobile IPv6] — Краткая инструкция от Holger Zuleger
9. [tldp.org/HOWTO/Mobile-IPv6-HOWTO/ Linux Mobile IPv6 HOWTO]
10. D. Johnson, C. Perkins, J. Arkko. Mobility Support in IPv6. RFC 6275. June 2011
11. J. Arkko, V. Devarapalli, F. Dupont. Using IPsec to Protect Mobile IPv6 Signaling Between Mobile Nodes and Home Agents. [www.ietf.org/rfc/rfc3776.txt RFC 3776]. June 2004
12. X.Pérez-Costa and H.Hartenstein. [dl.acm.org/citation.cfm?id=604022.604035&coll=&dl=ACM A Simulation Study on the Performance of Mobile IPv6 in a WLAN-Based Cellular Network] Elsevier Computer Networks Journal, special issue on The New Internet Architecture, September 2002
13. X.Pérez-Costa, M.Torrent-Moreno and H.Hartenstein. [dsn.tm.kit.edu/medien/publication-confs/perez-itc03-simulation-study.pdf A Simulation Study on the Performance of Hierarchical Mobile IPv6] In Proceedings of the International Teletraffic Congress (ITC), Berlin, Germany, August 2003.

Отрывок, характеризующий Мобильный IP

Князь Андрей настоятельно обратился к Козловскому с вопросами.
– Сейчас, князь, – сказал Козловский. – Диспозиция Багратиону.
– А капитуляция?
– Никакой нет; сделаны распоряжения к сражению.
Князь Андрей направился к двери, из за которой слышны были голоса. Но в то время, как он хотел отворить дверь, голоса в комнате замолкли, дверь сама отворилась, и Кутузов, с своим орлиным носом на пухлом лице, показался на пороге.
Князь Андрей стоял прямо против Кутузова; но по выражению единственного зрячего глаза главнокомандующего видно было, что мысль и забота так сильно занимали его, что как будто застилали ему зрение. Он прямо смотрел на лицо своего адъютанта и не узнавал его.
– Ну, что, кончил? – обратился он к Козловскому.
– Сию секунду, ваше высокопревосходительство.
Багратион, невысокий, с восточным типом твердого и неподвижного лица, сухой, еще не старый человек, вышел за главнокомандующим.
– Честь имею явиться, – повторил довольно громко князь Андрей, подавая конверт.
– А, из Вены? Хорошо. После, после!
Кутузов вышел с Багратионом на крыльцо.
– Ну, князь, прощай, – сказал он Багратиону. – Христос с тобой. Благословляю тебя на великий подвиг.
Лицо Кутузова неожиданно смягчилось, и слезы показались в его глазах. Он притянул к себе левою рукой Багратиона, а правой, на которой было кольцо, видимо привычным жестом перекрестил его и подставил ему пухлую щеку, вместо которой Багратион поцеловал его в шею.
– Христос с тобой! – повторил Кутузов и подошел к коляске. – Садись со мной, – сказал он Болконскому.
– Ваше высокопревосходительство, я желал бы быть полезен здесь. Позвольте мне остаться в отряде князя Багратиона.
– Садись, – сказал Кутузов и, заметив, что Болконский медлит, – мне хорошие офицеры самому нужны, самому нужны.
Они сели в коляску и молча проехали несколько минут.
– Еще впереди много, много всего будет, – сказал он со старческим выражением проницательности, как будто поняв всё, что делалось в душе Болконского. – Ежели из отряда его придет завтра одна десятая часть, я буду Бога благодарить, – прибавил Кутузов, как бы говоря сам с собой.
Князь Андрей взглянул на Кутузова, и ему невольно бросились в глаза, в полуаршине от него, чисто промытые сборки шрама на виске Кутузова, где измаильская пуля пронизала ему голову, и его вытекший глаз. «Да, он имеет право так спокойно говорить о погибели этих людей!» подумал Болконский.
– От этого я и прошу отправить меня в этот отряд, – сказал он.
Кутузов не ответил. Он, казалось, уж забыл о том, что было сказано им, и сидел задумавшись. Через пять минут, плавно раскачиваясь на мягких рессорах коляски, Кутузов обратился к князю Андрею. На лице его не было и следа волнения. Он с тонкою насмешливостью расспрашивал князя Андрея о подробностях его свидания с императором, об отзывах, слышанных при дворе о кремском деле, и о некоторых общих знакомых женщинах.


Кутузов чрез своего лазутчика получил 1 го ноября известие, ставившее командуемую им армию почти в безвыходное положение. Лазутчик доносил, что французы в огромных силах, перейдя венский мост, направились на путь сообщения Кутузова с войсками, шедшими из России. Ежели бы Кутузов решился оставаться в Кремсе, то полуторастатысячная армия Наполеона отрезала бы его от всех сообщений, окружила бы его сорокатысячную изнуренную армию, и он находился бы в положении Мака под Ульмом. Ежели бы Кутузов решился оставить дорогу, ведшую на сообщения с войсками из России, то он должен был вступить без дороги в неизвестные края Богемских
гор, защищаясь от превосходного силами неприятеля, и оставить всякую надежду на сообщение с Буксгевденом. Ежели бы Кутузов решился отступать по дороге из Кремса в Ольмюц на соединение с войсками из России, то он рисковал быть предупрежденным на этой дороге французами, перешедшими мост в Вене, и таким образом быть принужденным принять сражение на походе, со всеми тяжестями и обозами, и имея дело с неприятелем, втрое превосходившим его и окружавшим его с двух сторон.
Кутузов избрал этот последний выход.
Французы, как доносил лазутчик, перейдя мост в Вене, усиленным маршем шли на Цнайм, лежавший на пути отступления Кутузова, впереди его более чем на сто верст. Достигнуть Цнайма прежде французов – значило получить большую надежду на спасение армии; дать французам предупредить себя в Цнайме – значило наверное подвергнуть всю армию позору, подобному ульмскому, или общей гибели. Но предупредить французов со всею армией было невозможно. Дорога французов от Вены до Цнайма была короче и лучше, чем дорога русских от Кремса до Цнайма.
В ночь получения известия Кутузов послал четырехтысячный авангард Багратиона направо горами с кремско цнаймской дороги на венско цнаймскую. Багратион должен был пройти без отдыха этот переход, остановиться лицом к Вене и задом к Цнайму, и ежели бы ему удалось предупредить французов, то он должен был задерживать их, сколько мог. Сам же Кутузов со всеми тяжестями тронулся к Цнайму.
Пройдя с голодными, разутыми солдатами, без дороги, по горам, в бурную ночь сорок пять верст, растеряв третью часть отсталыми, Багратион вышел в Голлабрун на венско цнаймскую дорогу несколькими часами прежде французов, подходивших к Голлабруну из Вены. Кутузову надо было итти еще целые сутки с своими обозами, чтобы достигнуть Цнайма, и потому, чтобы спасти армию, Багратион должен был с четырьмя тысячами голодных, измученных солдат удерживать в продолжение суток всю неприятельскую армию, встретившуюся с ним в Голлабруне, что было, очевидно, невозможно. Но странная судьба сделала невозможное возможным. Успех того обмана, который без боя отдал венский мост в руки французов, побудил Мюрата пытаться обмануть так же и Кутузова. Мюрат, встретив слабый отряд Багратиона на цнаймской дороге, подумал, что это была вся армия Кутузова. Чтобы несомненно раздавить эту армию, он поджидал отставшие по дороге из Вены войска и с этою целью предложил перемирие на три дня, с условием, чтобы те и другие войска не изменяли своих положений и не трогались с места. Мюрат уверял, что уже идут переговоры о мире и что потому, избегая бесполезного пролития крови, он предлагает перемирие. Австрийский генерал граф Ностиц, стоявший на аванпостах, поверил словам парламентера Мюрата и отступил, открыв отряд Багратиона. Другой парламентер поехал в русскую цепь объявить то же известие о мирных переговорах и предложить перемирие русским войскам на три дня. Багратион отвечал, что он не может принимать или не принимать перемирия, и с донесением о сделанном ему предложении послал к Кутузову своего адъютанта.
Перемирие для Кутузова было единственным средством выиграть время, дать отдохнуть измученному отряду Багратиона и пропустить обозы и тяжести (движение которых было скрыто от французов), хотя один лишний переход до Цнайма. Предложение перемирия давало единственную и неожиданную возможность спасти армию. Получив это известие, Кутузов немедленно послал состоявшего при нем генерал адъютанта Винценгероде в неприятельский лагерь. Винценгероде должен был не только принять перемирие, но и предложить условия капитуляции, а между тем Кутузов послал своих адъютантов назад торопить сколь возможно движение обозов всей армии по кремско цнаймской дороге. Измученный, голодный отряд Багратиона один должен был, прикрывая собой это движение обозов и всей армии, неподвижно оставаться перед неприятелем в восемь раз сильнейшим.