QoS QoS …dpnm.postech.ac.kr/knom/tutorial/Tutorial%202008/...장해줄수있는기술을사용해야한다. (KEY : IP는변하지않는다.) 예를들어와이브로– 무선랜간이동시서로다른default

QoS QoS 보장을보장을 위한위한 이기종망이기종망(WiFi/HSPA/WiMax)(WiFi/HSPA/WiMax)간간

Vertical HandoverVertical Handover 기술기술 구현과구현과 적용적용Vertical Handover Vertical Handover 기술기술 구현과구현과 적용적용

( MIP, PMIP, MIH ( MIP, PMIP, MIH 중심으로중심으로))

2008.12.5KTF 연구개발원 진성일([email protected])

Dec 2008Dec 2008 11

목차

I.I. Vertical HandoverVertical Handover기술기술

II. II. Mobile IPMobile IP

III. III. Proxy Mobile IPProxy Mobile IP

IV. IV. MIH

V. V. VHO 기술 구현시 이슈

VI. VI. 참조

Dec 2008Dec 2008 22

Vertical HandoverVertical Handover기술기술

Dec 2008Dec 2008 33

Vertical Handover(VHO)의 정의 – 1/2

서로 다른 유무선 Access간 단말의 서비스 및 네트워킹을 유지 시키는 Multi Access기술

이기종망간 데이터서비스의 Seamless Mobility를 의미(일반적으로 IP Mobility)

H i t l H d 의 반대말

VHO란?

Horizontal Handover의 반대말

VHO vs. Horizontal Handover

Horizontal Handover Vertical Handover

IP Address Changed Changed

Access 기술 Not Changed Changed

Network Interface Not Changed Changed (PhysicalNetwork Interface Not Changed Changed (Physical Interface)

Actually used IP Add t ti

Single IP Single IP or Multiple IP

Address at a time

Link Characteristic Not Changed Changed (Bandwidth, Service Coverage)

Dec 2008Dec 2008 44

QoS 입장에서의 VHO – Seamless Mobility

Router B

Host 3 Host 4Src Addr : 1.0.0.1Des Addr : 2.0.0.4

2.0.0.3Host 1 Host 2

Router A

2.0.0.4

1.0.0.1 1.0.0.2 Host 5 Host 4

4.0.0.5Router C

4.0.0.4

일반적인 IP 환경인 위의 예제에서, Router B에 있던 Host4가 Router C로 이동하면 네트워크가 달라지므로 Host4의 IP 주소가 변경되어 Host1

로 부터 전송되는 메시지를 수신하지 못한다. 그러므로, 이동하는 단말의 끊김 없는 통신을 위하여 IP가 바뀌지 않거나,application의 연속성을 보

장해 줄수 있는 기술을 사용해야 한다. (KEY : IP는 변하지 않는다.) 예를 들어 와이브로 – 무선랜 간 이동시 서로 다른 default Router환경 하에서

IP Address가 바뀔 수 밖에 없는 상황임

Dec 2008Dec 2008 55

QoS 입장에서의 VHO – Seamless Mobility 란?

사용자 어플리케이션 세션을 유지하면서 물리적 네트웍을 전환 할 수 있는 능력으로, 지연이나 데이터 유실 없이 연속적인

서비스를 제공하여 사용자(혹은 단말)의 유무선 접속 기술에 상관없이 언제 어디서나 인터넷 서비스를 제공 받을 수 있게 만드

는 기술( IP M bilit 임)

Seamless Mobility란?

는 기술( IP Mobility 임)

Seamless Mobility의 부재시??

이기종망간 이동시 QoS 및 네트워크 세션의 단절이 일어남.

Roaming후 어플리케이션의 재실행이 필요

VPN의 재로그인 필요

Seamless Mobility의 부재시??

Roaming중 잠재적인 데이터 손실에 노출

연결 재설정, 어플리케이션의 재실행등의 불필요한 시간 소요

Dec 2008Dec 2008 66

VHO 기술의 두가지 관점

Mobile IP Protocol 을 이용한 Seamless Handover

단말의 IP Address는 불변

다양한 종류의 M bil IP방식이 존재함

Mobile IP기반의 VHO

다양한 종류의 Mobile IP방식이 존재함

COA, CCOA, FMIP(Fast Mobile IP), HMIP(Hierachical Mobile IP), Proxy Mobile IP, xGMIP등

비 M bil IP기반의 VHO

Mobile IP에 비해 IP Address가 바뀌어도(이기종망을 이동하여도) 상위 응용프로그램의 연속성을 보장해 주는 이동성 기술

기존망의 Node들은 이동성과 무관한 경우가 많음

기술개발 및 적용이 용이하며 단말과 Contents Server간의 기술이 대부분임

비 Mobile IP기반의 VHO

기술개발 및 적용이 용이하며, 단말과 Contents Server간의 기술이 대부분임.

Layer별로 다양한 기술들이 존재함.

MOBIKE, mSCTP, HIP 등

Dec 2008Dec 2008 77

계층별 VHO 관련 기술 정리

• MIH : Media Independent Handover• HIP : Host Identity Protocol• mSCTP : mobile SCTP

Dec 2008Dec 2008 88

VHO 관련 기술 비교 – 단말과 네크워크 입장

이동성 제공 기술 프로토콜 단말 구 Seamless 정도( 이 구현의 IP 주소 할당 구현 노드 규격 추진 기이동성 제공 기술type

프로토콜 단말 구현

Seamless 정도( 이동성 관리의 효율성)

구현의난이도

IP 주소 할당(단말 입장)

구현 노드 규격 추진 기관

단말 Client가 필요없는 이동성기술

PMIP 필요 없음

보통 높음 멀티 IP GGSN, HA

IETF

의 필 없 보통 높음 멀티기술 3GPP의WAG와PDG 연동

필요 없음

보통 높음 멀티 IP GGSN, WAG

3GPP

SIP의 이동성

필요 없음

낮음 낮음 멀티 IP CSCF IETF성 음

단말 Client가 필요하고 기존망을변경해야 하는

COA의Mobile IP

필요함 높음 매우 높음

Single IP GGSN, HA, 단말

IETF

이동성 기술

단말 Client가 필요하고 기존망의변경이 필요없는

CCOA의Mobile IP

필요함 높음 보통 Single IP 단말, HA IETF

변경이 필요없는이동성 기술

MOBIKE 필요함 높음 보통 멀티 IP

(멀티 호밍)

단말, UAG

IETF, WiMAX 포럼

mSCTP, HIP, migrate TCP

필요함 높음 보통 멀티 IP

(멀티 호밍)

단말, Gateway

IETF

Dec 2008Dec 2008 99

TCP

Mobile IPMobile IP

Dec 2008Dec 2008 1010

용어 정리 1/2

Mobile Node가 위치하는 네트워크와 상관없이 변경되지 않고 유지되는 Mobile Node의 IP 주소

Home Address

Mobile Node의 home address와 network prefix가 일치하는 network

의 로 수신되는 메시지는 로 전달됨

Home Network

Mobile Node의 Home Address로 수신되는 메시지는 Home Network 으로 전달됨

Foreign Network

Mobile Node의 Home Network 이외의 network

Mobile IP를 지원하는 Agent (home agent, foreign agent)

Mobility Agent

Dec 2008Dec 2008 1111

용어 정리 2/2

일반적인 Router Advertisement 메시지에 Mobility Agent Advertisement extension을 추가하여 생성

한 advertisement 메시지

Agent Advertisement

Mobile Node를 향하는 터널의 종점 (터널의 반대편 종점은 Home Agent가 됨)

Care-of Address

Mobile Node가 등록된 Foreign Agent의 주소

foreign agent care-of-address

Mobile Node가 등록된 Foreign Agent의 주소

co-located care-of-address

DHCP와 같은 방법으로 Mobile Node의 network interface에 할당된 local IP 주소

Dec 2008Dec 2008 1212

1-2. Mobile IP Concept

Mobile NodeHome Agent

Home link

Mobile Node

HostHome link

tunnelingHost Movement

Mobile Node

tunneling

Foreign AgentForeign link

Mobile Node가 Home Network에 위치할 경우, Mobile Node와 Host간에 송수신 packet Flow

Mobile Node가 Foreign Network에 위치할 경우, Mobile Node가 Host로 보내는 packet Flow

Mobile Node가 Foreign Net ork에 위치할 경우 Host가 Mobile Node로 보내는 packet Flo

Dec 2008Dec 2008 1313

Mobile Node가 Foreign Network에 위치할 경우, Host가 Mobile Node로 보내는 packet Flow

1-3. 구성요소 및 역할

Mobile IP를 지원하는 단말 : IP(Home Address)는 변하지 않는다.

Mobile node

Mobile node의 care-of-address 유지 및 관리

Mobile node로 향하는 packet이 자신에게 도달할 수 있도록 reach ability Advertisement message

HA(Home Agent)

Mobile node로 향하는 packet이 자신에게 도달할 수 있도록 reach-ability Advertisement message

를 전송한다.

Mobile node로 향하는 packet을 intercept하여 mobile node의 care-of-address로 tunneling해준다.

Mobile node가 Home Agent에게 care-of-address를 등록하는 것을 돕는다.

FA(Foreign Agent)

Mobile node가 Home Agent에게 care of address를 등록하는 것을 돕는다.

Home Agent로 부터 tunneling된 packet을 de-tunneling하여 mobile node에게 전달한다.

Mobile node에 의해 만들어진 packet을 보낼 수 있는 default router역할을 한다.

Dec 2008Dec 2008 1414

2-1. Mobility Agent Discovery

Mobile Node가 어떤 Mobility Agent에 접속되어 있는지 판단

Agent Advertisements Message와 Agent Solicitations Message로 구성

Agent Advertisements Message

- Mobility Agent가 동일 네트워크 내에 모든 노드에게 자신의 상태 정보를 전송함

Agent Solicitations Message

Agent Advertisements Message와 Agent Solicitations Message 구성

Agent Solicitations Message

- Mobile Node가 Advertisements Message를 얻지 못했을 때 Mobility Agent에게 Advertisements Message의

송신을 요청

Mobile Node의 home address와 Advertisements Message의 source address를

(network-prefix부분) 비교 - Move Detection

Dec 2008Dec 2008 1515

2-2. Agent Solicitations Message Format

Fragment OffsetFlagsIdentification

Total LengthType of Service

IHLVers = 4 IP

Header ChecksumProtocol = ICMP

TTL = 1

Fragment OffsetFlagsIdentificationHeader

Ch kC d 0T 10

Destination Address = 255.255.255.255(broadcast) or 224.0.0.2(multicast)

Source Address = mobile node’s home address

reserved

ChecksumCode = 0Type = 10 ICMP Router Solicitation

Dec 2008Dec 2008 1616

2-3. Agent Advertisements Message Format -1

Total LengthType of ServiceIHLVers = 4

D ti ti Add 255 255 255 255(b d t) 224 0 0 1( lti t)Source Address = home and/or foreign agent’s address on this link

Header ChecksumProtocol = ICMPTTL = 1Fragment OffsetFlagsIdentification

Total LengthType of ServiceIHLVers = 4IP

HeaderDestination Address = 255.255.255.255(broadcast) or 224.0.0.1(multicast)

ICMP RouterLifetimeAddr EntryNum Addrs

Router Address[1]

ChecksumCodeType = 9

ICMP Router AdvertisementPreference Level[1]

Preference Level[2]Router Address[2]

Care-of-Address[1]ReservedrGMFHBRRegistration Lifetime

Sequence NumberLengthType = 16Mobility Agent Advertisement

….

T

Care-of-Address[2][ ]

Extension

Prefix-Length[2]Prefix-Length[1]LengthType = 19 Prefix-length Extension(optional)

….

Dec 2008Dec 2008 1717

Extension(optional)

2-4. Agent Advertisements Message Format –2

Sequence Number : 최초로 전송되는 Advertisement의 sequence number는 0 (0Sequence Number : 최초로 전송되는 Advertisement의 sequence number는 0 (0 ~

0xffff)

Registration Lifetime : Mobility Agent가 허용하는 최대 등록 시간

R bit ( t 1) FA를 통해서 R i t tiR bit (set 1) : FA를 통해서 Registration

B bit (set 1) : FA가 busy상태임을 표시

H bit (set 1) : Mobility Agent가 HA 임을 나타냄

F bit ( t 1) M bilit A t가 FA 임을 나타냄F bit (set 1) : Mobility Agent가 FA 임을 나타냄

M bit (set 1) : Minimal Encapsulation을 사용하여 tunneling함

G bit (set 1) : GRE Protocol을 사용하여 tunneling함

로 설정하여 보냄 (수신 시 해당 값은 무시됨)r bit : 0 으로 설정하여 보냄 (수신 시 해당 값은 무시됨)

T bit (set 1) : Foreign Agent의 Reverse Tunneling 지원여부

Reserved : reserved filed (0 으로 설정하여 보냄)

Care-of Address : FA의 care-of address

Dec 2008Dec 2008 1818

2-5. Don’t hear no Advertisements

Mobile Node가 Agent Solicitation Message를 broadcast 하여도 Advertisement Message

를 수신하지 못할 경우,

1. Home link에 접속해있다고 생각하고, Home agent의 상태가 비정상적인 것으로 판단하여, Home link

에 접속을 시도하기 위해 ICMP Echo Request message를 날린다.

- Default router로 부터 응답이 온다면, home link에 접속한 것과 같은 방법으로 통신e o e 부터 응답이 온다면, o e 에 접속한 것과 같은 방법 통신

2. Default router로 부터 응답이 없으면, foreign link에 위치하여 있다고 판단하여, DHCP server로 부

터 IP를 할당 받는다터 IP를 할당 받는다

- 성공 : 이 IP를 CCOA로 이용하여, Registration 시도

- 실패 : 운용자가 직접 CCOA로 이용할 IP를 입력해 주길 기다린다

Dec 2008Dec 2008 1919

2-6. Move Detection

Using Lifetimes

Agent Advertisement message의 ICMP Router Advertisement 부분의 Lifetime 필드를 이용

Mobile node가 다음 Advertisement message를 수신할 시간을 예상Mobile node가 다음 Advertisement message를 수신할 시간을 예상

예상된 시간이 지나도 Advertisement message를 받지 못하면 다른 link로 이동했다고 판단하고 Agent

Solicitation message를 보내어 다른 Advertisement message를 받을 준비를 한다

Using Network-prefixes

Advertisement message의 Source Address를 저장해놓았다가, 다른 IP Source Address가 들어오면, g , ,

Mobile node가 이동했다고 판단

- 동일 링크에서 이동한 경우, no registration

- 다른 링크로 이동한 경우, registration to Home-agent

같은 링크인지 다른 링크인지는 Agent Advertisement message의 Prefix-Lengths Extension부분을

참조하여 확인

- IF Network-prefix[i] = leftmost Prefix-Length[i] bits of Router Address[i] {same link }

- Else { different link }

Dec 2008Dec 2008 2020

3-1. Registration Scenarios - 1

1 Foreign link에 FA가 존재할 경우1. Foreign link에 FA가 존재할 경우

Mobile Registration Request2node

g q1 2

FA HA34

Registration Reply

FA의 care-of-address 를 이용하여 HA에 등록한다.

* COA의 Mobile IP, PMIP 모두 비슷한 망구조임.

Dec 2008Dec 2008 2121

COA의 Mobile IP, PMIP 두 비슷한 망구 임.


2 Foreign link에 FA가 없을 경우2. Foreign link에 FA가 없을 경우

Registration Request1Mobile node

g q1

HA

2

Registration Reply

2

단말의 Collocate-care-of-address(CCOA) 이용하여 HA에 등록한다.

Dec 2008Dec 2008 2222

* CCOA의 Mobile IP, mSCTP, MOBIKE, HIP등은 모두 비슷한 Network 구조로 동작함.


1 Mobile node가 Home link로 돌아왔을 경우1. Mobile node가 Home link로 돌아왔을 경우

De-registration RequestMobile node

g q1

HA2

De-registration Reply

De-registration 한다.

Dec 2008Dec 2008 2323

3-2. Registration Request message Format -1

Source Address

Header ChecksumProtocol = UDPTTL = 1


Total LengthType of ServiceIHLVers = 4IP

Header

Destination Address

Source Address

ChecksumLength

Destination Port = 434Source Port UDP HeaderChecksumLength

Home Agent Address

Mobile Node’s Home AddressLifetimerGMDBSType = 1

Fixed-Length Portion of

T x

IdentificationCare-of Address

Home Agent Address Registration Request

Security ParameterLengthType = 32 Mobile-Home

Authenticator(Default equals Keyed MD5). . . Index (SPI)

Security Parameter …LengthType = 32 Mobile-Home Authentication Extension

Dec 2008Dec 2008 2424

3-2. Registration Request Message Format-2

S bit : *Simultaneous Binding 지원 여부S bit : *Simultaneous Binding 지원 여부

B bit : Broadcast packet 전송 여부

D bit : CCOA이용 (set 0 FA의 COA이용)

M bit IP i IP 대신 Mi i l E l ti 사용M bit : IP in IP 대신 Minimal Encapsulation 사용

G bit : IP in IP 대신 GRE(Generic Routing Encapsulation) 사용

r bit : reserved filed (0으로 설정하여 보냄)

T bit FA의 R T li 요청 여부T bit : FA의 Reverse Tunneling 요청 여부

x bit : 0으로 설정하여 보냄 (의미가 없는 filed)

lifetime : 0 de-registration , 0xFFFF infinity

보다 큰 값Home Address : 0 dynamic MIP, 0 보다 큰 값 static MIP

Identification : Request와 Reply message의 matching value mobile node와 home

agent 간의 replay protection에 사용됨

* HA의 binding table에 하나의 home address에 여러 개의 COA를 등록하는 것이 가능하다.

Dec 2008Dec 2008 2525

3-3. Registration Reply message Format-1

Request message Format과 Fixed-Length Portion of Registration Request 부분만 다르

다.

Mobile Node’s Home AddressLifetimeCodeType = 3 Fixed-Length

Portion of

IdentificationHome Agent Address Registration

Reply

Dec 2008Dec 2008 2626

3-3. Registration Reply message Format-2

Code : Registration Request의 결과 값

0 Registration 성공

1 Registration 성공1 Registration 성공

1 이상값 실패(자세한 코드 값은 RFC 3220 참조)

H Add HA가 M bil N d 에 할당하는 M bil IP 주소Home Address : HA가 Mobile Node에 할당하는 Mobile IP 주소

Dec 2008Dec 2008 2727

4-1. Packet Routing to and from Mobile Node

1. Home Agent 는 mobile node에 대한 reach-ability를 광고한다.

2. Mobile node의 home address로 향하는 packet들을 HA가 intercept한다.

3 HA는 등록된 COA로 tunneling하여 FA로 packet을 보낸다3. HA는 등록된 COA로 tunneling하여 FA로 packet을 보낸다.

4. FA는 de-tunneling 하여 해당 mobile node에 packet을 전달한다.

FA RouterCOA Host

CCOA

HA: Original packet: tunneled packet

Dec 2008Dec 2008 2828

: tunneled packet

4-2. Forward & Reverse Tunneling

HostHome Agent

HostHome Agent

t li t li

Mobile Node

tunneling

Mobile Node

tunneling


< Forward Tunneling > < Reverse Tunneling >


< Forward Tunneling >Mobile node에서 만들어진 packet은 FA를 통해바로 internet으로 전송된다.

< Reverse Tunneling >Mobile node에서 만들어진 packet은 FA를 통해HA로 tunneling된다.

* MIP나 PMIP이 상용화 된다면 사업자는 Reverse tunneling 방식으로 사용할 가능성이 높다.( 과금 및 가입자 제어 이슈 때문)

Dec 2008Dec 2008 2929

4-3. Intercept packet

Mobile node의 home address에 대한 reach-ability Advertisement message를 링크의 모든

노드에게 전송한다.

Mobile node의 home address로 향하는 packet은 모두 HA로 보내진다.

Proxy ARP

Host가 mobile node의 link-layer address를 알기 위해 ARP request를 보내면, HA가 proxy 역할을

하여, mobile node대신 HA가 mobile node의 IP home address에 대응되는 link-layer address를

Host에게 보내준다. 따라서 mobile mode로 향하는 packet은 HA로 보내진다.

Dec 2008Dec 2008 3030

4-4. Mobile nodes send packet

With a Foreign Agent

FA에서 보내주는 packet의 source IP address나 Agent advertisement message의 default Router

주소 값을 t h 으로 정하여 그 주소로 k t을 보낸다주소 값을 next hop으로 정하여 그 주소로 packet을 보낸다.

Without a Foreign AgentWithout a Foreign Agent

CCOA Mobile IP를 의미하며, advertisement되어지는 router address field의 값으로 packet을 보낸

다.

Advertisement message가 없을 때는 DHCP로 부터 할당받은 IP 주소를 CCOA로 사용하여 HA에 등

록한다.

Dec 2008Dec 2008 3131

4-5. Tunneling - 1

Original IP Header

PayloadNew IP Header

Payload

Total LengthType of ServiceIHLVers = 4

IP-in-IP EncapsulationOuter IP Header[RFC 2003]Source Address (tunnel’s end-point)

Header ChecksumProtocol = 4 (IP-in-IP)TTL = 1


[RFC 2003]

Destination Address (tunnel’s end-point)

Source Address (tunnel s end-point)

< IP i IP E l ti >

Dec 2008Dec 2008 3232

< IP-in-IP Encapsulation >

4-5. Tunneling - 2

Original IP Header

Modified IP HeaderPayload

Minimal Forwarding Header

Original Destination AddressHeader ChecksumreversedProtocol

Minimal Forwarding H d

S

(if present) Original Source AddressOriginal Destination Address Header

[RFC 2004]

Dec 2008Dec 2008 3333

< Minimal Encapsulation >

4-5. Tunneling - 3

Original IP Header

NPayload

New IP Header

GRE Header

y

GRE Header

[RFC 1701]

Flags ProtocolRecurC R K S s Ver

Checksum (optional) Offset (optional)Key (optional)

[RFC 1701]

Routing (optional)Sequence Number (optional)

< GRE(G i R ti E l ti ) >

Dec 2008Dec 2008 3434

< GRE(Generic Routing Encapsulation) >

5. Example Scenarios –1

• Mobile node’s home address 129.34.78.5Mobile node s home address 129.34.78.5

• Mobile node’s home agent 129.34.78.254

• Foreign agent’s wireless address 137.0.0.11

F i t’ f dd 9 2 20 11• Foreign agent’s care-of address 9.2.20.11

• DHCP-allocated care-of address 9.2.43.94

• Mobile node’s source port 1094

• Foreign agent’s source port 1105

• Care-of address registration lifetime 60,000 seconds

Home agent granted lifetime 35 000 seconds• Home agent-granted lifetime 35,000 seconds

Dec 2008Dec 2008 3535

5. Example Scenarios(COA)–2 (Agent Advertisement)

HAHA

Agent AdvertisementAgent Advertisement message

MNHOST

FAMN

Mobile Service ExtRouter AdvICMP headerIP header fiends

fS = 137.0.0.11

D = 255.255.255.255

F=1

Type = 9

Code = 16

…….. Lifetime = 60,000

COA = 9 2 20 11

Dec 2008Dec 2008 3636

F 1 9.2.20.11

5. Example Scenarios(COA) –3(MN FA)

HAHA

MNHOST

IP h d fi d UDP h d M bil IP A th ti ti

MNFA

IP header fiends UDP header Mobile IP message fields

Authentication Ext.

S = 129 34 78 5 Src port = 1094 Type = 1 SPI = 302S = 129.34.78.5

D = 137.0.0.11

TTL = 1

Src port = 1094

Des port = 434

Type = 1 Lifetime = 60,000 COA = 9.2.20.11 HA = 129.34.78.254

SPI 302

Dec 2008Dec 2008 3737

MA = 129.34.78.5

5. Example Scenarios(COA) –4(FA HA)

HAHA

MNHOST


MNFA


Authentication Ext.


D = 129.34.78.254

TTL = 64

Src port = 1105

Des port = 434


SPI 302

Dec 2008Dec 2008 3838

MA = 129.34.78.5

5. Example Scenarios(COA) –5(HA FA)

HAHA

MNHOST


MNFA


Authentication Ext.


D = 9.2.20.11

TTL = 64

Src port = 434

Des port = 1105

Type = 3 Lifetime = 35,000 HA = 129.34.78.254 MA = 129.34.78.5

SPI 302

Dec 2008Dec 2008 3939

5. Example Scenarios(COA) –6(FA MN)

HAHA

MNHOST


MNFA


Authentication Ext.


D = 129.34.78.5

TTL = 1

Src port = 434

Des port = 1094

Type = 3 Lifetime = 35,000 HA = 129.34.78.254 MA = 129.34.78.5

SPI 302

Dec 2008Dec 2008 4040

5. Example Scenarios(CCOA) –7(MN HA)

HAHA

HOST

A th ti tiM bil IPUDP h dIP h d

MN

Authentication Ext.

Mobile IP message fields

UDP headerIP header fiends


D = 129.34.78.254

TTL = 64

Src port = 1094

Des port = 434Lifetime = 65,535 COA = 9.2.43.94 HA = 129.34.78.254 MA = 129 34 78 5

SPI 302

Dec 2008Dec 2008 4141

MA = 129.34.78.5 D bit = 1

5. Example Scenarios(CCOA) –8(HA MN)

HAHA

HOST

IP h d UDP h d M bil IP A th ti ti

MN

IP header fiends

UDP header Mobile IP message fields

Authentication Ext.


D = 129.34.78.5

TTL = 64

Src port = 434

Des port = 1094


SPI 302

Dec 2008Dec 2008 4242

MA = 129.34.78.5

Proxy Mobile IPProxy Mobile IP

Dec 2008Dec 2008 4343

PMIP 개요

PMA Operation:

RFC 3344을 지원하며, 예외 사항- No agent discovery (i e agent solicitation and advertisement) is supportedNo agent discovery (i.e. agent solicitation and advertisement) is supported- D-bit (De-encapsulation by MN): Registration Request에는 항상 zero로 셋팅

PMA와 HA간의 라우팅 경로의 설정, 유지 및 종료 기능

HA Operation:

RFC 3344을 지원하며, 추가 사항다수의 PMA로부터 오는 PRRQ들 간의 Sequencing- 다수의 PMA로부터 오는 PRRQ들 간의 Sequencing

- PRRQ의 인증(FA-HA AE or IPsec AH/ESP)- “draft-leung-mip4-proxy-mode-09.txt” 정의된 Proxy Mobile IPv4 Extensions 수행

Mobile device Operation:

Initial Network Access

Mobile Device Mobility

Sending and Receiving Packet

Dec 2008Dec 2008 4444

PMIP Extension

PMIP의 Extension:PMIP의 Extension:

PMIPv4 Per-Node Authentication Method Extension- Default: MN-HA Authentication Extension, RFC 3344

Extension: FA HA Authentication IPSec Authentication- Extension: FA-HA Authentication, IPSec Authentication

Proxy Mobile IPv4 Interface ID Extension

- An identifier of the interface

Proxy Mobile IPv4 Device ID Extension

- Ethernet MAC address, Mobile Equipment Identifier (MEID), International Mobile Equipment Identity (IMEI),

Electronic Serial Number (ESN)

Proxy Mobile IPv4 Subscriber ID Extension

- International Mobile Subscriber Identity (IMSI)

PMIP Access Technology Type Extension- 802.3, 802.11a/b/g, 802.16e, 802.16m, 3GPP EUTRAN/LTE, 3GPP UTRAN/GERAN, 3GPP2 1xRTT/HRPD,

3GPP2 UMB

Dec 2008Dec 2008 4545

Proxy Registration Request (PRRQ)

Type = 1 S B D M G r T x Lifetime

0 7 8 15 16 23 24 31

Home Address

Home Agent

Care of Address

Identification

Identification

Extensions (Mobile IP NAI, PMIPv4 Per Node Authentication Method, PMIPv4 Interface ID, PMIPv4 Device ID, PMIPv4 Subscriber ID PMIPv4 Access Technologe Type Revocation Support Foreign Home Authentication)PMIPv4 Subscriber ID, PMIPv4 Access Technologe Type, Revocation Support, Foreign-Home Authentication)

* Mobile IP NAI Extension, Revocation Support Extension, Foreign-Home Authentication Extensoion은 mandatory임

Dec 2008Dec 2008 4646

Proxy Registration Reply (PRRP)

Type = 3 Code Lifetime

0 7 8 15 16 23 24 31

Type 3 Code Lifetime

Home Address

Home Agent

Identification

Identification

Extensions (Mobile IP NAI, PMIPv4 Per Node Authentication Method, PMIPv4 Interface ID, PMIPv4 Device ID, PMIPv4 Subscriber ID, PMIPv4 Access Technologe Type, Revocation Support, Foreign-Home Authentication)

* Mobile IP NAI Extension, Revocation Support Extension, Foreign-Home Authentication Extensoion은 mandatory임

Dec 2008Dec 2008 4747

Registration Revocation

Type = 7 reserved A I reserved

0 7 8 15 16 23 24 31

Home Address

Home Domain Address

Foreign Domain Address

Revocation Identifier

Extensions (Mobile IP NAI, Foreign-Home Authentication)

bil i i h i i i 은 d 임* Mobile IP NAI Extension, Foreign-Home Authentication Extensoion은 mandatory임

Dec 2008Dec 2008 4848

Registration Revocation Acknowledge

0 7 8 15 16 23 24 31

Type = 15 reserved I reserved

Home Address

Revocation Identifier

Extensions (Mobile IP NAI, Foreign-Home Authentication)

* Mobile IP NAI Extension, Foreign-Home Authentication Extensoion은 mandatory임

Dec 2008Dec 2008 4949

Extensions (I)

f• Mobile IP NAI Extension

0 7

• PMIPv4 Per-Node Authentication Method Extension

• PMIPv4 Interface ID Extension

0 7Type = 131

Length

MN-NAI (variable)

Type = 47

Sub-type = 1

Length

0 7Type = 147

Length

Sub-type = 1Length

Method (FA-HA, IPSec)Identifier (variable)

• PMIPv4 Device ID Extension

0 7

• PMIPv4 Subscriber ID Extension

0 7

• PMIPv4 Access Technology Type Extension0 7

Type = 147

Length

Sub-type = 2

Type = 147

Length

Sub-type = 3

Type = 147

Length

Sub-type = 4

ID-Type (Ethernet MAC, MEID, IMEI, ESN)

Ientifier (variable)

ID-Type (IMSI)


ID-Type (802.3, 802.11a/b/g, 802.16e, 802.16m, 3GPP, 3GPP2)


Dec 2008Dec 2008 5050

Extensions (II)

• Revocation Support

III. Message Format

ppExtension

0 7

• Foregin-Home Authentication Extension

Type = 137

Length = 6

I Reserved

Type = 34

Length

SPI (4 byte)

0 7

Reserved

Timestemp (4-byte)

SPI (4-byte)

Authenticator (16-byte)

Dec 2008Dec 2008 5151

Initial Call Setup

HAFA(PMA)MN

Link Setup Request

AAA

Link Setup Request

Access-Request

Access-Accept

Proxy Registration Request (lifetime n NAI)Proxy Registration Request (lifetime=n, NAI)

Access-Request

Access-Accept

Proxy Registration Reply

Link Setup Response

Data ForwardingData Forwarding

Dec 2008Dec 2008 5252

Re-Registration

HAFA(PMA)MN AAA

PMIP BindingLink Setup

Proxy Registration Request (lifetime=n, NAI)

P R i t ti R l

Timer < n


Dec 2008Dec 2008 5353

Handover Call Flow (Singing binding)

HAOld FAMN AAANew FA

Link Setup Request

Link Setup PMIP Binding

Link Setup Request

Access-Request

Access-Accept

P R i t ti R t (lif ti NAI Sbit 0)Proxy Registration Request (lifetime=n, NAI, Sbit=0)

Pro Registration Repl

Access-Request

Access-Accept


Link Setup Response

Registration Revocation

Registration Revocation Acknowledge

Dec 2008Dec 2008 5454

Handover Call Flow (Simulataneous binding)

HAOld FAMN AAANew FA

Link Setup Request

Link Setup PMIP Binding

Link Setup Request

Access-Request

Access-Accept

P R i t ti R t (lif ti NAI Sbit 1)Proxy Registration Request (lifetime=n, NAI, Sbit=1)

Pro Registration Repl

Access-Request

Access-Accept


Link Setup Response

Bi-casting

Link Release Proxy Registration Request (lifetime=0, NAI, Sbit=1)


Dec 2008Dec 2008 5555

Relase Call Flow

HAFA(PMA)MN AAA

PMIP BindingLink Setup

Proxy Registration Request (lifetime=0, NAI, S bit = 0 or 1)


Link Release Request

Link Release Response

Dec 2008Dec 2008 5656

MIH(Media Independent Handover)

Dec 2008Dec 2008 5757

MIH(Media Independent Handover) – IEEE 802.21

MIH InformationServer

MIH InformationServerServerServer

WCDMA/HSDPA

802.21 Enabled

WCDMA/HSDPA

802.21 Enabled

CDMA

802.21 Enabled

CDMA

802.21 Enabled

WiMAX/WiBro

802.21 Enabled

WiMAX/WiBro

802.21 Enabled

WLAN

802.21 Enabled

WLAN

802.21 Enabled

Global Network MAPGlobal Network MAP

WCDMAOFF

WCDMAOFF

CDMAOFF

CDMAOFF

WiBroOFF

WiBroOFF

WLANON

WLANON

-List of 802.11(WLAN) AP-List of 802.16(WiBro) RAS-List of WCDMA node-B/RNC-List of CDMA BTS/BSC

-List of 802.11(WLAN) AP-List of 802.16(WiBro) RAS-List of WCDMA node-B/RNC-List of CDMA BTS/BSC

Mobile DeviceMobile Device•L2에서 서로 다른 이기종망간 위치정보(인접정보)를 단말에 제공하여S l R i 을 원활하게 하는

Dec 2008Dec 2008 5858

Seamless Roaming을 원활하게 하는IEEE 802.21 MIH 구현

MIH Information Service

Dec 2008Dec 2008 5959

VHO 기술 구현시 이슈

- 이동통신망 적용시 고려할 점 -

Dec 2008Dec 2008 6060

단말 이슈

서로 다른 무선 Access간 통합이 선행 되어야 함.

예를 들어 WiBro/HSDPA/WiFi등의 무선 네트웍 Chipset의 통합- 저전력 설계저전력 설계- 이기종 무선 Access간 효과적인 Coordination

이러한 과정이 선행 되지 않는 한 완벽한 Seamless Mobility는 불가능 하다!!

퀄컴, Broadcom, GCT 등 이동통신 및 WiMAX Chip vendor의 협조가 필수

단말 기술의 발달

단말 자체의 Processing 성능이 아직도 부족하다.( 아직도 IT기술은 더 발달해야 한다.)- 노트북 : Windows XP, Vista, Linux, MAC OS- PDA ?Handset ?- Handset ?

-- 이동성 기술은 단말의 종합기술임.( 네트워크의 중요성 보다는 단말의 중요성이 커짐.)

Dec 2008Dec 2008 6161

과금 및 인증, 품질

서로 다른 통신사업자, 서로 다른 과금 체계

무선 Access간 서로 다른 가입자 인식 체계( 네트워크가 인식하는)- WCDMA, CDMA : IMSI- WiMAX/WiBro : MAC Address- WLAN : ID

서로 다른 Access간 과금을 어떻게 할 것인가?- 무선 Access지역간 과금(ACR, GGSN) or 이동성 과금(HA)무선 Access지역간 과금(ACR, GGSN) or 이동성 과금(HA)- 기존 과금 체계의 대폭 수정이 필요( 과도한 투자가 요구됨)

서로 다른 인증 체계

Handover시 QoS 품질의 변화

Dec 2008Dec 2008 6262

서비스 측면

네트워크 서비스 이슈

무선 초기 접속 시간

단말 성능단말 성능

통신사업자에 적합한 Policy 수립

Battery 문제

이동성이 반드시 보장되어야 하는 서비스가 있는가?

착신형 서비스(VoIP, Push to talk)

IPv6

Static IPStatic IP

Always On( Preservation)

Dec 2008Dec 2008 6363

참조 : KT-KTF 이기종망간 VHO

시험망 구현 및 적용시험망 구현 및 적용

Dec 2008Dec 2008 6464

KT-KTF 이기종망간 VHO 시험망 구성도 – PMIP/MIH 적용

WCDMA Network/ KTF 일산 TBWCDMA Network/ KTF 일산 TBWCDMA Network/ KTF 일산-TBWCDMA Network/ KTF 일산-TB

HAGGSN SGSN

KT 우면동KT 우면동

HA

AAA DHCP

HA

WCDMA NetworkWCDMA Network

KT Network

HA

MIH/ ClientNODE-B

WiBro NetworkWiBro Network

RASACR

MIH/ ClientMIH Server

Dec 2008Dec 2008 6565

Proxy Mobile IP – WCDMA call flow

GGSN/FA HASGSNMTTE RNC AAAAT-commands

[APN]LCP negotiation

[MRU Auth Prot ][MRU, Auth, Prot…]

Authentication

[CHAP/PAP/none]

IPCP Config-req

The MT store the authentication parameter

IPCP Config req

[IP-address, Header compression] Activate PDP Context Request

Access Request

Create PDP Context Req[APN, EUA, QoS, PDP-type TID PCO]

PMIP Registration Request[C A NAI E t R E t FA HA E t]

Access Request

Access Accept

type, TID, PCO]

Insert Home address in PDP context

[CoA, NAI Ext, Revo Ext, FA-HA Ext]

PMIP Registration Reply

[HoA, Lifetime]

IPCP Config-Ack

Create PDP Context Response

[PCOPCO, EUA, Cause]Activate PDP Context Accept

Dec 2008Dec 2008

g

[IP-address, Header compression]

Mobile IP - WCDMA

GGSN/FA HASGSNMTTE RNC AAAAT-commands

[APN]LCP negotiation

[MRU][MRU]

Activate PDP Context Request

Create PDP Context Request

IPCP Config-req[MIPv4 - RFC 2290]

A R t[APN=MIPv4FA]

Create PDP Context Response

[no PDP address]

Access Request

Access Accept

[no PDP address]Activate PDP Context Accept

IPCP Config-Ack

[MIPv4]Agent Advertisement

MIP Registration Request

MIP Registration Reply

MIP Registration Request[CoA, NAI Ext, MN-HA Ext]

[CoA]

MIP Registration Reply

[HoA, Lifetime]MIP Registration Reply

Update PDP contextUpdate PDP context

Insert Home dd i

Dec 2008Dec 2008

Update PDP context address in PDP context

Mobile-initiated Handover Procedure (ACR->GGSN)

ACR (Serving NW) GGSN (Candidate NW) HA / MIH ServerAAAMN

User Traffic

MIH_MN_HO_Commit Request

RadioThresholdCheck

ACR (Serving NW) GGSN (Candidate NW) HA / MIH ServerAAA

MIH_N2N_HO_Commit Request

ResourcePreparation

Proxy Register RequestSave Home Address

Proxy Register Reply

MIH_N2N_HO_Commit Response

MIH_MN_HO_Commit Response

p

Activate/Create PDP Context Request

HSDPAAccess

RADIUS Access Request

Assign End User Address RADIUS Access Accept

Activate/Create PDP Context Response

User Traffic

MIH MN HO Complete Request

MIH_N2N_HO_Complete Request

MIH_N2N_HO_Complete ResponseResourceRelease

MIH_MN_HO_Complete_Request

MIH_MN_HO_Complete_Response

Dec 2008Dec 2008 6868

_ _ _ p _ p

Mobile-initiated Handover Procedure (GGSN->ACR : Single Binding)

GGSN (Serving NW) ACR (Candidate NW) HA / MIH ServerAAAMN

MIH MN HO Commit Request

GGSN (Serving NW) ACR (Candidate NW) HA / MIH ServerAAA

User TrafficRadioThresholdCheck





ResourcePreparation

Establish new L2 connectionLink Up

Register Revocation

Register Revocation Acknowledgment

U T ffi

HSDPARelease De-activate/Delete PDP Context Request

De-activate/Delete PDP Context Response

Register Revocation Acknowledgment


User Traffic

Resource


MIH_N2N_HO_Complete ResponseRelease


Dec 2008Dec 2008 6969

Mobile-initiated Handover Procedure (GGSN->ACR : Simultaneous Binding)

GGSN (Serving NW) ACR (Candidate NW) HA / MIH ServerAAAMN

MIH MN HO Commit Request

GGSN (Serving NW) ACR (Candidate NW) HA / MIH ServerAAA

User TrafficRadioThresholdCheck





ResourcePreparation

Establish new L2 connectionLink Up

De-activate/Delete PDP Context Request

De activate/Delete PDP Context Response

U T ffi

HSDPARelease

Proxy Register Request (Lifetime=0)

De-activate/Delete PDP Context Response

Proxy Register Reply


User Traffic

Resource


MIH_N2N_HO_Complete ResponseRelease


Dec 2008Dec 2008 7070

Documents

QoS QoS …dpnm.postech.ac.kr/knom/tutorial/Tutorial%202008/...장해줄수있는기술을사용해야한다. (KEY : IP는변하지않는다.) 예를들어와이브로– 무선랜간이동시서로다른default