IP alapú hálózatok tervezése és üzemeltetése II.

1. IP alapú hálózatok tervezése és üzemeltetése II. 15/9

2. Az előző előadás tartalma • VoIP • Potenciális hálózatok • VoIP piac • Készülékek • VoIP módok • Előnyök/Hátárnyok • RTP/RTCP/RSTP • SIP • SDP

3. Források • http://www.cse.wustl.edu/~jain/cse574-06/ftp/j_emip6.pdf • http://www.soi.wide.ad.jp/class/20060035/materials_for_student/05/lecture_05_mobileip.pdf • http://www.acm.org/crossroads/xrds7-2/mobileip.html • http://tools.ietf.org/html/rfc3344 • http://medianet.kent.edu/ipmn/main.html

4. Tartalom • Mobilitás kezelése IP hálózatokban • IP címzés • Csomópont és cím mobilitás • Mobil IP - MIP • IPv4 • Távoli ügynök felderítése • Helyi ügynök regisztráció • Csomag továbbítás csatornán át • Útvonalválasztás optimalizálás • IPv6 • Transparent and Interactive Networking - InTraN

5. Bevezető • Mobil eszközök elterjedése • A mobilitás hatására hálózatváltás • Folyamatos munka • IP cím ellentmondás: • Hely azonosító • Globális azonosító • Mobile Internet Protocol – Mobile IP (IETF munkacsoport) • A magasabb rétegek felől elrejti a mobilitás tényét • Transparent and Interactive Networking

6. IP címzés • IPv4-v6 címek • Egyedi módon azonosítanak egy interfészt • Hálózati cím+host cím • A forgalomirányítás a hálózati cím alapján történik • CIDR • Az egy címtartományba tartozó címek összefogása • Forg. ir. tábla méret csökkentés • Hierarchikus címzés, topológia

7. Problémák • Az IP címnek két feladat van: • Egy interfész neve/címe • Az alhálózat helyét is megadja • Egy IP csomag csak egy forrás címet hordoz • A DNS névhez ugyan rendelhető több IP cím is de ez nincs benne az IP csomagban… • A hagyományos forgalomirányítással a mozgó host elérhetetelen

8. Definíciók • Home link – az eszköz IP címével rendelkező link (3.0.0.0/24) • Foreign link – Bármely más link amelynek a tartománya különbözik az eszköz IP címétől (4.0.0.0/24) • Mobilitás – az eszköz azon képessége, hogy megváltoztassa a kapcsolatát az egyik linkről a másikra. E művelet közben a kommunikáció folyamatos, az IP címe nem változik.

9. Megoldások I. • Eszköz specifikus forgalomirányítás • A forgalomirányító táblákat az eszköz címe szerint frissítjük • Nem hatékony, nem skálázható, … • IP cím váltás • A mobil eszköz a távoli link címét veszi fel • Ezt a DNS-ben regisztrálnia kell • A kommunikáció megszakad (TCP, …) • Nem a mobilitást, hanem a nomáditást oldja meg

10. Megoldások II. • Forrás specifikus forgalomirányítás • Laza forrás specifikus forgalomirányítással • A forrásnak meg kell tudnia a távoli link címét ami nem hagyományos funkció • L2 szintű mobilitás • Egyes L2 protokollok támogatják a mobilitást • Az eszköz nem hagyhatja el az IP álhálózat területét • Mobil IP • Az IP forgalomirányítás skálázható és biztonságos kiterjesztése

11. Mobil IP • Lehetővé teszi, hogy egy eszköz megtartsa a címét miközben egy idegen linkre vált • RFC 3344: http://tools.ietf.org/html/rfc3344 • http://tools.ietf.org/wg/mip4/ • http://tools.ietf.org/wg/mip6/

12. Mobil IP • Valójában két címe van • Egyik az eszköz eléréséhez (routing) • A másik az azonosításhoz • A hagyományos IP egy IP címet használ erre a két funkcióra • Mobil IP címek • Home address – az eszköz ismert IP címe • Home network (home link) – az eszköz ismert hálózata • Foreign network (Foreign link ) – az eszköz jelenlegi tartózkodási helyéhez tartozó hálózat • Care-of address - az eszköz felleléséhez szükséges IP cím

13. Mobil IP adatfolyam

14. Mobil IP elemek • Mobile Host (MH) – a vándorló hálózatot váltó eszköz • Home Agent (HA) – speciális forgalomirányító az eszköz saját (otthoni) hálózatában amely nyilvántartja a mobil eszköz helyét és a forgalmat alagút segítségével továbbítja neki • Foreign Agent (FA) – speciális forgalomirányító az eszköz aktuális hálózatában mely alapértelmezett átjáróként szolgál • Correspondent Node (CN) – kommunikál a mobil eszközzel

15. Mobil IP működése (I.) • A mobil ügynökök (foreign és home) hirdetik az elérhetőségüket agent-advertisement üzenetek segítséfgével • A mobil eszköz is indukálhat ilyen hirdetést • A mobil eszköz értelmezi a hirdetéseket és eldönti, hogy hazai vagy idegen linken van-e • Amennyiben hazatér akkor törli a Home Agent-ből a regisztrációját • Amennyiben távoli linken van akkor kér: • Foreign agent care-of address • Colocated care-of address

16. Mobil IP működése (II.) • A mobil eszköz a távoli ügynök segítségével regisztrálja a saját care-of címét a Home Agent-nál • Regisztráció kérés • Regisztráció válasz • A Home Agent elkapja a mobil eszköznek szóló csomagokat és egy alagút segítségével továbbítja azokat az eszköz care-of címére. • Az alagútba pakolt csomagokat • A Foreign Agnet kapja meg és továbbítja a mobilnak • Közvetlenül a mobil kapja meg (colocated) • A mobil eszköz általában küldhet csomagokat visszafelé (???)

17. Mobil IP részletek I. • Agent discovery (1) • ICMP route discovery • Mobility agent discovery operation • Agent advertisement and solicitation messages • Regisztráció (2) • Regisztráció művelet • Azonosítás • Regisztráció Kérés/Válasz • Biztonság • Datagram kézbesítés (3) • Beágyazás kérdések • ARP kérdések

18. Agent Discovery • Folyamat mely során a mobil eszköz: • Megállapítja, hogy helyi vagy idegen hálózaton van • Megállapítja, hogy egyik hálózatról átváltott-e egy másik hálózatra • Megtanulja a care-of címet a Foreign Agent-től • Router Discovery ICMP bővítményen alapul • Forgalomirányító hirdetés • Forgalomirányító felszólítás • A link szintű kapcsolattal nem fogalkozik ez az L2 dolga (802.11b)

19. Router Discovery Művelet • A Router Discovery üzenet forgalomirányítóktól egy a hostok által ismert multicast címre van kiküldve • All-system 224.0.0.1, TTL 1 • Unicast is lehet egy felszólításra válaszolva

20. Router Solicitation művelet • A host azonnali információért küldhet ilyen üzenetet • Broadcast vagy multicast (224.0.0.2, TTL1) • A forgalomirányítók router advertisement üzenettel válaszolnak

21. Agent advertisement I. • Kiterjeszti a forgalomirányító hirdetéseit • Mobility agent advertisement • Prefix hossz hirdetés • … • Amennyiben a L2 protokoll nem támogatja az Agent Discovery-t akkor a mobilitás ügynököknek kell ezt megtenniük (HA, FA) • Agent advetisement másodpercenként • Válaszol a felszólításokra • Ha támogatja akkor: • Válaszol a felszólításokra • Az MH csak akkor küld megszólítást, ha • Nincs hirdetés • A Care-of címet nem kapta meg az L2 rétegtől • Az ügynökök hirdetései tartalmazzák a • Care-of címet • A Foreign agent címét • A mobil eszköz tudja hogy otthon van ha hallja a Home Agnet hirdetéseit

22. Agent advertisement II. • ICMP • Type 9 (router advertisement) • Code • 0 – ha normál forgalomirányítóként is működik • 16 - ha csak FA/HA funkciót látja el • A hirdetett cím élettartama • Hirdetett care-of címek • Bitek • R: az FA regisztrálást kér nem használható colocated cím • B: foglalt • H: HA funkció • F: FA funkció • M: minimális beágyazás • G: GRE beágyazás • V: Van Jacobson fejléc tömörítés

23. Registration I. • A Mobil IP regisztráció segítségével tudatja a külvilággal az aktuális pozícióját • Továbbítási szolgáltatások igénylése az idegen hálózaton • A HA care-of cím jelzése • A kötés frissítése • A kötés megszüntetése • Létrehozza, vagy módosítja a mobilitás kötést az idegen ügynöknél • Home-address care-of address kötés • Regisztrációs időtartam

24. Registration II. • A mobil eszköz: • Home address, subnet mask • Mobilitás biztonsági kötések • HA címek • Két regisztráció típus • FA-n keresztül • Ha ezt kéri • Care-of cím regisztrálása • Közvetlen HA • Colocated care-of cím

25. Azonosítás • Probléma: • FA hálózat, bárki eltérítheti a forgalmat tetszőleges HA-tól • A regisztrációs üzenetek a MA-tól a HA-ba azonosítást igényelnek • A MA, HA, FA mobility security association az SPI szerint indexelve • Security Parameter Index • IP cím

26. Regisztrációs üzenet • Bit mezők: • S: szimultán kötések • B: broadcast datagrams • D: decapsulation • … • Home address • Home Agent • Care-of address • FA • Colocated • 64 bites ID • Forrás port • Cél port (434)

27. Regisztrációs válasz üzenet • Type: 3 • Code: • Sikeres regisztráció • Szimultán támogatott • Szimultán nem támogatott • A regisztrációt az FA megtagadta • A regisztrációt a HA megtagadta • Élettartam • Home Address • Home Agent • ID

28. Security Parameter Index • SPI • Azonosítási algoritmus • Mód • Közös Titok • Közös titok • Osztott tikos kulcs • Publikus/privát kulcspár

29. Regisztrációs információ I. • A mobil hoston tárolódik minden függő regisztrációhoz • Az FA L2 címe • A regisztrációs kérelem IP címe • A használt care-of cím • Az azonosító érték • A kért élettartam • A maradék életttartam

30. Regisztrációs információ II. • Az FA visitor’s logjában • Mobile host L2 címe • Home címe • FA címe • UDP forrás port • Home agent cím • Azonosító infó • Élettartam • Maradék élettartam

31. Regisztrációs információ II. • A HA-ben • Care-of cím • ID • Élettartam

32. Datagram kézbesítés • Beágyazást használ a kézbesítéshez: • IP-ben IP • Minimális beágyazás • GRE

33. ARP • Proxy ARP • Egy ARP választ egy csomópont egy másik helyett küld • A proxy L2 címét tartalmazza • A proxy-nak lesz küldve a forgalom • A HA az MA számára Proxy ARP-t játszik • Gratuitous ARP • ARP kérés vagy válasz kiküldése a többi csomópont gyorstárának frissítésére • A csomópontoknak kötelző frissíteni a gyorstárat • A HA ezzel frissti a helyi halózaton az információt regisztráció és regisztráció visszavonás esetén

34. Útvonal optimalizálás • Háromszög forgalomirányítás • A forgalom a CA és az MA között kétszer megy át a hálózaton • Lehetővé teszi, hogy a MA szóljon a CA-nak, hogy új pozíciója van • IPv6-ban megvan

35. Mobile IPv6 • Nincs FA • Útvonal optimalizálás • Biztonságos útvonal optimalizálás • Új fejléc a beágyazás helyett • Neighbour discovery az ARP helyett • Dinamikus HA felderítés egy választ ad vissza

36. Útvonal optimalizálás • MA-CA HoA (Home Address Option) • CA lecseréli a forrás címet a HoA-ra mielőtt felsőbb rétegeknek átadná

37. Inverz útvonal teszt

38. Fast Handover

39. Hierarchikus MIPv6

40. Transparent and Interactive Networking - InTraN • Intelligenciát a végekre

41. Tartalom • Mobilitás kezelése IP hálózatokban • IP címzés • Csomópont és cím mobilitás • Mobil IP - MIP • IPv4 • Távoli ügynök felderítése • Helyi ügynök regisztráció • Csomag továbbítás csatornán át • Útvonalválasztás optimalizálás • IPv6 • Transparent and Interactive Networking - InTraN

42. A következő előadás tartalma • XMPP • DNS • DNSSec