Neue Möglichkeiten für Mobilkommunikation durch unterbrechungsfreies Handover mit Mobile IPv6

1. Neue Möglichkeiten für Mobilkommunikation durch unterbrechungsfreies Handover mit Mobile IPv6 Georg Mittenecker, Josef Tschiggerl IPv6 Kongress 2010

2. Agenda • Mobility Management Protocols • MIPv6 • FMIPv6, HMIPv6 • PMIPv6 • Mobilitäts-Szenarien, NEMO • Zusammenfassung und Ausblick • Anhang: MIPv6 Implementierungen

3. Mobility Management Protocols MIPv6 FMIPv6 HMIPv6 PMIPv6 Host Based Network Based

4. Was ist Mobile IPv6? (1) • Host based Mobility Management • „Feature“ von IPv6 • Handover in heterogene / homogene Netze • Aufgabenbereich • Verbindungsabbruch vermeiden (TCP, Socket) • gleichbleibende IP • „Echte Mobilität“

5. Was ist Mobile IPv6? (2) – Services und Kommunikation CorrespondentNode Home Agent Home Network HomeAddress Foreign Network Mobile Node (1) Care-of-Address (2) Binding Update (3) Kommunikation mit CN (4) Routen-Optimierung Mobile Node

6. Nachteile Mobile IPv6 und Tuning • Mobile IPv6 anfällig für Attacken • IPSec möglich • Binding Update Spoofing • Keine „globale“ Authentifizierung möglich • HD Streaming: etwa 3-5 s Unterbrechung • Erkennen eines Verbindungsabbruchs, CoAGenerierung, BU Senden

7. Mobile IPv6 Tuning • FMIPv6 • Eigenständiger Scan nach Netzen (RtSolPr) • Fast Binding Update (CoA wird selbst generiert) • Reactive/Predictive • HMIPv6 • „Signaling Traffic“ verringern, „Mobility Anchor Point“ (MAP) • F-HMIPv6 • Verknüpfung von HMIP und FMIP

8. FMIPv6 Beispiel 802.11 „Predictive Mode“

9. HMIPv6

10. Home Network Proxy Mobile IPv6 LMA • Eine Adresse (Home Network Prefix) • Vergleichbar HMIPv6 • Intelligenz in NW • Local Mobility Anchor • Mobile Access Gateway PMIPv6 Domäne MAG1 MAG2 Mobile Node Mobile Node

11. Vergleich

12. Soft Handover / SeamlessHandover • Alter L2-Link bleibt aufrecht bis neuer L2-Link aufgebaut wurde (make-before-break) • Keine Paketverluste, keine hohen Delays • Kurzfristige Paket-Duplizierung möglich • Mehrere Funkschnittstellen nötig • erhöhter Ressourcen-Verbrauch auf mobilen Endgeräten und im Funknetz

13. Szenarien • Globale Mobilität • Bewegung zwischen Zugangsnetzen unterschiedlicher Provider • Lokale Mobilität • Zwischen Subnetzen eines Zugangsnetzes • Intra-Link-Mobilität (Layer 2 Mobilität) • Von Layer 2 Mobility-Protokollen abgehandelt

14. Szenarien für Globale Mobilität • Vertikales Handover • zwischen Netzen verschiedener Provider • Universelle Lösung MIPv6 • in einigen Fällen ineffizient

15. Szenarien für Lokale Mobilität • GroßesCampus Netz • Mehrere IP-Subnetze • Statt (proprietären) WLAN Switches • Zukünftige Mobilfunknetze (cellularnetworks) • Picozellen-Netze

16. Network Mobility (NEMO) • Router mit seinem ganzen Netz mobil • Session-Kontinuität für alle Knoten im mobilen Netz • Knoten brauchen kein Mobility Protokoll

17. Weitere Aktivitäten für VerticalHandover und Mobility Management • Host Identity Protocol (HIP), RFC 4423 • IKEv2 Mobility and Multihoming Protocol (MOBIKE)", RFC 4555 • 3GPP system to WLAN interworking (TS 23.234) • www.3gpp.org/ftp/Specs/html-info/23234.htm • IMS IP Multimedia Subsystem (TS 23.228) • 802.21 Media independenthandover • www.ieee802.org/21/ • Unlicensed Mobile Access (UMA) • www.umatoday.com

18. Zusammenfassung und Ausblick • Aktuell verfügbar: Roaming ohne TCP-Unterbrechung • eingeschränkt für Streaming-Anwendungen • Universelles Mobilitätsmanagement auf IP-Basis vereinfacht Zusammenarbeit unterschiedlicher Zugangstechnologien • WLAN, WIMAX, UMTS, LTE, .. • „für den Anwender unmerkbares horizontales und vertikales Handover“ • Aktuelle Optimierungen vielversprechend für kurzfristige Lösungen

19. MIPv6 Software • Implementierungen / Softwareverfügbarkeit für optimierter Versionen teilweise noch mangelhaft • fmipv6.org, hmip, .. • Viele Tests durch namhaften Hersteller

20. Implementierungen für Linux / *NIX • MIPv6 Implementierung: Linux, BSD, *NIX • Zahlreiche Tests, Forschungsnetze u.ä. • Mac OS X • über eigenen Kernel (open Darvin OS) http://www.searchnetworking.de/index.cfm?pid=3805&pk=104707

21. Implementierungen von Microsoft • MS Windows XP + Server 2003 • CN unterstützt, nicht MN und HA • In Vista und Windows 7 ganz zurückgezogen • MIPv6 Technology Preview nicht veröffentlicht

22. Implementierungen für Mobile Geräte • kaum im Mainstream unterstützt • Windows Mobile, Apple iPhone, Blackberry und Symbian: bislang kein offizieller Support • Android: erste experimentelle Versuche • Maemo: Nokia Internet Tablet • Für Entwickler verfügbar (nicht im kommerziellen Produkt) • Treck.com: Embedded MIPv4/6 Implementierung • zu Testzwecken für kommerziellen compiler-, prozessor- und betriebssystemunabh. Dual-Stack als Demo für MS Windows

23. Implementierung in Routern • Breite Unterstützung von Cisco • HA, FA, Mobile Router • Platforms: 1800, 2800, 3800, 7200, 7301, 6500 .. • 3200 Mobile Access Router („vehicularenvironment“) www.cisco.com/en/US/products/ps6590/prod_presentation_list.html • Linux-basierte Router

24. Referenzen • Mobility for IP: Performance, Signaling and Handoff Optimization (mipshop), IETF working group, https://datatracker.ietf.org/wg/mipshop/ • RFC 5568, Mobile IPv6 Fast Handovers • RFC 4830, Problem Statement for Network-BasedLocalized Mobility Management (NETLMM) • RFC 5213, Proxy Mobile IPv6