Mobile IP. Cosa è la mobilità? spettro della mobilità, dal punto di vista della rete:

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1 Mobile IP Cosa è la mobilità? spettro della mobilità dal punto di vista della rete: 1

2 Mobilità: Vocabolario!"#$""%&'#&( *. / )** ** +!"#$""%&'"$-( Mobilità: ulteriore vocabolario )**!"#$""%&'"$-(!1%"#%"2#&( 00 **!1%"#%"2#( * 2

3 Indirizzi topologicamente corretti Per progetto l'indirizzo IP di un host è stato legato all'indirizzo di una network: l'indirizzo IP è topologicamente significativo si è assunto che gli host fossero wired immobili router intermedi guardano soltanto all'indirizzo di rete (subnet prefix nelle routing table) mobilità senza un cambiamento in indirizzo IP (con indirizzo di rete quello della foreign network) risulta in pacchetti non istradabili Lo spostamento di un host su un nuovo punto di attacco in una differente subnet non può mantenere le connessioni TCP esistenti una connessione è identificata da due endpoint di comunicazione ognuno identificato a sua volta da una coppia <IP port>. cambiare indirizzo IP causa la perdita della connessione durante il cambiamento dei punti di attacco Mobilità: approcci Farla trattare dai router: i router annunciano l indirizzo attuale dei nodi mobili mediante l usuale scambio di routing table le routing table indicano dove ciascun nodo mobile è localizzato nessun cambiamento agli end-systems Lasciarla trattare agli end-systems: indirect routing: la comunicazione dal correspondent node al nodo mobile passa attraverso l home agent che la inoltra al foreign address del nodo remoto direct routing: il correspondent node ottiene il foreign address del nodo mobile dall home agent e quindi invia direttamente al nodo mobile 3

4 Mobilità: approcci Farla trattare dai router: i router annunciano l indirizzo attuale di nodi mobili mediante l usuale scambio di routing table. non scalabile le routing table indicano a milioni dove di ciascun nodo mobile è localizzato nodi mobili nessun cambiamento agli end-systems Lasciarla trattare agli end-systems: indirect routing: la comunicazione dal correspondent node al nodo mobile passa attraverso l home agent che la inoltra al foreign address del nodo remoto direct routing: il correspondent node ottiene il foreign address del nodo mobile e quindi invia direttamente al nodo mobile Mobilità mediante Indirect Routing ) ** 3**!/ ( 43 " # ) & 2 ) 4

5 Tunneling al sistema mobile HA 2 nodo mobile home network Internet 3 receiver FA foreign network CN sender 1 1. Il sender invia il pacchetto all'indirizzo IP del nodo mobile HA lo intercetta 2. HA tunnels il pacchetto a COA in questo caso FA mediante incapsulamento 3. FA decapsula il pacchetto e lo inoltra al nodo mobile Tunneling 3 "#$""% &' "$- "#$""%&'"$- 1% "#% "2# "#$""%&'"$- "#$""%&'"$- 0 1%"#%"2# 5

6 ver. IHL DS (TOS) length TTL IP identification flags IP-in-IP=4 IP address of HA fragment offset IP checksum Outer header Care-of address COA ver. IHL DS (TOS) length TTL IP identification flags lay. 4 prot. IP address of CN fragment offset IP checksum Inner header IP address of MN TCP/UDP/... payload IP-in-IP-Encapsulation TTL nell inner header è posto uguale al TTL prima di entrare nel tunnel decrementato di 1 poichè il tunnel è visto come un singolo hop dal pacchetto (il nodo mobile si comporta come se fosse attaccato alla home network) ver. IHL DS (TOS) length TTL IP identification flags IP-in-IP=4 IP address of HA fragment offset IP checksum Outer header Care-of address COA ver. IHL DS (TOS) length TTL IP identification flags lay. 4 prot. IP address of CN fragment offset IP checksum Inner header IP address of MN TCP/UDP/... payload Minimal encapsulation (opzionale) - evita la ripetizione di campi identici per es. IHL version DS (il vecchio TOS) - è applicabile soltanto a pacchetti non frammentati non è lasciato spazio per identificazione dei frammenti 6

7 ver. IHL DS (TOS) length IP identification flags TTL min. encap=55. IP address of HA Care-of address COA fragment offset IP checksum Outer header lay. 4 protoc. S reserved IP address of CN IP checksum Inner header IP address of MN TCP/UDP/... payload Minimal encapsulation Dal sistema mobile HA 4 nodo mobile home network Internet sender FA foreign network CN receiver 4. Il sender invia all'indirizzo IP del receiver come al solito FA funge da default router 7

8 Indirect Routing: commenti Il nodo mobile usa due indirizzi: indirizzo permanente: usato dal correspondent node (quindi la posizione del nodo mobile è trasparente al correspondent node) care-of-address: usato dall home agent per inoltrare i datagrammi al nodo mobile routing triangolare: correspondent home-network mobile inefficiente quando il correspondent ed il nodo mobile sono nella stessa rete Mobilità mediante Direct Routing )!( ) & ) # 2 5 " ) Si supera il problema del routing triangolare Non-trasparente al correspondent node 8

9 Indirect Routing: trasferimento tra reti Supponiamo che l utente mobile si trasferisca in un altra rete: si deve registrare presso il nuovo foreign agent il nuovo foreign agent registra all home agent l home agent aggiorna il care-of-address per il nodo mobile i pacchetti continuano ad essere inoltrati al nodo mobile (ma con il nuovo care-of-address) mobilità e cambiamento di foreign network trasparenti: le connessioni in atto possono essere mantenute! Direct Routing: trasferimento tra reti anchor foreign agent: foreign agent nella prima rete visitata i dati sono sempre istradati all anchor foreign agent quando il nodo mobile si trasferisce: il nuovo foreign agent fa in modo di farsi inoltrare i dati dal vecchio foreign agent (chaining) correspondent " correspondent agent anchor foreign agent 5 & 2 nuovo foreign agent foreign net visitata all inizio della sessione # nuova foreign network 9

10 CN HA FA old FA new MN Update da HA a CN Data Data Data Update ACK Routing triangolare Data Data Tunneling diretto da CN Warning da Fa old a CN Update da HA a CN t Warning Request Update ACK Data Data Update ACK Data Registration Data Data Cambio di FA Update da FA new a FA old Tunneling diretto a FA new Dal sistema mobile: Problemi HA 1 MN home network Internet FA sender foreign network CN receiver I router spesso accettano soltanto indirizzi topologicamente corretti (firewall!) - un nodo mobile non ha un indirizzo topologicamente corretto se è in una foreign network: un firewall non lascerà passare pacchetti in uscita generati dal nodo mobile - se un nodo mobile residente in una foreign network invia un pacchetto alla sua home network ed essa ha un firewall questo lo filtrerà poichè un pacchetto proveniente dall esterno ha un indirizzo sorgente che appartiene alla rete interna 10

11 HA Reverse Tunneling 2 MN home network Internet 1 sender FA foreign network 1. MN manda ad FA 3 2. FA tunnels pacchetti ad HA CN mediante incapsulamento 3. HA inoltra i pacchetti al receiver receiver Un pacchetto da MN incapsulato da FA (Reverse Tunneling) è topologicamente corretto! Mobilità: registrazione Risultato finale: # 3. / Il foreign agent sa del nodo mobile L home agent conosce la locazione del nodo mobile ". 11

12 Agent discovery: Agent Advertisement ed Agent Solicitation Home Agent e Foreign Agent (mobility agents) periodicamente inviano in broadcast messaggi di advertisement nelle loro subnet fisiche il nodo mobile ascolta questi messaggi e rileva dal network prefix se è nella home o in una foreign network il nodo mobile legge un COA dai messaggi di advertisement di Foreign Agent sono usati messaggi ICMP con campo Type pari a 9 (scoperta dei router) con un estensione per mobilità Se un nodo mobile non riceve agent advertisement e non riesce procurarsi un COA con altri mezzi (vedi DHCP) deve mandare in broadcast degli agent solicitation un agente che riceve la richiesta invierà in unicast un annuncio direttamente al nodo mobile i nodi mobili hanno fretta perchè possono perdere pacchetti per evitare flooding della rete viene ridotta la frequenza di invio Agent discovery può essere fatta da un nodo mobile in qualsiasi momento non solo quando si connette ad una nuova rete per cercare una migliore connessione type = 9 code = 0 anche traffico non mobile =16 solo traffico mobile type code checksum router address... Campi standard ICMP type = 16 length = * #COA type = 16 length sequence number registration lifetime R B H F M G r T reserved COA 1 COA 2... sequence number = #advertisements inviati dopo l inizializzazione R: è richiesto che la registrazione sia tramite il Foreign Agent B: busy non può accettare registrazioni H: Home Agent F: Foreign Agent M: minimal encapsulation G: GRE encapsulation r: =0 ignorato T: Foreign Agent supporta reverse tunneling reserved: =0 ignorato Messaggio ICMP con estensioni per mobilità Estens. Mobility Agent 12

13 Registrazione Una volta che un nodo mobile ha ricevuto un COA (agent advertisement) quell indirizzo deve essere registrato presso l home agent: mobility binding = (mobile address COA lifetime) sempre di durata limitata (campo lifetime) il nodo mobile segnala il COA al Home Agent mediante il Foreign Agent (registration request) Home Agent acknowledges tramite Foreign Agent al nodo mobile (registration reply) queste azioni debbono essere rese sicure mediante autenticazione può registrarsi anche direttamente al Home Agent se il COA è co-locato ed il bit R nell agent advertisement di un Foreign Agent non è impostato ad 1 viene usato UDP (porta 434) per il basso overhead e per le migliori prestazioni rispetto a TCP in ambienti wireless un nodo mobile può registrare multipli bindings simultaneamente Home Agent fa copie multiple dei pacchetti destinati al mobile host e ne invia una copia tramite tunnel a ciascun care-of address bindings simultanei possono essere usati per facilitare seamless hand-off ed evitare registrazioni troppo frequenti Mobile IP: registrazione 6 "#$""%&' %"#%"2# )8 COA: %"#%"2#& "#$""%&'"$-. COA: HA: MA: Lifetime: 9999 identification: 714 encapsulation format.. COA: HA: MA: Lifetime: 9999 identification: HA: MA: Lifetime: 4999 Identification: 714 encapsulation format. 9 HA: MA: Lifetime: 4999 Identification:

14 Registration Request type = 1 S B DMG r T x lifetime mobile address home agent COA identification extensions... S: simultaneous bindings (mantenga i binding precedenti) B: vuole ricevere datagrammi broadcast D: decapsulation dal nodo mobile (COA co-locato al nodo mobile) M mininal encapsulation G: GRE encapsulation r: =0 ignorato T: reverse tunneling x: =0 ignorato lifetime: validità della registrazione in secondi = 0: deregistrazione = tutti 1: infinito identification: per evitare attacchi di replay (lo stesso numero dovrà essere usato da reg reply) extensions: almeno parametri per autenticazione Registration Reply type = 3 code lifetime mobile address home agent identification Esempi di code : extensions... registrazione con successo 0 registrazione accettata 1 registrazione accettata ma non è supportato bindings simultanei registrazione negata da Foreign Agent 65 proibita amministrativamente 66 risorse insufficienti 67 fallita autenticazione del nodo mobile 68 fallita autenticazione di Home Agent 69 Lifetime richiesta troppo lunga registrazione negata da Home Agent 129 proibita amministrativamente 131 fallita autenticazione del nodo mobile 133 disaccordo sul valore di Identification di reg req 135 troppi bindings simultanei 14