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.
3-1. Registration Scenarios - 2
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.
3-1. Registration Scenarios - 3
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
Fragment OffsetFlagsIdentification
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
Foreign AgentForeign link
< Forward Tunneling > < Reverse Tunneling >
Foreign AgentForeign link
< 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
Fragment OffsetFlagsIdentification
[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
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 = 9 2 20 11 Src port = 1105 Type = 1 SPI = 302S = 9.2.20.11
D = 129.34.78.254
TTL = 64
Src port = 1105
Des port = 434
Type = 1 Lifetime = 60,000 COA = 9.2.20.11 HA = 129.34.78.254
SPI 302
Dec 2008Dec 2008 3838
MA = 129.34.78.5
5. Example Scenarios(COA) –5(HA 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 78 254 Src port = 434 Type = 3 SPI = 302S = 129.34.78.254
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
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 = 137 0 0 11 Src port = 434 Type = 3 SPI = 302S = 137.0.0.11
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
S = 9 2 43 94 Src port = 1094 Type = 1 SPI = 302S = 9.2.43.94
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.
S = 129 34 78 254 Src port = 434 Type = 3 SPI = 302S = 129.34.78.254
D = 129.34.78.5
TTL = 64
Src port = 434
Des port = 1094
Type = 3 Lifetime = 35,000 COA = 9.2.43.94 HA = 129.34.78.254
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)
Ientifier (variable)
ID-Type (802.3, 802.11a/b/g, 802.16e, 802.16m, 3GPP, 3GPP2)
Ientifier (variable)
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
Proxy Registration Reply
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
Proxy Registration Reply
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
Proxy Registration Reply
Link Setup Response
Bi-casting
Link Release Proxy Registration Request (lifetime=0, NAI, Sbit=1)
Proxy Registration Reply
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)
Proxy Registration Reply
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
MIH_MN_HO_Commit Request
MIH_N2N_HO_Commit Request
MIH_N2N_HO_Commit Response
MIH_MN_HO_Commit Response
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
MIH_N2N_HO_Complete Request
User Traffic
Resource
MIH_MN_HO_Complete_Request
MIH_N2N_HO_Complete ResponseRelease
MIH_MN_HO_Complete_Response
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
MIH_MN_HO_Commit Request
MIH_N2N_HO_Commit Request
MIH_N2N_HO_Commit Response
MIH_MN_HO_Commit Response
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
MIH_N2N_HO_Complete Request
User Traffic
Resource
MIH_MN_HO_Complete_Request
MIH_N2N_HO_Complete ResponseRelease
MIH_MN_HO_Complete_Response
Dec 2008Dec 2008 7070