For WIDE conference in 2001 Autumn Mobile IPv6 handoff by XCAST September 2001 (株)富士通研究所 江崎 裕 1 モバイル環境の変化(1) 携帯/PHS加入者の爆発的増加 • いつでもどこでも使える＆つながっている安心感 (connectivity)がニーズにマッチした IMT-2000では • 帯域の拡大(384k～2Mbps) ←PDCの40倍～200倍 でも… • Gateway経由のアクセス ⇒ E-E IP reachableではない • 高速なhandoffが提供されるが、料金が高い(※) 通話料: PDCとほぼ同額(30秒10円～20円) パケット通信料: PDCの2/3～1/10(0.2円～0.02円/パケット) ⇒もっと安価なmobileアクセス手段がほ しい ※NTT DoCoMo FOMAページ http://foma.nttdocomo.co.jp/fee/index.html 2 モバイル環境の変化(2) 無線LAN技術の普及 • IEEE802.11x, Bluetoothによるフィールド実験流行り • 将来、あちこちで高速なネットワークへアクセス可能 ヘテロジニアスな通信環境への対応 • マルチキャリア/プロバイダ環境における統一的な mobility管理が必要 • E-to-EのIPトランスペアレントな通信への要求 Realtime通信への対応 • 瞬断を許容しないアプリの増加 ⇒IPレイヤでの高速＆スムースなモビ リティ管理技術の必要性 3 Mobile IP Home Agentを利用した転送サービス • IPレイヤでの移動管理手法(=転送サービス) • MIPv4は基本仕様がrfc化済み(RFC2002) • MIPv6は基本仕様が未だドラフト14版 もともと荒いhandoffの提供を志向 • シグナリング遅延による通信断の可能性大 • 最近、fast or smooth handoffの検討が盛ん 4 Mobile IPv6 Home Link SA：HA-MN IPv6 Router (HA) IPv6 Router CN2 Internet Home Address CN1 SA：CN1-MN IPv6 Router 移動 Foreign Link MN Care-of Address <Mobile IPv4との差異> SA：HA-MN,CN1-MN Binding Update ﾊﾟｹｯﾄ転送 SA：Security Association •FAなし •経路最適化を統合的にサポート •IPレイヤでモビリティをサポート •位置登録には、IPv6のオプションヘッダを利用 •位置登録情報は、ユーザデータにピギーパック可能 5 Basic idea of Handoff by Xcast Explicit multicast(xcast)技術を用いたfast & smooth handoff技術 CN HA (Home address) User Datagram HA MN: Mobile Node BS: Base Station HA: Home Agent CN: Correspondent Node IPv6 Network BS BS BS BS MN (Moving direction) 6 Handoff by xcast (cont.) <特徴> • ヘテロジニアスなアクセス環境におけ るLayer3の移動管理 • Fast & Smooth handoffが可能 • Xcast技術により、中間ルータでの特 別な管理が不要 • 既存Mobile IPv6環境との親和性を目指 す 7 応用例(pnet) ISM帯を用いた街じゅ う無線LANシステム • 街中にIEEE802.11b(無線LAN) やBluetoothのアクセスポイン トを散りばめ、インタネット アクセス環境を提供 • 極小ゾーンの移動管理に Handoff by Xcastを利用 ISM: Industries, Science and Medical band 8 他の方式との比較 階層化MobileIP <draft-ietf-mobileiphmipv6-01.txt> CellerIP <draft-ietf-mobileipcellularip-00.txt> Handoff by xcast <draft-ezaki-handoffxcast-01.txt> 動作概要 MIPv6に対 する追加エ ンティティ 中間ノードでの IP-in-IPエンカプ スレーション ルーティン グ 検討主体 階層化による エリア内移動 の隠蔽 MAP ・MAPにてIPinIPエ ンカプスレーション (Basic Mode) ・MAPにてデカプス レーション後再エン カプスレーション (Extended Mode) MIPv6 MobileIP WG 独自ルーティ ングによる RANでのロー カルなモビリ ティの提供 Gateway+ Celler IP網 (RAN)内ノー ド群 なし MIPv6(上位 層)+Celler 網内ルー ティング Seamoby WG HA/CNから のマルチキャ スト+複数BS からの受信 なし なし (送信元でrouting header追加) MIPv6 ？？ (Mobile Anchor Point) RAN: Radio Access Network SeamobyWG: Context and Micro-mobility Routing WG 9 Explicit Multicast for Small Group （Xcast) グループアドレスの代わりに、ユニキャ ストアドレスをIPv6 routingヘッダ上に 並べる方式 IPv6 header Hop-byHop SRC=Tokyo header DST=N.Y. TAIL=Paris ROUTING header [N.Y., London, Paris] [ 1 , 1 , 0 ] Destination UDP header header Internet Paris Tokyo N.Y. London 10 Behavior of XCAST datagram •各ルータは、自unicastルーティングテーブルを もとにroutingヘッダ上の配布リストを参照する Tokyo [NY, London, Paris] [ 1 , 1 , 1 ] N.Y. [NY, London, Paris] [ 0 , 1 , 1 ] [NY, London, Paris] [ 1 , 0 , 0 ] Paris London •同一next hop向けのパケットをまとめて転送する 11 Xcastの特徴 ○管理が容易 • • • • マルチキャストルーティングプロトコルが不要 中間ルータで、マルチキャスト状態の管理が不要 グループアドレス(Class D)不要 Senderはどこにでも置ける ○‘全二重’のマルチキャスト ×受信者数の制限 • そんなに多くヘッダにアドレスが並べられない ×中間ルータでの作業量増加 • ヘッダ情報の増加 • ルーティングテーブルの複数回ルックアップ 12 Handoff by xcast詳細(1/4) (ネットワーク構成) (Home address) CN HA Home Link Core network BS BS CoA#1 BS CoA#2 MN (Moving direction) BS CoA#3 Subnets CoA#4 MN: Mobile Node BS: Base Station HA: Home Agent CN: Correspondent Node 13 Handoff by xcast詳細(2/4) (複数CoAの登録) CN HA BS1 BS2 BS3 MN (Subnet Info.) (Subnet Info.) CoA#1 CoA#2 CoA#1 CoA#2 (Binding Updates for CoA#1 & CoA#2) User Data packet 受信可能なす べてのCoAを Bindingしておく (multicasted) wireless wired multicast Fig.3.2 Multiple COA registration and packet multicast 14 Handoff by xcast詳細(3/4) (Smooth handoffの例) CN HA BS1 BS2 BS3 MN Data packet (hard to receive) (multicasted) CoA#3 Delete CoA#1 (Binding Update for CoA#3) (Binding Update for CoA#1) Data packet (multicasted) CoA#2からの パケット疎通を 確保したままで CoA#3ルートを 開通可能 wireless wired multicast Fig.3.4 Smooth handoff sequence example 15 Handoff by xcast詳細(4/4) (Fast handoffの例) CN HA BS1 BS2 BS3 MN Data packet (multicasted) (Activation) (Inactivation) BSへの操作の みでルート切り 替え可能 Data packet (multicasted) wireless wired multicast Fig.4.6 Fast handoff by the control of Link selection for BS 16 MIPv6基本仕様からの主な変更点 • ヘッダフォーマットの一部変更 • Xcastを載せるヘッダ(routing header)の追加 • Mobile IPv6の基本仕様は変更なし • HA/CNのCoAレコード構成法の変更 • ひとつのMNに対し単一のCoAしか扱えなかったものを複 数のCoAを対応させる • 新しいCoAをbindingする際の動作変更 • 新CoAの上書きでなく、旧CoAとともに記憶する • タイムアウトまたは、MNからの明示的な消去要求でのみ 旧CoAを消去 17 開発スケジュール • Internet-Draft作成(2000/11,2001/5) <draft-ezaki-handoff-xcast-01.txt> (参考ページ) http://www11.u-page.so-net.ne.jp/ba3/iorin/xcast.html • 実装作業＆動作確認(～2001/12) • スクラッチからのMIPv6作成は難 • 公開されているMIPv6実装をベースに改造する • SFC-Mobile IPv6実装をもとに改造点を検討中 • コード公開(いつかはきっと) 18 HA/CoA管理方式の改造案 MN/HA/CNとも内部で複数のCoAを管理 しなければならない。 <改造案> (1) データ構造の変更 • ひとつのHAに複数のCoAエントリをリンク (2) データ管理法の変更 • • SFC-MIPv6実装は、もともとひとつのMNに対して複数 のHAを管理可能な設計になっている ユニット選択ポリシ部を改造して、複数のCoAを制御可 能にする 19 SFC-MIPv6コードでの処理手順 <Mobile Node> Transport input Transport output lookup binding_cache: Mobile IPv6 ip6_output option_process option_insert binding_queue: binding_update_list: Only for Mobile Node ip6_input nd6_output Network interface Network 20 SFC-MIPv6コード内のデータ構造 仮想インタフェース構造体 <Mobile Node> (ifnet_head) ifnet ifnet ifnet ※struct ifnet 上で TailQueueを構成 mip_ifp mobileip6_ data Mobileip6_ifinfo mobileip6_ mn_softc Binding Cache Hash Table (bc_table) mip_ifp mip_ifp (実if) (仮想if) Mobileip6_ifinfo home_agents_list home_agents_list binding_update_list binding_update_list binding_cache binding_cache binding_queue binding_queue binding_opt binding_opt binding_opt binding_opt binding_opt binding_opt 21 課題 • Last-hop無線リンクのハンドリング法 • L2 or L3? • 既存MIPv6機器との相互接続 • 既存MIPv6機器には、xcastが流せない • 事前にcapabilityをやりとりしておく? • サポートすべき電波媒体 • 802.11a/b/e, Bluetooth or other? • 実装方法 • 公開されているMIPv6実装が少ない • MIPv6は相互接続テスト中。 • KAME統一版のMIPv6コード公開は2001年後半? 22
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