マルチホーミングを利用した PROXY MOBILE IPV6の ハンドオーバー 1 早稲田大学大学院 基幹理工学研究科 情報理工学専攻 後藤 滋樹 研究室 修士2年 尾崎 吉彦 2/4/2011 修士論文審査 研究背景 携帯電話、スマートフォン、ネットブックなどモバイル端 末の普及拡大 モバイル端末の通信継続性やIP mobility を保持する 仕組みが求められている Proxy Mobile IPv6 携帯電話システムのオールIP化に伴って登場した移動支援 プロトコル 移動端末の移動をIP層で隠蔽 通信の継続を保証 LTE/EPC、WiMAXで採用 2/4/2011 修士論文審査 2 PROXY MOBILE IPV6 Proxy Mobile IP domain LMA Internet ④双方向トンネル確立 ③プロキシー・ バインディング応答 ②プロキシー・ バインディング 通知 MAG ①接続 MN ⑤ホーム・プレフィックス をルータ広告により通知 ⑥ルータ広告よりアドレス自動 生成機能を用いてHoAを通知 2/4/2011 修士論文審査 3 PROXY MOBILE IPV6用語 Proxy Mobile IPv6ドメイン Proxy Mobile IPv6を用いて移動支援を提供できるネットワーク Local Mobility Anchor (LMA) Proxy Mobile IPｖ６におけるホームエージェント 移動端末から送受信されるパケットはすべてLMAを経由 Mobile Access Gateway (MAG) 移動端末のデフォルト・ルータ 移動端末の接続を検知し、LMAに移動端末の移動先情報を通知 Mobile Node (MN) Correspondent Node (CN) 移動端末 通信相手 Home Address (HoA) 4 MNに与えられるアドレス 2/4/2011 修士論文審査 ハンドオーバーとは 基地局の切り替えをハンドオーバー・ハンドオフという 本研究では、Proxy Mobile IPv6におけるMAGの切り 替えをハンドオーバーという Hand Over 5 2/4/2011 修士論文審査 PROXY MOBILE IPV6のハンドオーバー MN MAG1 Time パケット転送 LMA MAG2 双方向トンネル PBU PBA ルータ要請 PBU ルータ広告 パケット転送 PBA 双方向トンネル 6 2/4/2011 修士論文審査 既存手法の問題 この一連の処理の間、MN とCN との通信は数秒程度 ストップしてしまう ユーザーにとってストレスを感じてしまいかねない時間 であり、問題がある マルチホーミングを利用して ハンドオーバー処理の時間を短縮する！ 7 2/4/2011 修士論文審査 マルチホーミングとは Network0 if0 if0 if1 if1 Network1 複数のネットワークインタフェースを持ち、 同一宛先に対して複数の経路で通信できる機能 2/4/2011 修士論文審査 8 提案手法 MN パケット転送 Time if0 if1 LMA MAG1 MAG2 双方向トンネル ルータ要請 PBU PBA ルータ広告 PBU パケット転送 PBA 双方向トンネル 9 2/4/2011 修士論文審査 実証実験 Internet LMA MAG1 MAG2 Mobile Nodes Correspondent Node • Proxy Mobile IPv6 • IEEE802.16e 21Mbps • FTP 1000byte 2/4/2011 修士論文審査 10 実験１ 既存手法および提案手法でProxy Mobile IPv6を実行 MNはMAG１→MAG２へ移動、CNと通信 MNの数を1、2、3、4と変化させて、実験を行う 既存手法を用いてProxy Mobile IPv6を実行した場合と、 提案手法を用いてProxy Mobile IPv6を実行した場合の ハンドオーバーの所要時間を測定する LMA-MAG間のディレイは3ms 11 2/4/2011 修士論文審査 MNが１の場合のハンドオーバーの所要時間 （実験１） 1.2 Time (sec) 1 0.8 0.6 提案手法 0.4 既存手法 0.2 0 1 Node Number 12 2/4/2011 修士論文審査 MNが２の場合のハンドオーバーの所要時間 （実験１） 1.2 Time (sec) 1 0.8 0.6 提案手法 0.4 既存手法 0.2 0 1 2 Node Number 13 2/4/2011 修士論文審査 Time (sec) MNが３の場合のハンドオーバーの所要時間 （実験１） 1.8 1.6 1.4 1.2 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 提案手法 既存手法 1 2 Node Number 3 14 2/4/2011 修士論文審査 MNが４の場合のハンドオーバーの所要時間 （実験１） 2.5 Time (sec) 2 1.5 提案手法 1 既存手法 0.5 0 1 2 3 Node Number 4 15 2/4/2011 修士論文審査 実験2 既存手法および提案手法でProxy Mobile IPv6を実行 MNはMAG１→MAG２へ移動、CNと通信 MNの数を1、2、3、4と変化させて、実験を行う 既存手法を用いてProxy Mobile IPv6を実行した場合 と、提案手法を用いてProxy Mobile IPv6を実行した場 合のハンドオーバーの所要時間を測定する LMA-MAG間のディレイは10msである 16 2/4/2011 修士論文審査 MNが１の場合のハンドオーバーの所要時間 （実験２） 1.2 Time (sec) 1 0.8 0.6 提案手法 0.4 既存手法 0.2 0 1 Node Number 17 2/4/2011 修士論文審査 MN２の場合のハンドオーバーの所要時間 （実験２） 1.2 Time (sec) 1 0.8 0.6 提案手法 0.4 既存手法 0.2 0 1 2 Node Number 18 2/4/2011 修士論文審査 MNが３の場合のハンドオーバーの所要時間 （実験２） 2.5 Time (sec) 2 1.5 提案手法 1 既存手法 0.5 0 1 2 Node Number 3 19 2/4/2011 修士論文審査 MNが４の場合のハンドオーバーの所要時間 （実験２） 4 3.5 Time (sec) 3 2.5 2 提案手法 1.5 既存手法 1 0.5 0 1 2 3 Node Number 4 20 2/4/2011 修士論文審査 実験結果 まとめ 表：実験１の平均ハンドオーバー所要時間 MN数 提案手法 （sec） 1 2 3 4 0.962775 1.002775 1.029441 1.042775 既存手法 (sec) 1.122775 1.102775 1.649441 2.162775 表：実験２の平均ハンドオーバー所要時間 MN数 提案手法 （sec） 1 2 3 4 0.962775 1.002775 1.029720 1.052983 既存手法 (sec) 1.122775 1.082775 2.149441 3.242775 2/4/2011 修士論文審査 21 結論 Proxy Mobile IPv6 環境において、マルチホーミング を利用してハンドオーバーの処理時間の短縮を提案 既存手法と比べハンドオーバーの処理時間が短く、 ノード数やLMA-MAG間のディレイにハンドオーバー の処理時間が左右されない安定した通信を実現 22 2/4/2011 修士論文審査 ご清聴ありがとうございました 23 2/4/2011 修士論文審査 補足資料 24 2/4/2011 修士論文審査 目次 研究背景 Proxy Mobile IPv6 Proxy Mobile IPv6のハンドオーバー 既存手法 提案手法 実証実験 実験環境 実験概要 実験結果 まとめ 25 2/4/2011 修士論文審査 マルチホーミング詳しい説明 26 2/4/2011 修士論文審査 今後の課題 実機における実装 実運用に近い環境でのシミュレーション 27 2/4/2011 修士論文審査 シミュレーション環境 IEEE802.1６e（21Mbps） シミュレーション時間：20 sec 0.1 sec～ FTP 1000byte CN→MNにパケット送信 NS-2の問題で1000byte以上だとパケットが分割されてしまう 10 sec付近 MNがMAG１からMAG2にハンドオーバー 28 2/4/2011 修士論文審査 PMIP domain LMA: Local Mobility Anchor Internet Bi-directional Tunnel MAG-2: Mobile Access Gateway MAG-1 Base Stations Server Mobile Node 1 Mobile Node 2 29 LMA MA G LMA MAG1 MN （１）ハンドオフ指示オプション＝１の場合 MN（複数のインタフェース） （２）ハンドオフ指示オプション＝２の場合 LMA MAG1 MAG2 MAG2 MN（単一のインタフェース） LMA MA G MN ルータ要請 Time MN LMA MAG Proxy Binding Update Proxy Binding ACK ルータ広告 送受信 双方向トンネル
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