O documento discute técnicas para melhorar a mobilidade rápida em redes sem fio usando IPv6. Descreve uma solução que reduz o tempo de detecção de mudança de rede de cerca de 3 segundos para 30 milissegundos através da fusão entre ponto de acesso e encaminhador para desencadear anúncios de encaminhador. Apresenta resultados mostrando que esta abordagem reduz menos a janela de congestão do TCP durante transições de rede.

1. Trabalho realizado por:
Jorge Matias 41588
João Saraiva 44172
Mobilidade em redes 802.11
usando o protocolo IPv6
Técnicas de mobilidade rápida
Lisboa, 22-12-2004

2. 22-12-2004 Jorge Matias, João Saraiva 2
Sumário
• Enquadramento
• Condicionantes no HandOver
Tempo de transição e impacto
nas ligações TCP
• Soluções em análise
• Implementação
• Conclusões

3. 22-12-2004 Jorge Matias, João Saraiva 3
Route OptimizationPower-up
- Registo no CN
Reverse Tunneling
Correspondent Node
Internet
Rede de casa
Rede Visitada 1 Rede Visitada 2
RS
BA
BU
Mobile IPv6 em redes sem fios
- Detecção
- Registo no HA
RA
- Execução
Mobile Node
- Transição
RS
RABU BA
HA
AR AR
BU
BA
- Execução

4. 22-12-2004 Jorge Matias, João Saraiva 4
Mobilidade rápida
• Transição rápida entre redes adjacentes
- Um computador tem de adquirir um novo IP
- Impacto desta mudança nas ligações TCP
existentes é significativo
• Objectivo
- Avaliar as latências inerentes ao processo de
transição ao nível do transporte
- Análise dos factores chave neste processo
- Estudo e implementação de uma solução de
mobilidade rápida
- Avaliação do desempenho

5. 22-12-2004 Jorge Matias, João Saraiva 5
Configuração de Endereço IP
• IPv6 Stateless Autoconfiguration
contempla duas fases:
- Aquisição de informação sobre a sub-
rede (ICMPv6: Router Solicitation e
Router Advertisement)
- Geração de endereço e IPv6 e
verificação de existência de duplicado
(Duplicate Address Detection) com
Neighbor Discovery Protocol

6. 22-12-2004 Jorge Matias, João Saraiva 6
Análise do processo
• Latência na transição entre sub-redes:
- tempo de detecção de mudança de sub-rede;
- verificação de endereço duplicado.
• Consequências:
- UDP perde pacotes durante período de
escuridão
- Diminuição da janela de congestão do TCP
devido a sucessivas transmissões de pacotes
sem confirmação.
- Atrasos na rede tornam mais lenta a
recuperação do valor da janela de congestão
do TCP.

7. 22-12-2004 Jorge Matias, João Saraiva 7
Soluções
Detecção de mudança de rede
• Transição desencadeada pelo
encaminhador:
- Encaminhador envia RA logo que o móvel se
associe.

8. 22-12-2004 Jorge Matias, João Saraiva 8
Soluções
Detecção de mudança de rede
• Transição desencadeada pelo móvel:
- Móvel envia um RS e espera por um RA

9. 22-12-2004 Jorge Matias, João Saraiva 9
Implementação
Diagrama de Rede
Encaminhador
Encaminhador
+
Ponto de Acesso
+
Home Agent
Rede de casa
Rede Visitada 1
2001:690:2100:3::/64
2001:690:2100:1::/64
2001:690:2100:5::/64
Mobile Node
Encaminhador
+
Ponto de Acceso
Correspondent Node
Rede Visitada 2
2001:690:2100:6::/64
Encaminhador
+
Ponto de Acceso
Mobile Node
Mobile Node
IPv6 Router
Internet

10. 22-12-2004 Jorge Matias, João Saraiva 10
Implementação
Ambiente de Desenvolvimento e Teste
• HA e MN: Linux v2.4.26 com MIPL v1.1
• CN: Linux v2.6.7
- servidor FTP
• AR1 e AR2: Linux v2.6.6
- Driver HostAP modificado
- Aplicação RADVD modificada
- Módulo de QoS “Delay Simulator” para
introduzir latência na rede

11. 22-12-2004 Jorge Matias, João Saraiva 11
Implementação
Ambiente de Desenvolvimento e Teste
• Recolha de dados estatísticos
- MN e Servidor sincronizados por NTP
- Monitorização das ligações FTP com
“tcpdump”
- Processamento do “tcpdump” com “tcptrace”
para recolha da evolução da janela de
congestão
- Monitorização de eventos (L2, RtAdv, BU e BA)
no MN c/ “iwevent” e “tcpdump”
- Integração de estatísticas e eventos num
gráfico em formato “xplot”

12. 22-12-2004 Jorge Matias, João Saraiva 12
Implementação
Detecção rápida de mudança de rede
• Fusão entre AP e encaminhador
(Access Router)
- Detecção de transição L2 do lado do
AR
- Evento de (re)associação acciona
transmissão de Router Advertisement
não solicitado pelo móvel
- Redução de tempo de detecção de
aprox. 3 segundos, para cerca de 30ms

13. 22-12-2004 Jorge Matias, João Saraiva 13
Resultados
Janela de congestão TCP em função de transições

14. 22-12-2004 Jorge Matias, João Saraiva 14
Resultados
Transição Normal (detecção ~3 seg.)

15. 22-12-2004 Jorge Matias, João Saraiva 15
Resultados
Transição com detecção rápida (detecção ~30 ms)

16. 22-12-2004 Jorge Matias, João Saraiva 16
Conclusões
• TCP: Redução menos acentuada da janela
de congestão com a implementação
• Ficou ainda por resolver o tempo gasto
na configuração de endereço (CoA). O
DAD é lento!
• Optimistic DAD pretende melhorar ainda
mais o tempo de transição.

17. 22-12-2004 Jorge Matias, João Saraiva 17
Conclusões
• Solução não implementa transição suave,
sem perda de pacotes.
• Soluções sem perda de pacotes têm
resolução muito complexa
• Novos problemas surgem:
- MN não adquire endereço do novo servidor
DNS após transição de rede. Importante para
novas ligações!