[데이터 통신] Mobile IP

복습하기 위해 학부 수업 내용을 필기한 내용입니다.
이해를 제대로 하지 못하고 정리한 경우 틀린 내용이 있을 수 있습니다.
그러한 부분에 대해서는 알려주시면 정말 감사하겠습니다.

▶Contents

• Services
• Packet Switching
• Performance
• Internet Protocol Version 4
• Next Generation (IPV6)
• Transition from IPV4 To IPV6

 

▶Addressing - Stationary Hosts

IP를 이용한 이동통신을 제공함에 있어 해결해야 할 주요 문제는 주소 지정이다.

원래 IP addressing은 호스트가 특정 네트워크에 연결된 고정 상태라는 가정을 기반으로 했다.

라우터는 prefix를 사용하여 호스트가 연결된 네트워크에 패킷을 전달한다.

주소의 일부가 호스트가 연결된 네트워크를 정의하기 때문에 
IP 주소는 고정 호스트와 함께 작동하도록 설계되었다.

 

▶Addressing - Mobile Hosts

호스트가 한 네트워크에서 다른 네트워크로 이동하는 경우 IP addressing 구조를 수정해야 한다.

모바일 IP에는 모바일 호스트에 대한 두 개의 주소가 있다.
하나는 home address이고 다른 하나는 care-of address이다.
home address는 영구적이다. 모바일 호스트가 네트워크 간에 이동할 때 care-of address가 변경된다.

Two Addresses

호스트에는 원래 주소(home address)와 임시 주소(care-of address)가 있다.

home address는 영구적이며 호스트를 home network에 연결한다.

호스트가 한 네트워크에서 다른 네트워크로 이동하면 care-of address가 변경된다.

호스트가 이동하는 네트워크인 foreign network와 연결된다.

모바일 호스트가 외부 네트워크를 방문할 때 에이전트 검색 및 등록 단계에서 care-of address를 수신한다.

 

▶Agents

주소 변경을 인터넷의 나머지 부분에 투명하게 하려면 home agent와 foreign agent가 필요하다.

아래 그림은 홈 네트워크에 상대적인 홈 에이전트와 외부 네트워크에 상대적인 외부 에이전트의 위치를 보여준다.

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▶★Three Phases

원격 호스트와 통신하기 위해 모바일 호스트는 에이전트 검색, 등록 및 데이터 전송의 세 단계를 거친다.

1. Agent Discovery

에이전트 검색은 두 개의 하위 단계로 구성된다.

모바일 호스트는 홈 네트워크에서 나가기 전에 홈 에이전트를 검색해야 한다.

모바일 호스트는 외부 네트워크로 이동한 후에도 외부 에이전트를 검색해야 한다.

이 검색은 외부 에이전트의 주소뿐만 아니라 인식 주소(CoA)를 학습하는 것으로 구성된다.

그 발견은 advertisement와 solicitation의 두 가지 유형의 메시지를 포함한다.

 

라우터가 ICMP 광고 메시지를 사용하여 네트워크에 존재를 알릴 때, 

라우터가 에이전트 역할을 하는 경우 패킷에 에이전트 advertisement를 추가할 수 있다.

 

모바일 호스트가 새 네트워크로 이동했지만 에이전트 알림을 수신하지 않은 경우 에이전트 요청을 시작할 수 있다.

ICMP 요청 메시지를 사용하여 에이전트에게 도움이 필요함을 알릴 수 있다.

solicitation을 하면 advertisement가 오는데, agent가 advertisement를 먼저 할 수도 있다.
solicitation을 하고 advertisement를 하는 것이 일반적이긴 하다.

 

2. Registration

모바일 호스트가 외부 네트워크로 이동하고 외부 에이전트를 검색한 후 등록해야 한다.

1. 모바일 호스트는 외부 에이전트에 등록해야 한다.

2. 모바일 호스트는 홈 에이전트에 자체 등록해야 한다.

3. 모바일 호스트는 만료된 경우 등록을 갱신해야 한다.

4. 모바일 호스트는 복귀 시 등록을 취소해야 한다.

 

<Registration Request>

registration request message는 모바일 호스트에서 외부 에이전트(FA)로 전송되어

CoA를 등록하고 홈 주소 및 HA(홈 에이전트) 주소를 공지한다.

FA는 요청을 수신하고 등록한 후 홈 에이전트에게 메시지를 전달한다.

이제 IP 패킷이 FA의 IP 주소를 소스 주소로 가지고 있기 때문에 HA는 FA의 주소를 알고 있다.

 

<Registration Reply>

registration reply가 HA에서 FA로 전송된 다음 모바일 호스트로 릴레이 된다.

reply이 registration request을 확인하거나 거부한다.

 

<Encapsulation>

registration request나 reply well-know 포트 434를 사용하는 UDP에 의해 전송된다.

 

2. Data Transfer

에이전트 검색 및 등록 후 모바일 호스트가 원격 호스트와 통신할 수 있다.

• 원격 호스트에서 HA로 
• HA에서 FA로
• FA에서 모바일 호스트로
• 모바일 호스트에서 원격 호스트로

모바일 IP의 두 가지 비효율성 사례 : Double crossing, Triangle routing

원격 호스트가 원격 호스트와 동일한 네트워크로 이동한 모바일 호스트와 통신할 때 Double crossing가 발생한다.

• 원격 호스트가 모바일 호스트에 패킷을 보낼 때 패킷은 인터넷을 두 번 통과한다.

원격 호스트가 동일한 네트워크에 연결되지 않은 모바일 호스트와 통신할 때 Triangle routing이 발생한다.

• 원격 호스트가 모바일 호스트에 패킷을 보낼 때 패킷은 원격 호스트에서 HA로 이동한 다음 모바일 호스트로 이동한다.
• 패킷은 삼각형의 한 변 대신 두 변을 이동한다.