CHƯƠNG IV: IP DI ĐỘNG
IV.5.3 CÁC GIAO THỨC CHUYỂN MỖI HOST
ĐẶC ĐIỂM HOẠT ĐỘNG CỦA CHÚNG:
Các giao thức này sử dụng một sơ đồ chuyên dụng để lắp đặt chuyển mỗi host. Ý tưởng chung ở đây là thông tin được lưu trữ trong các router khác nhau truyền đi thông qua mạng thâm nhập.Một luồng dữ liệu gói đi vào mạng thâm nhập (AN) tại gateway.Gateway tìm kiếm các cổng đầu ra tốt nhất của nó để sử dụng.Sau đó nó chuyển các gói đến đến cổng đã được chọn đến hop router kế tiếp.Tại router đó,quá trình xử lý được lặp lại.Cuối cùng các gói sẽ được chuyển đến router thâm nhập để đầu cuối di động tham gia.Do đó chúng ta thấy rằng:
Thông tin về vị trí của đầu cuối di động được phân phối từ đầu đến cuối mạng thâm nhập.
Các gói được chuyển đến đầu cuối di động mà không có sự chuyển ngầm hoặc dịch địa chỉ.
Do đó một đầu cuối di động giữ địa chỉ của nó trong lúc nó ở trong mạng thâm nhập-đây là sự tương phản chính đối với các sơ đồ đường ngầm cơ sở ,ví dụ đầu cuối không phải đạt được một địa chỉ chuyển mạng mới mỗi lần nó di chuyển đến router thâm nhập mới.
Các công việc chính của giao thức mỗi host là:
Ø Phân phối chuyển thông tin đến các router khác nhau.
Ø Duy trì chuyển tiếp thông tin.
Ø Cập nhật thông tin chuyển tiếp khi đầu cuối di động di chuyển.Một khái niệm quan trọng là “cross-over router” đó là một router mà ở đó các đường từ các router thâm nhập mới và cũ được rẽ ra.
Vì vậy khi một đầu cuối di động chuyển giao,”cross-over router” phải thay đổi đầu vào chuyển mỗi host của nó. Điều này đạt được bằng cách đầu cuối di động gởi một bản tin cập nhật định tuyến khi nó di chuyển để cài đặt đầu vào mới như yêu cầu.
Nói chung các sơ đồ mỗi host bằng cách cấu hình báo hiệu đến vùng nội bộ,ví dụ các router thâm nhập gần và “cross-over router” lượng báo hiệu sẽ giảm so với IP di động cơ sở và chuyển giao sẽ suôn sẽ hơn.Các giao thức này sẽ đạt được hiệu quả như thế nào điều đó còn phụ thuộc vào dạng topo mạng cũng như chi tiết của giao thức.Các giao thức cũng thêm vào các công nghệ khác nhau để đạt được chuyển giao hoàn thiện hơn.Nói chung luồng gói đường lên chỉ đơn giản đi theo đường định tuyến mặc định ,chuyển đến các node tương ứng.
3 giao thức chuyển mỗi host cho IP micromobitity được thảo luận sau đây
Khi một đầu cuối di động bật máy hoặc đi vào một mạng thâm nhập nó gởi một gói trên đường định tuyến mặc định (đường ngắn nhất) đến gateway,mỗi router giữ một lối vào ánh xạ nhận dạng của đầu cuối di động (địa chỉ thường trú của nó) đến các đầu cuối lân cận.Do đó các gói đường xuống có thể được phân phối đến đầu cuối di động dễ dàng bằng cách tiếp theo các chuỗi của các ánh xạ lưu trữ liên kết với đầu cuối di động đó,như đảo chiều đường đi.
Chuyển tiếp các lối vào là trạng thái mềm,chúng cần làm tươi định kỳ hoặc sau một thời gian time out chúng sẽ bị huỷ.
Phát hiện chuyển giao thì đơn giản và giống như IP di động.Nó được làm việc tại lớp 3,nó dựa vào việc nghe các thông báo từ một router thâm nhập mới.Sau đó nó thiết lập một kết nối mới và gởi một bản tin cập nhật.Hoạt động của Cellular IP được mô tả ở hình sau:
Hình IV.11: Trước khi chuyển giao. Node tương ứng Gateway mạng thâm nhập Cross-over router Node di động Router Thâm nhập cũ Router thâm nhập mới Datagram gởi đến (v4) hoặc qua (v6) gateway. Định tuyến các gói đến đầu cuối di động
Hình IV.12: Trong lúc chuyển giao( trong ngoặc giải thích ứng dụng trường hợp chuyển giao semi-soft:mỗi lần bản tin cập nhật định tuyến đi đến cross-over router các gói được bi-casted đến cả router thâm nhập cũ và mới)
Đầu cuối di động Di chuyển
Node tương ứng
Gateway mạng thâm nhập
Cross-over router Các gói bi-casted tại
Cross-over router
Router thâm
nhập cũ Router thâm nhập mới
Cập nhật định tuyến(cờ S được thiết lập) Cập nhật định tuyến(không thiết lập cờ S)
Cập nhật định tuyến (thiết lập cờ S)
Định tuyến các gói đến đầu cuối di động Đường báo hiệu
Hình IV.13:Sau khi chuyển giao Node tương ứng Gateway mạng thâm nhập Cross-over router Router thâm nhập cũ Router thâm nhập mới Node di động Datagram gởi đến (v4) hoặc qua (v6) gateway. Định tuyến các gói đến đầu cuối di động
Hình IV.14:Sơ đồ chuyển tiếp
Hình IV.15:Sơ đồ không chuyển tiếp
Cellular Ipv4:
Thêm vào các đặc tính chung được mô tả ở trên,các đặc tính đặc trưng của cellular IP là: Cross-over router Router thâm nhập cũ Router thâm nhập mới Nodi di động 1 2 3 4 5 6 7 Node di động Cross-over router Router thâm nhập cũ Router thâm nhập mới 1 2 3 4 5 6 7
ü Đầu cuối di động được nhận dạng bởi địa chỉ thường trú của nó,cho tận đến các đầu cuối di động có liên quan,gateway hoạt động như đại lý ngoài của đầu cuối di động và vì vậy địa chỉ của gateway được sử dụng như địa chỉ CoA của nó.
ü Các cuộc gọi từ đầu cuối di động đến đầu cuối di động được định tuyến qua gateway,dù là nhiều hướng định tuyến tồn tại.
ü Định tuyến cập nhật gói chuyển đi trong tất cả các đường đến gateway,cài đặt các lối vào đến cross-over router và làm tươi các lối vào. Điều này đảm bảo rằng các luồng gói đi theo các đường định tuyến ngắn nhất đến đầu cuối di động.Các lối vào cũ.
ü Cellular Ipv4 có thể sử dụng các gói dữ liệu thông thường như các bản tin làm tươi ngầm.
ü Cellular Ipv4 trên thực tế nói đến “các node cellular IP” đúng hơn là các router. Ý tưởng là tạo một thiết bị để giảm các router và vì vậy rẻ hơn.
ü Có một loại luân phiên của chuyển giao được gọi là “semi-soft” mục đích là để tạo chuyển giao hiệu quả hơn và được ứng dụng khi đầu cuối di động có thể lắng nghe các truyền dẫn từ AR cũ động thời khi gởi đến AR mới.Phương pháp này về cơ bản giống như liên kết đồng thời trong IP di động, đầu cuối di động tạo một cờ “S” trong bản tin cập nhật gói định tuyến để cross-over node hiểu như một chỉ dẫn để chuyển các luồng gói đến các AR cũ và mới.
Cellular Ipv6:
Cellular Ipv6 là sự nâng cấp của Ipv4 với 2 sự thay đổi chính so với cellular Ipv4.
ü Đầu cuối di động được nhận dạng bởi địa chỉ chuyển mạng của nó (co-located), để nó giữ trong khi nó ở trong một mạng thâm nhập,vì vậy không cần có gateway hoạt động như một đại lý ngoài (trái ngược với cellular Ipv4). Địa chỉ chuyển mạng đạt được thông qua cấu hình tự động Ipv6 không trạng thái(Địa chỉ chuyển mạng là tiền tố subnet Ipv6 của gateway cộng với nhận dạng giao diện của đầu cuối di động ).
ü Một loại chuyển giao khác được thêm vào, được gọi là “Indirect semi-soft”. Điều này thừa nhận rằng một host di động không thể lắng nghe AR hiện tại trong khi gởi một cập nhật định tuyến gói đến AR mới (như yêu cầu bởi chuyển giao semi-soft) .Thay vào đó khi một host di động quyết định chuyển giao,nó gởi một cập nhật gói đến AR hiện tại . Địa chỉ đích của các gói này là AR mới ,và nó thiết lập cờ “I”.Khi một AR mới nhận được gói này nó hiểu rằng nó như một chỉ dẫn để tạo một cập nhật gói semi-soft thông thường.
HAWII:
Các đặc tính đặc biệt của HAWII là:
Đầu cuối di động đạt được một địa chỉ chuyển mạng cùng vị trí,khi nó không ở trong vùng thường trú của nó, để nó giữ trong khi nó ở trong cùng vùng HAWII.
Các cuộc gọi từ đầu cuối di động đến đầu cuối di động được định tuyến trên các hướng định tuyến sẳn có ,không cần thiết qua gateway.
Đầu cuối di động gởi các bản tin đăng ký IP di động thông thường.Tại router thâm nhập,các khởi đầu HAWII này được truyền trong một vùng.Mục đích là để hoạt động của HAWII được ẩn từ đầu cuối di động.
Cập nhật định tuyến chỉ đi đến cross-over router.
Có 2 phương pháp khác nhau để mạng thực hiện chuyển giao. “Sơ đồ chuyển tiếp” được dùng khi đầu cuối di động có thể kết nối đến chỉ một AR riêng biệt.Nó dẫn đến các luồng gói dữ liệu đang chuyển đầu tiên từ AR cũ đến AR mới trước khi nó được chuyển đến cross-over router.Tuy nhiên “Sơ đồ không chuyển tiếp” được sử dụng khi đầu cuối di động có thể kết nối đến 2 AR đồng thời.Các luồng gói dữ liệu đường xuống được chuyển đến Cross-over router ngay khi ngay khi bản tin cập nhật đường đến nó,và vì vậy không có chuyển các gói từ AR cũ.
MANET-GIAO THỨC CƠ SỞ-MER-TORA:
Hiện tại chỉ có một đề xuất cho loại này:MER-TORA.Hoạt động của nó được mô tả như ở hình IV.16.MER-TORA xây dựng trên giao thức định tuyến đặc biệt TORA.
Hình IV.16:Trước khi chuyển giao
Độ cao biễu diễn đối với đích,ví dụ host di động.Chỉ có 2 yếu tố của độ cao được biễu
diễn:mức tham khảo(Được giảm để cho biết đầu cuối di động đã di chuyển) và delta (Biểu diễn tổng số hop từ mức tham khảo).Các độ cao được sắp xếp thứ tự từ mức tham khảo đến delta.
(0,3) (0,3) (0,3) (0,3) (0,0) (0,2) (0,2) (0,4) ANG ANR AR (0,1) Node di động Node tương ứng
Định tuyến các gói đến đầu cuối di động
Hướng liên kết (từ router có độ cao cao hơn đến router có độ cao thấp hơn)
Trong TORA mỗi host và router có một “độ cao” liên kết với nó.Một gói được định tuyến dốc xuống từ nguồn đến đích của nó.Giao thức TORA gán cho tất cả các host một độ cao thích hợp và sau đó tác động trở lại thích hợp đến bất kỳ sự thay đổi nào trong mô hình định tuyến để đảm bảo rằng vẫn có một định tuyến xuống đến đích.Chú ý rằng độ cao được gán với một đích riêng biệt. “Độ cao” có 5 yếu tố liên quan đến nó,nhưng trong trường hợp của một mạng cố định, độ cao của một node về cơ bản là tổng số hop của nó đến đích.Một node có thể có nhiều liên kết xuống đến đích. Điều này có nghĩa rằng TORA đối phó được với các mạng mắc lưới (không phải thứ bậc).Nếu một liên kết bị ngắt và đây là liên kết cuối cùng đến đích,giao thức TORA tác động lại tự động bằng cách cố gắng tìm một đường định tuyến mới, độ cao sau đó trở nên phức tạp hơn một số hop đơn.
Hình IV.17:Trong khi chuyển giao
Khi ứng dụng TORA trong một mạng thâm nhập,có một số thay đổi được đề nghị.Thứ nhất để phản ánh rằng mạng thâm nhập là ổn định hơn MANET,TORA được sử dụng. Điều này bao gồm thỉnh thoảng truyền bá một gói tối ưu hoá qua mạng để khởi đầu lại định tuyến cho các node hoặc các liên kết bị lỗi.Thứ hai,một cơ chế chỉ định địa chỉ hiệu quả được đề
(0,3) (0,3) (0,3) (0,2) (0,2) (0,1) (-1,0) (-1,1) (0,4) Node di động Node Tương ứng ANG ANR AR
Định tuyến các gói đến đầu cuối di động
(x,y) Độ cao của node
Hướng liên kết (từ router có độ cao cao đến router có độ cao thấp hơn)
nghị, ý tưởng này là mỗi AR là một khối các địa chỉ IP và thuật toán TORA được sử dụng cho tiền tố địa chỉ này,khi một host di động bật máy và tham gia vào một AR,nó được gán một trong các địa chỉ IP của nó,,mỗi địa chỉ này đã được đăng ký(trong cơ sở dữ liệu định vị SIP hoặc tại đại lý thường trú MIP) ,các gói được định tuyến đến AR sử dụng TORA.Do đó, định tuyến tiền tố cơ sở cho phép các AR và bất cứ một đầu cuối cố định được liên lạc. Thứ 3,một vài thứ phải được làm khi đầu cuối di chuyển,tiền tố cơ sở định tuyến đến các host di động này sẽ không làm việc nữa.Một giải pháp để sử dụng TORA trên host di động,nhưng điều này sẽ phải lắp đặt một host định tuyến đặc biệt cho host di động trong suốt mạng thâm nhập.Thay vào đó chúng ta sẽ sử dụng tiền tố cơ sở để định tuyến qua hầu hết mạng thâm nhập,và chỉ thêm vào một vài host định tuyến đặc biệt gần “rìa”của mạng thâm nhập.Một sự mở rộng của TORA đã được đưa ra để thực hiện điều này.Cơ chế này được gọi là MER-TORA và ý tưởng là gởi một gói UNICAST-UPDATE từ AR mới đến AR cũ (dọc theo đường định tuyến tiền tố cơ sở TORA) để lắp đặt các lối vào host đặc biệt khi nó di chuyển(lối vào chỉ độ cao mới của node đối với host di động ).
Kế tiếp khi đầu cuối di động tắt máy, địa chỉ IP sẽ được gởi trở lại AR-chỉ định và host đặc biệt định tuyến bị xoá (về cơ bản điều này được xử lý như chuyển giao đến AR ban đầu).
Cuối cùng nó cũng đề nghị một kế hoạch chuyển giao,host di động sẽ cho AR cũ biết AR nào nó sẽ chuyển giao đến. AR cũ sau đó có thể xây dựng một đường ngầm tạm thời đến AR mới. Điều này cho phép định hướng lại các gói có thể sẽ bị mất trong khi host đặc trưng định tuyến đang được lắp đặt. Ý tưởng giống như Ipv6 nhanh.Tương tự ,một đường ảo giữa các AR có thể được sử dụng để trao đổi các bản tin.
Hình IV.18: Sau khi chuyển giao
Các sơđồ cơ sở-multicast:
Các giao thức multicast được thiết kế để hỗ trợ các kết nối điểm đến đa điểm,ví dụ phân phối Internet vô tuyến hoặc TV đến mọi người.Nguyên lý cơ bản ứng dụng multicast cho tính di động là cấp một địa chỉ multicast đến đầu cuối di động,khi nó di chuyển, để thêm một router mới trên cây multicast và ngắt liên kết với AR cũ.
Ý tưởng này đó là địa chỉ multicast được cấp đến đầu cuối di động là chung, định tuyến toàn cầu, điều này yêu cầu sự quản lý trên phạm vi rộng của địa chỉ multicast qua mạng
Internet công cộng, điều này là không thể thực hiện được.
Một ý tưởng hợp lý hơn là giữ các địa chỉ multicast riêng cho mạng thâm nhập và sử dụng địa chỉ của gateway như địa chỉ chuyển mạng. Điều này cho phép ứng dụng multicast được ẩn từ mạng Internet rộng hơn,nhưng đòi hỏi gateway hoạt động như một đại lý ngoài, để giải đóng gói các luồng gói để tìm ra địa chỉ thường trú của đầu cuối di động,tìm kiếm địa chỉ
(0,3) (0,3) (0,3) (0,2) (-1,2) (0,4) (-1,1) (-1,3) (-1,0) Host di động Host tương ứng ANG ANR AR
Định tuyến gói đến đầu cuối di động Hướng liên kết (Từ router có độ cao cao hơn đến router có độ cao thấp hơn). (x,y): độ cao của node
multicast phù hợp, đóng gói gói ban đầu trong một gói multicast và sau đó gởi nó vào trong cây multicast. AR sau đó giải đóng gói và phân phối nó đến đầu cuối di động.
Có 2 loại giao thức multicast-chế độ thưa thớt và chế độ đông đúc và các giao thức di động được đề nghị cho mỗi loại.