- Bản vẽ thiết kế :
c. Byte đệm mở rộng
4.4 Hoạt động định tuyến trong Mobile IP
4.4.1 Định tuyến gói tin Unicast
a. Đối với MN
Khi được kết nối đến mạng gốc ,MN hoạt động mà không cần đến dịch vụ Mobile IP .Điều nó có nghĩa là nó hoạt động như là một bộ định tuyến hay một máy cố định .Ta không xét vấn đề này .
Khi đăng ký trên một mạng ngoài ,MN sẽ chọn bộ định tuyến mặc định như sau :
- Nếu MN sử dụng COA do FA cung cấp thì nó sẽ sử dụng FA như một bộ định tuyến đầu tiên .Địa chỉ MAC có nhận được qua bản tin quảng bá đại lý .Trong các trường hợp khác ,thì MN phải chọn bộ định tuyến mặc định từ địa chỉ các bộ định tuyến được quảng bá trong phần quảng bá bộ định tuyến ( ICMP Router Advertisment) .
- Nếu MN đăng ký trực tiếp với đại lý gốc sử dụng COA đồng vị trí , thì sau đó MN nên chọn bộ định tuyến mặc định của nó từ các địa chỉ bộ định tuyến được quảng bá trong phần quảng bá bộ định tuyến ICMP của bản tin quảng bá đại lý .
b. Đối với FA
Khi FA nhận được một gói tin gửi tới địa chỉ COA được quảng bá ,nó sẽ kiểm tra địa chỉ đích của gói tin xem có trùng với địa chỉ của MN đã đăng ký với nó không .Nếu trùng thì FA sẽ chuyển tiếp gói tin tới MN , ngược lại thì gói tin sẽ bị huỷ .
Khi nhận được gói tin từ MN đã đăng ký ,FA kiểm tra rồi định tuyến đến HA thông qua đường ngầm .
FA không thể sử dụng ARP để lấy được địa chỉ MAC của MN trên mạng ngoài nó có thể lấy được bằng cách copy thông tin từ các bản tin yêu cầu quảng bá đại lý hoặc bản tin yêu cầu đăng ký đại lý .
c. Đối với HA
HA phải chặn được bất cứ gói tin nào trên mạng gốc được định địa chỉ đến MN đã đăng ký rời khỏi mạng .
HA pỉai kiểm tra địa chỉ IP đích của tất cả các gói tin đến để xem nó có trùng với một trong những địa chỉ gốc của MN đã đăng ký rời khỏi mạng hay không .Nếu việc trùng lặp xảy ra và liên kết giữa MN và HA đang tồn tại ,thì HA sẽ tạo một đường ngầm để gửi gói tin đến COA của MN .
Trong trường hợp mạng gốc có nhiều HA ,thì địa chỉ nguồn trong IP Header bên ngoài của gói tin phải là địa chỉ gửi cho MN ở trong trường hợp Home Agent của bản tin trả lời đăng ký .
Khi HA nhận được một gói tin gửi cho MN đã đăng ký rời khỏi mạng ,HA phải kiểm tra chắc chắn rằng gói tin này đã được đóng gói ( IP- in-IP) .Nếu đúng ,thì những nguyên tắc đặc biệt sau đây được ứng dụng để chuyển các gói tin đến MN :
- Nếu địa chỉ đích của Header bên trong giống địa chỉ đích của Header bên ngoài ,thì HA phải kiểm tra địa chỉ nguồn của Header bên ngoài .Nếu trùng với COA của MN thì HA phải huỷ bỏ gói tin này .Nếu không thì HA chuyển gói tin này đến MN .Trong trường hợp này HA nên thay đổi địa chỉ đích của Header bên ngoài thành COA của MN ,hơn là đóng gói lại .
- Nếu địa chỉ đích của Header bên trong khác với địa chỉ đích của Header bên ngoài ,thì HA nên đóng gói lại một lần nữa với địa chỉ đích của Header bên ngoài là COA của MN .Sau đó HA chuyển gói tin đến MN .
4.4.2Định tuyến gói tin Broadcast
Khi HA nhận được gói tin quảng bá ,nó sẽ kiểm tra trong danh sách các MN mà nó quản lý xem có MN nào yêu cầu nó gửi gói tin quảng bá không (bằng cách
thiết lập bit B trong bản tin yêu cầu đăng ký đại lý) và nó chuyển tiếp gói tin đến các MN đó .
Nếu bit D trong bản tin yêu cầu đăng ký đại lý được thiết lập ,điều đó có nghĩa là MN sử dụng COA đồng vị trí ,thì HA dễ dàng chuyển tiếp gói tin quảng bá đến MN .Trong trường hợp ngược lại ,HA phảI đóng gói Unicast đối với gói tin quảng bá rồi chuyển đến MN thông qua đường ngầm FA.
4.4.3Định tuyến gói tin Multicast
Như đã đề cập ở trên ,khi MN ở mạng gốc ,nó hoạt động mà không cần đến các dịch vụ của Mobile IP ,nó hoạt động như một bộ định tuyến thông thường hay một máy cố định .Ta chỉ xét trường hợp MN đang ở mạng ngoài .
Để nhận được các gói tin Multicast ,MN phải tham gia vào nhóm Multicast thông qua Muticast router trên mạng con ngoại .Nếu MN muốn gửi thông tin thì nó phải truyền thông qua nhóm Multicast trên mạng con ngoại đó .
4.4.4Định tuyến tối ưu
Như đã biết ,MN sử dụng địa chỉ gốc của nó làm địa chỉ nguồn khi trao đổi thông tin với các thiết bị tương đương ,các bản tin trả lời từ thiết bị tương đương sẽ được định tuyến đến mạng gốc của MN .HA của MN nhận gói tin ,gói và chuyển đến COA của MN .Đây chính là khuyết điểm chính của Mobile IPv4 .Vấn đề này đặc biệt nghiêm trọng bởi các MN có xu hướng liên lạc với các thiết bị tương đương của mạng ngoài trong phạm vi cục bộ .Giải pháp của vấn đề này là định tuyến tối ưu .Nó là chức năng bổ sung thêm của Mobile IPv4 nhằm giải quyết vấn đề định tuyến tam giác .
Trong giải pháp này ,mỗI MN sẽ đuợc duy trì một kho liên kết bao gồm COA của một hay nhiều MN khác .Điều này đồng nghĩa với việc mỗi MN (kể cả máy cố định )muốn được hỗ trợ chức năng này cần phải nâng cấp về phần mềm .Khi cần gửi một gói tin cho MN ,nếu máy gửi đã có một phần tử tương ứng của MN trong kho liên kết ,nó sẽ thực hiện đóng gói và chuyển trực tiếp gói tin này đén MN ,bằng cách lấy COA trong liên kết di động .
Nếu không tìm thấy phần tử nào trong kho liên kết ,gói tin sẽ được gửi bình thường (nghĩa là sử dụng định tuyến tam giác ).Khi nhận được gói tin này ,HA sẽ biết được rằng ,máy gửi chưa có một phần tử trong kho liên kết cho MN ,và gửi một bản tin cập nhật liên kết đến máy gửi .Máy gửi sẽ tạo mới một phần tử trong kho chứa ,kể từ lúc này các gói tin sẽ được gửi trực tiếp đến COA của MN.
4.4.5Mobile Router
Như ta đã biết ,MN cũng có thể là một bộ định tuyến di động (Mobile Router) cung cấp khả năng di động cho cả một mạng di động như trong máy bay ,tàu thuỷ ,tàu hoả…Các thiết bị nối vào mạng thông qua Mobile Router có thể là thiết bị cố định hoặc thiết bị di động .Những mạng như vậy được gọi là mạng lưu động (Mobile Network).
Một Mobile Router cũng có thể hoạt động như một FA ,cung cấp COA cho MN kết nối vào Mobile Network .Ta lấy thí dụ cụ thể về mạng lưu động là mạng trên một máy bay:
Một máy tính xách tay rời khỏi mạng gốc ,sau đó được kết nối vào mạng trên máy bay .Máy tính xách tay đó sử dụng Mobile IP để đăng ký vào mạng trên máy bay đó và nhận COA do mạng này cung cấp.
Mạng trên ,máy bay là một mạng lưu động .Giả sử FA của mạng này chính là bộ định tuyến mặc định nối cả mạng với phần còn lại của Internet.
Khi máy bay đỗ ,bộ định tuyến mặc định sẽ nối với mạng chủ của hãng hàng không ,đây được xem như mạng gốc của bộ định tuyến .Khi bay thì bộ định tuyến mặc định sử dụng sóng vô tuyến để đăng ký kết nối với các FA khác dưới mặt đất .HA của nó chính là một trạm cố định trên mạng chủ của hãng hàng không.
Khi một thiết bị khác gửi dữ liệu cho máy tính xách tay ,nó sẽ gửi dữ liệu tới địa chỉ gốc của máy tính xách tay đó .Gói tin này sẽ được định tuyến đến mạng gốc của máy tính.
HA của máy tính sẽ nhận gói tin này ,đóng gói và chuyển gói tin này đến địa chỉ COA của máy tính trên máy bay .Trong trường hợp này ,COA chính là địa chỉ của FA của máy tính trên máy bay ,do đó gói tin này sẽ được định tuyến đến mạng gốc của bộ định tuyến trên máy bay (chính là mạng chủ của hãng hàng không).
Đại lý gốc của bộ định tuyến di động (trên máy bay) nhận gói tin ,đóng gói một lần nữa và chuyển tới địa chỉ COA của bộ định tuyến .Trong trường hợp này ,COA chính là địa chỉ của một đại lý ngoại (đặt dưới mặt đất )của bộ định tuyến .Đến lúc này ,gói tin đã được đóng gói 2 lần ,lần thứ nhất là với COA của máy tính và lần thứ hai là với COA của bộ định tuyến di động.
Đại lý ngoại của bộ định tuyến mở gói và chuyển gói tin này (vẫn còn đóng gói lần thứ nhất) tới địa chỉ COA của máy tính ,thông qua đường truyền vô tuyến .
Đại lý ngoại của máy tính trên máy bay mở gói và chuyển gói tin này tới địa chỉ gốc của máy tính ,thông qua các tuyến kết nối trên mạng máy bay.
Thí dụ trên đã minh hoạ trường hợp trong đó trạm di động liên kết tới một mạng di động. Nghĩa là trạm di động là di động đối với mạng ,và mạng này cũng di động (đối với mặt đất ) .Trong quá trình di chuyển của máy bay ,chỉ có COA của bộ định tuyến trên máy bay là thay đổi ,còn COA của máy tính xách tay là cố định và được xác định là địa chỉ gốc của bộ định tuyến di động. Do đó ,các gói tin gửi đến máy tính xách tay luôn được định tuyến đến mạng cố định tại trụ sở của hãng hàng không.
Chương V
MOBILE IP VERSION 6
Phần này giới thiệu về hoạt động của các thiết bị sử dụng giao thức IPv6 có hỗ trợ khả năng di động (còn được gọi là Mobile IPv6) .Với mục đích tìm hiểu về
nguyên lý hoạt động ,các đặc trưng cơ bản của giao thức và so sánh với giao thức Mobile IPv4 ,các bản tin điều khiển và cấu trúc dữ liệu sẽ không được đề cập chi tiết .
5.1 TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ IPv6
Trên cơ sở mạng Ipv4 đã được chuẩn hoá vào những năm 1980, Internet đã phát triển rất nhanh và trở thành nền tảng xã hội không thể thiếu được.Ngày nay ,các mạng IP cũng như Internet tiếp tục được nâng cao cả về tốc độ lẫn chức năng. Các mạng IP phải cung cấp nhiều chức năng bao gồm những việc cung cấp đảm bảo cho chất lượng dịch vụ ,di động ,sự liên kết giữa các máy chủ …Tuy nhiên Internet trên cơ sở IPv4 bị giớ hạn về sự mở rộng ,đảm bảo chất lượng dịch vụ ,đảm bảo an toàn ,và khả năng quản lý bởi vì IPv4 được thiết kế như là mạng kết nối của các nhà nghiên cứu và do đó không có được chuẩn bị để phục vụ cho hạ tầng xã hội .IPv6 không chỉ là một sự mở rộng của miền địa chỉ mạng hơn IPv4 mà là kĩ thuật chính để vượt qua những hạn chế trên.
Ipv6 còn được gọi là giao thức Internet thế hệ kế tiếp hoặc Ipng ,IETF đưa ra tập nhân giao thức IPv6 vào 10-08-1998 .IPv6 thích hợp cho thế hệ kế tiếp của giao thức Internet bởi vì nó giải quyết được vấn đề mở rộng Internet ,cung cấp một cơ chế quá độ mềm dẻo cho mạng Internet hiện tại ,và nó được thiết kế để phù hợp với các yêu cầu của thị trường ,như các thiết bị máy tính cá nhân ,môi trường mạng làm việc và điều khiển thiết bị .
Khuôn dạng gói tin IPv6
5.1.1 Những thay đổi từ IPv4 lên IPv6
Mở rộng không gian địa chỉ : IPv6 mở rộng không gian địa chỉ từ 32 bit lên 128 bit ,cho phép phân chia địa chỉ theo cấu trúc phân cấp để đơn giản hoá việc cấp địa chỉ và định tuyến .IPv6 còn đưa ra một khái niệm địa chỉ Anycast ,để xác định một tập các nút mà một gói tin gửi tới một địa chỉ bất kì sẽ được phân phối tới một trong các nút dó.
Đơn giản hoá cấu trúc của phần tiêu đề : Phần tiêu đề trong gói tin IPv4 dành chỗ cho các trường tuỳ chọn .Các trường này không thường xuyên được sử dụng ,song lại được xử lí đối với từng gói tin dẫn đến làm giảm hiệu quả làm việc của các bộ định tuyến .IPv6 đã thay các trường tuỳ chọn này bằng các mở rộng dựa trên nguyên tắc :đơn giản hoá việc xử lý các gói tin.
Hỗ trợ nhiều mở rộng và tuỳ chọn hơn : Trong IPv4 ,các tuỳ chọn được tích hợp vào trong Header cơ bản .Còn trong IPv6 ,chúng được xử lý như là
Header mở rộng .Header mở rộng là tuỳ chọn và chỉ được chèn vào giữa IPv6 Header và dữ liệu .Do đó ,cách đóng gói IPv6 mềm dẻo và hiệu quả hơn ,chuyển tiếp gói tin linh hoạt hơn .Các tuỳ chọn mới trong tương lai sẽ được tích hợp dễ dàng .
Khả năng ghi nhãn luồng : Một khả năng mới là cho phép ghi nhãn các gói tin thuộc về cùng luồng lưu lượng nhất định ,để từ đó nơi gửi có thể đưa ra các yêu cầu xử lý đặc biệt đối với các gói tin này .Ví dụ như yêu cầu dịch vụ thời gian thực hay các dịch vụ với các mức QoS theo yêu cầu .
Nhận thực và bảo mật : IPv6 đưa ra các phần mở rộng cho phép nhận thực ,đảm bảo độ tin cậy và tính toàn vẹn của dữ liệu .Nó được xem là một phần tử cơ sở IPv6 .
5.1.2 Tiêu đề IPv6
Để đơn giản hoá việc xử lý các gói tin và tạo khả năng mở rộng sau này ,IPv6 đã đưa các thông tin tuỳ chọn vào các tiêu đề mở rộng .Sau đây là một số tiêu đề mở rộng thường sử dụng trong IPv6 :
Tiêu đề định tuyến (Routing Header ): Được sử dụng bởi trạm nguồn
IPv6 để xác định danh sách địa chỉ IP của tất cả các trạm mà gói tin phải đi qua trên đường tới đích .Tiêu đề định tuyến được nhận dạng bởi trường (Next Header ) với giá trị 43.
Tiêu đề phân mảnh( Fragment Header) : Được sử dụng bởi trạm nguồn
IPv6 để chứa các thông tin điều khiển trong trường hợp gói tin lớp trên được chia thành nhiều gói tin IP .Trong IPv6 ,gói tin chỉ được phân mảnh một lần tại trạm nguồn và được xử lý tại trạm đích .Tiêu đề phân mảng được nhận dạng bởi trường “Next Header” với giá trị là 44 .
Tiêu đề nhận thực ( Authentication Header ): Được sử dụng để mang
các thông tin điều khiển tạo ra bởi trạm nguồn ,và được sử dụng bởi trạm đích để nhận thực nơi gửi gói tin .Trường này được nhận ra bởi trường “Next Header “ có giá trị là 51.
Tiêu đề các tuỳ chọn đích (Destination Option Header): Được sử dụng để mang các thông tin bổ sung cần phải được xử lý bởi trạm đích .Kiểu tiêu đề này được nhận dạng bởi trường “Next Header” với giá trị là 60.Đây cũng chính là tiêu đề được sử dụng chủ yếu trong Mobile IPv6.
Mỗi gói tin IPv6 có thể có 0,1,hoặc nhiều mở rộng .Mỗi mở rộng có kích thước là bội của 64 bit .Các mở rộng phải được xử lý theo thứ tự mà chúng xuất hiện trong gói tin .Hầu hết các tiêu đề mở rộng được xử lý bởi trạm đích (Ví dụ các mở rộng liên quan đến bảo mật ), do đó chúng không làm ảnh hưởng đến tính năng của các bộ định tuyến .Chỉ duy nhất một kiểu mở rộng được xử lý bởi tất cả các trạm trên đường đi của gói tin ,đó là tiêu đề “Hop-by-Hop Option” .
5.2 TỔNG QUAN VỀ MOBILE IPv65.2.1 Hoạt động của Mobile IPv6 5.2.1 Hoạt động của Mobile IPv6
a) Phát hiện sự di chuyển
Một MN có thể xác định vị trí hiện tại của nó bằng cách lắng nghe các bản tin quảng bá bộ định tuyến và lưu trữ thông tin tiền tố mạng. Nếu một trong các tiền tố mạng mà MN nhận được qua các bản tin quảng bá bộ định tuyến giống với tiền tố mạng gốc , thì MN biết được rằng nó đang ở trên mạng gốc .Ngược lại ,MN đang ở mạng ngoài .
Từ các bản tin quảng bá bộ định tuyến ,MN chọn một bộ định tuyến làm