IPv6技术系列_CH3_Handover.doc

換手介紹換手介紹(Handover) Overview Mobile IPv6 Handover的時間計算 Fast Handoers for Mobile IPv6 Hierachical Mobile IPv6Overview Layer 2與Layer 3的handover 兩種形式的無線連結 連結式(Connection-oriented) 非連結式(Connectionless) Mobile IPv6 Handover的時間計算Layer 2與Layer 3的handover當使用者移動後所連接的基地台(BS)與原本的基地 台連接是同一個網段(IP不改變)，則其handover是屬於Layer 2。RouterSwitchRS RSMNLayer 2與Layer 3的handover當使用者移動後所連接的基地台(BS)與原本的基 地台連接的網段是不同的(移動後IP會改變)，則 其handover是屬於Layer 3。Router 1SwitchRouter 2SwitchRS RSRS RSMN兩種形式的無線連結在網路中，每個封包都有目的地的資訊， 網路設備也依據此訊息來決定傳送的路徑。 在大部分的網路中，到目的地的路徑都不 止一條，因此同一個檔案所切成不同的封 包就可能會經過不同的路徑到達目的地。連結式(Connection-oriented)發送資料前，先經由網路管理系統通知網 路，決定接收端到發送端的路徑，一旦建 立連線之後，所有屬於該連線之封包都會 經由此路徑到達目的地。非連結式(Connectionless)發送資料前，不需建立接收端到發送端的 通道，但是每個封包都需要著名接收端的 位址，網路設備依據每個封包的位址決定 路徑將封包送往目的地。非連結式(Connectionless)以非連結式傳送的封包，有可能因所經路 徑不同而造成順序的錯亂(先傳後到)，接收 端在接收到封包後，會對所收到的封包作 重新排序的動作。換手介紹(Handover) Overview Mobile IPv6 Handover的時間計算 Fast Handoers for Mobile IPv6 Hierachical Mobile IPv6Mobile IPv6 Handover的時間計算假設MN移動後一段時間會無法接收或傳送 任何訊息(dt)。則這段時間主要可以分成兩 個部份dt=di+ddl是Layer 2在handover的時間，而di是 Mobile IPv6移動開始到另一個地點並且建 立連線的時間。而我們希望的是能夠減少花在di的時間。Mobile IPv6 Handover的時間計算 而di又可分為兩個部份di=Tmv+TbuTmv是MN從移動開始到目的地router分配一 個Care of Address的時間， Tbu則是MN獲 得Care of Address開始到建立連線的時間。Mobile IPv6 Handover的時間計算 再往下細分， MN移動之後到獲得Care ofAddress之前， MN必須先送出Router Solicitation封包給附近的路由器(Trs)，然後 路由器會回傳Router Advertisement封包給 MN(Tra)，最後會偵測網路上使用的重複位 址(Duplicate Address Detection, DAD)，如 果沒有重複，則路由器會給MN一個Care of Address(Tcoa)。Tmv=Trs+Tra+Tcoa 當MN得到Care of Address之後， MN必須與送出Binding Update的訊息給HA，而這 個過程是需要加密的。MN HA CNHOTIeOTI-t-* HA_ -t-* HA_-t-*e N_rollMNHA _ rollMNHA _ro.e N*_HOT COT 因此Binding update的過程中加密的時間為中間經過HA的時間(HoTI/HoT, Tmn-ba-cn)與 直接到達CN的時間(CoTI/CoT, Tmn-cn)。Tbu=Tmn-ba-cn+Tmn-cn 最後可以得到di=Trs+Tra+TcoaTmn-ba-cn+Tmn-cn換手介紹(Handover) Overview Mobile IPv6 Handover的時間計算 Fast Handoers for Mobile IPv6 Hierachical Mobile IPv6Fast Handoers for Mobile IPv6在mobile IPv6中，對於某些服務，在換手 時造成的封包遺失，將使的連線的品質大 受影響，因此如何減少換手的時間與換手 過程中封包的遺失就是Fast Handover的任務。Fast Handoers for Mobile IPv6首先，在Fast Handovers中，路由器之間彼 此會依照某種協定交換彼此的資訊。當行 動節點(MN)準備要從原本的路由器移動到 新存取的路由器前，必然會先接收到 新存取路由器的訊號，這時MN就會對新存 取路由器發出RS訊息，要求路由器回傳代 理路由宣傳(PRA)。Fast Handoers for Mobile IPv6而PRA中包含著此新存取路由器的前綴資訊 (Prefix)與IP，所以當MN收到PRA後，將他 與原路由器的Prefix、IP做比對，如果與原 路由器的Prefix不同，則判斷為新存取路由 器。有這個過程後，MN在尚未決定移動到 新存取路由器時，就可以知道其資訊。Fast Handoers for Mobile IPv6當MN接收到PRA後，因為事前已經知道新 存取路由器的資訊，因此會直接創造出新存 取路由器的轉交位址(New Care of Address, NCoA)，等到確定要換到新存取路由器時， 會將帶有NCoA與原轉交位址(Previous Caer of Address, PCoA)的快速連結更新(Fast Binding Update, FBU)給原路由器。Fast Handoers for Mobile IPv6原路由器收到FBU後，原路由器會發送帶有 PCoA與NCoA的換手初始(Handover Initiate, HI)的訊息給新存取路由器。這樣未來新存 取路由器如果收到送往NCoA的封包時，會 先將封包暫存起來，並且回傳換手回覆 (Handover Acknowlegde, HAck)的訊息。Fast Handoers for Mobile IPv6當原路由器收到HAck後，收到要送往MN原 位址的封包會包上一層表頭送往NCoA，同 時回傳快速連結回覆(Fast Binding Acknowledge, FBAck)給新存取路由器與原 路由器網域給MN，這時候MN就可以換手 到新存取路由器而不用擔心封包會遺失。Fast Handoers for Mobile IPv6當MN移動到新存取路由器網域後，會發送 快速鄰居宣傳(Fast Neighbor Advertisement, FNA)給新存取路由器，通知新存取路由器 將之前暫存的封包送往MN，這時MN可以 一邊接收封包一邊對代理伺服器與對應節點 作連結更新。Fast Handoers for Mobile IPv6ConnectMN PAR NAR HARSPRAFBU HI HAckFBAckFBAckDisconnectFNABU&BAckConnectFast Handoers for Mobile IPv6簡單的說，FMIPv6是一種尚未移動時就與 附近的路由器及AP溝通做好準備換手的動 作，在準備換手的時候封包會先暫存在路由 器內，當作好換手的動作後，路由器再將封 包傳給使用者。換手介紹(Handover) Overview Mobile IPv6 Handover的時間計算 Fast Handoers for Mobile IPv6 Hierachical Mobile IPv6Hierachical Mobile IPv6HMIPv6架構中新增一個Mobility Anchor Point (MAP)元件，用來管理一個區域的移 動。再HMIPv6中，同一個MAP下的移動稱 為小範圍移動(Micro-mobility)，而由MAP 移動到另一個MAP則為大範圍移動(Macro- mobility)。Hierachical Mobile IPv6Macro-mobility Micro-mobilityMacro-mobility由於人們都有區域性移動的習慣，因此 HMIPv6可節省MN在micro-mobility的註冊 時間成本與減少MN換手時的時間。Macro-mobility 在HMIPv6中MN會被分派到兩個位址，一個是On-Link Care-of-Address(LCoA)以及 Regional Care-of-Address(RCoA)，LCoA 與MN的存取路由器有一樣的Prefix，而RCoA則與MAP有一樣的Prefix，Macro-mobilityRLCCooAA與與MRA1的P的PrPerfeixfi相x相同同RLCooAMacro-mobility當MN進入一個新的MAP時，會先送出RS 的訊息要求AR回覆RA，而RA中會包含 RCoA與LCoA的資訊。MN收到RCoA之後， 會送出一個local Binding Update給MAP， MAP就會將RCoA與LCoA做binding。Macro-mobilityRS RA Binding UpdateMacro-mobility 在local Binding Update的欄位中，會以RCoA當作MN的home address，而LCoA為他的source address，同時回傳Binding Acknowledge給MN，通知這次的Binding是 成功的。Macro-mobility向MAP註冊完畢之後，MN必須向他真正的 Home agent註冊，此時MN會送出binding update給home agent替RCoA與home address做binding。而這次的Binding update欄位的source就是RCoA，而home address則是真正的home address。Macro-mobility 當MAP收到送給MN的RCoA封包時，MAP會用tunnel將這些封包轉送給MN的LCoA。送往RCoARCoA=LCoA需送出Binding Update給MAP註LCoA即可，RCoA則