CÁC CÔNG NGHỆ MẠNG KHÁC
6.8.3 Trao đổi thông tin trong Mobile IP
Một địa chi IP gồm hai phần: phần nhận dạng Subnet (NetlD) và phần nhận dạng node trong Subnet (HostlD). Router sử dụng bảng định tuyến để truyền gói tin theo địa chi đích. Router chi lưu trừ phần nhận dạng Subnet trong bảng định tuyển. Để cấp phát một địa chi IP mới đến node di động MN đòi hỏi hệ thống tên miền (DNS - Domain Name System) cần cập nhật liên tục các bảng định tuyến cho việc gán tên logic đến một địa chi IP. Phưomg pháp này khó có thể thực hiện được khi Mobile node di chuyển thường xuyên. Vì, để để thiết lập một kết nổi TCP tin cậy cần phải xác định địa chỉ IP Client, cổng TCP Client, địa chi IP Server và cổng TCP Server, những giá trị này phải không thay đổi trong quá trình trao đổi thông tin. Vì vậy, kết nổi TCP sẽ không tíiể tồn tại khi di chuyển địa chi đích.
Giải pháp Mobile IP cho phép các node di động sử dụng hai địa chỉ IP. Trong Mobile IP, địa chi chủ HA (Home Address) không thay đổi và được dùng để nhận dạng các kết nối TCP/IP. Địa chi IP động, được cấp phát cho node di động MN khi nó di chuyển đến mạng khác (mạng khách). Địa chi này gọi là địa chi COA (Care-Of Address) được dùng đổ nhận biết điểm truy nhập của MN trong mạng khách. HA (Home Agent) được đặt trong mạng chủ (Home Network), mỗi khi nút di động không truy nhập đến mạng chù nhưng truy nhập đến mạng khác (Poreign Network - mạng khách), HA nhận tất cả các gói được dự định cho nút di động và gửi đến FA. Và FA gửi các gói đến nút di động. Một HA có thể chạy trên một bộ định tuyến thuộc mạng chủ, tẩt cả các gói tin đến nút di động đều đi qua bộ định tuyến.
Một giải pháp khác của IP di động là bộ định tuyến quản lý các nút di động phụ thuộc mạng chủ ào. Trong trường hợp này, tẩt cả các nút di động trong mạng khách. HA cũng có thể được thực hiện trên một node bất kỳ trong mạng con. Giải pháp này là cần thiết khi phần mềm Router không thể bị thay đồi. Tuy nhiên nhược điểm của nó là các gói tin truyền qua Router hai lần nếu nút di động đang ờ mạng khách.
Chương 6: Các công nghệ mạng khác 345
346 Giáo trình Mạng mày tinh
Poreign Agent Care of Address
Hình 6.34: Trao đổi thông tin trong Mobile ỈP 6.8.4 Tổng quan giao thức Mobile IP MIP
Giao thức IP di động được thiết kế có đặc trưng cơ bản sau:
- Nút di động (Mobile node) phải có khả năng liên lạc với các node khác khi thay đổi điểm truy nhập ờ tầng liên kết mà không thay đồi địa chi IP.
- Nút di động phải có khả năng liên lạc với các node khác không MIP.
- Tất cả các bản tin về vị trí của nút di động phải được chứng thực.
- Liên kết vô tuyến có độ rộng băng thông nhỏ hơn và tỷ lệ lỗi cao hơn các mạng hữu tuyển thông thường.
- MIP không hạn chế bổ sung địa chi IP. Nghĩa là tổ chức sở hữu nút di động có thể ấn định địa chi IP bằng giao thức khác được quản lý bởi tồ chức đó.
v ề bản chất, MIP là một phương ứiức để thực hiện ba chức năng sau:
- Phát hiện tác nhân (Agent Discovery): các HA và FA có thể quàng cáo (Adveitisement) khả năng sẵn sàng trên các liên kết mà chúng phục vụ. Một Mobile node mới đến có thể gửi mời chào (Solicitation) irên liên kết này để nhận biết Agent.
- Đăng ký (Registration): khi nút di động rời khỏi mạng chủ, nó đăng ký địa chi COA với HA. Phụ thuộc vào phương pháp tmy nhập mạng, nút di động có thể đăng ký trực tiếp với HA cùa nó hay thông qua FA. Aagent làm nhiệm vụ chuyến đăng ký đến HA.
- Truyền đường hầm (Tunnelling): đế truyền các gói số liệu đến nút di động khi node này rời khòi mạng chù. HA phải truyền đường hầm các gói số liệu đến COA.
Khi rời khỏi mạng chù, IP di động sứ dụng giao thức truyền đường hầm để che giấu địa chỉ chù của nút di động đổi với các Router can thiệp giữa mạng chủ và vị trí hiện tại cùa nó. Đường hầm kết cuối tại COA của nút di động. COA phải là địa chi để các gói sổ liệu có thể được gửi thông qua định tuyến IP thông thường. Tại COA, gỏi sổ liệu gốc được lấy ra khỏi đường hầm và được gửi đến nút di động.
IP di động cung cấp hai ché độ lựa chọn khác nhau đế nhận được địa chi COA:
- FA COA: là địa chi COA được cung cấp bởi FA thông qua các bản tin thông báo (Advertisement). COA là địa chi IP cùa FA. Trong chế độ này, FA là điểm cuối cùa đường hầm nhận các gói đã truyền qua hầm, mớ gói và gừi đến Mobile node. Chế độ nhận này hiệu quà hơn vì nó cho phép nhiều Mobile node chia sẻ cùng địa chi COA, Phù hợp với không gian địa chỉ IPv4.
- CCOA; là địa chi COA được yêu cầu bởi nút di động như địa chi IP cục bộ thông qua phương tiện ngoài (Poreign Link). Mobile node liên kết với phương tiện này như là một trong những giao tiếp mạng riêng của nó. Địa chi này có thể được cấp phát động DHCP tạm thời của Mobile node hoặc cỏ thể sở hữu dài hạn sừ dụng khi tạm trú ờ mạng khách.
Chẳng hạn Mobile node có thể sừ dụng địa chi IP mà nó được cấp phát cho phiên truyền làm CCOA khi nó nằm trong vùng phù sóng cùa mạng ứiông tin di động 3G. Khi sử dụng CCOA Mobile node đóng vai trò là điểm cuối của Tunnel và thực hiện mở gói sổ liệu được gửi theo Tunnel đến nó. Một ưu điểm nữa của CCOA với các Mobile nodc là có thể sứ dụng cho các kết nối tạm Ihời và khônẹ cần các dịch vụ cùa bất kỳ một Home Agent nào.
Có thê phác họa sơ bộ hoạt động cùa một giao thức MIP như sau:
- Các Agent Mobility (các HA và FA) thông báo sự hiện diện của nó trong các bản tin thông báo tác nhân (Agent Advertisement). Mobile node có thể mời chào (Solicitation) để nhận một bản tin thông báo tác nhân thông qua bản tin mời chào tác nhân (Agent Solicitation).
Chưong 6: Càc cõng nghệ mạng khác 347
- Mobile node nhận bản tin Agenl Advertisement và biết đang ờ mạng chủ hay mạng khách.
- Nếu Mobile node nhận biết đang ở mạng chủ, nó hoạt động mà không cần các dịch vụ di động. Nấu Mobile node trở về mạng chủ từ một nơi đăng ký khác, Mobile node đăng ký lại với tác nhân HA qua việc trao đổi bản tin yêu cầu đăng ký (Registration Request) và trả lời đảng ký (Registration Reply).
- Khi MN (Mobile Node) nhận biết nó đã di chuyển đến mạng khách và nhận địa chi COA của mạng khách. Địa chì COA có thể được nhận biết từ bản tin thông báo của FA (FA COA) hoặc bởi kỹ thuật phân bổ bên ngoài như DHCP (CCOA).
- Nút di động hoạt động ngoài mạng chủ phải đăng ký COA mới với HA thông qua bản tin yêu cầu đăng ký và trả lời đăng ký với HA, có thể thông qua một FA.
- Các gói dữ liệu gửi đến Home Address của node bị chặn lại bời HA, truyền đường hầm HA đến COA của Mobile node. Các gói được nhận tại điểm cuối của Tunnel (tại FA hoặc tại chính Mobile node) và cuối cùng được gửi đến Mobile node.
- Hướng ngược lại, các gói gửi từ Mobile node được gửi đến đích sử dụng kỹ thuật định tuyến IP tiêu chuẩn, không nhất thiết phải truyền qua HA.
Kỹ thuật CCOA có ưu điểm cho phép Mobile node làm việc không cần FA (chẳng hạn ờ các mạng sử dụng DHCP hoặc một vài phưcmg tiện nhận dạng địa chi IP khác). Tuy nhiên làm khó ỉdiăn cho không gian địa chi IPv4, vì đòi hỏi phải cỏ vùng địa chi ờ mạng ngoài dành cho các Mobile node khách. Không cỏ nhiều phương tiện để duy trì vùng địa chì này một cách hiệu quả cho mỗi mạng con mà Mobile node tạm trú.
Có thể phân biệt chức năng COA và chức năng của FA. COA đơn giản chỉ là điểm cuối của đường hầm, có thể là một địa chi của FA (FA COA) có thể là địa chi tạm ứiời của Mobile node (CCOA). Mặt khác FA là tác nhân di động cung cấp các dịch vụ cho các Mobile node.
Hình 6.35 mô tả định tuyến gói tin đến và từ nút di động. Trong hình này nút di động sử dụng địa chi FA COA như sau;
348 Giáo trinh Mạng mày tinh
Chương 6: Các công nghệ mạng khàc 349
1. Các gói số liệu đến mạng chủ bời định tuyến IP chuẩn.
2. HA chặn các gói, đóng gói và truyền theo đường hầm đến FA theo C'OA.
3. FA mờ gói sổ liệu và chuyển nó đến nút di động.
4. Các gói sổ liệu tuyền từ nút di động, được gửi đi theo định tuyển IP.
Tác nhân chủ —— Tác nhân chủ
Nút di động Nút tương ứng
Hình 6.35: Định tuyận gói tin đến và từ nút di động
MIP là giao thức hỗ trợ tính di động trong mạng IP, nó định nghĩa thêm hai phần tử mạng là HA và FA. HA quản lý các địa chi IP cố định cùa các MN còn FA liên kết tới địa chi IP gọi là COA. Các gói số liệu được HA chặn lại, mã hoá và gửi tới FA thông qua địa chì COA. FA giải mã số liệu rồi chuyển tiếp cho MN. Như vậy FA là thực thế IP có liên quan chặt chẽ với MN nhất, ở mạng di động đó là các trạm gốc BSC hoặc các bộ định tuyến tích hợp trong BSC như IWF ờ mạng CDMA.
Khi di chuyển giữa các mạng, MN phải đăng ký với HA và FA của nó để các thiết bị này có thể xác định được địa chi IP mới cùa MN. Mỗi một nút di động MN sẽ có hai địa chi IP, một để định vị và một để nhận dạng.
Ngày nay tất cả các đầu cuối dựa trên các công nghệ có dây và không dây đều có thể liên lạc được với nhau, đó là nhờ có giao thức Mobile IP. Nó cung cấp khả năng di động trên mạng Internet mà không phải thay đổi các hệ thống cổ định hiện tại. Tuy nhiên giao thức này có một số vấn đề chưa giải quyết được, đó là vấn đề an toàn, hiệu suất mạng, chất lượng dịch vụ,... Có nhiều câu hỏi ở lớp mạng di động còn cần được nghiên cứu giải quyết tiếp.
350 Giáo trinh Mạng máy tinh