TKK | Tietoverkkolaboratorio | Julkaisut

Mikko Merger: Mobility management with Mobile IP version 6


Työ PDF-muodossa. The work in PDF format.
Date: December 7, 2004
Pages: 84
Department: Department of Electrical and Communications Engineering
Professorship: S-38 Telecommunication Technology
Supervisor: Professor Jorma Jormakka
Instructor: Lic.Sc.(Tech.) Markus Peuhkuri

Abstract of the Master's Thesis

The use of wireless local area networks as access technology for Internet is growing rapidly. One of the driving forces behind this development is that WLANs enable user mobility within the coverage area of the network. Mobility in the Internet however presents some problems such as session continuity and reachability. In this thesis these problems associated with mobile nodes are studied. Some of the known approaches operating in different protocol layers are presented and their applicability is evaluated. The main focus is on IETF's mobility management proposal Mobile IPv6 which is studied thoroughly. After the literary research the possibilities to simulate WLANs and MIPv6 with ns-2 network simulator are examined and some simulations are performed.

In the literal study the mobility support of IEEE 802.11 is found to be limited to changes of access points only within the same subnet. Also the conventional IP routing mechanism and protocols used on transport layer make it impossible to maintain connections or reachability when moving between subnets. Mobile IPv6 is an extension to IPv6 which offers a transparent mobility management solution on the network layer. It allows nodes to move in the Internet without losing active transport layer sessions or reachability. The design of MIPv6 benefits from the experiences gathered from Mobile IPv4 and the new features provided by IPv6. Therefore it includes many enhancements compared to MIPv4.

Ns-2 combined with the MobiWan extension and some additional modifications gives the possibility to research MIPv6 mobility management through various simulation scenarios. In this thesis we present scenarios which were used to evaluate the advantages of route optimization compared to reverse tunnelling and the signalling traffic load created by Mobile IPv6. The simulations show that the advantage of route optimization depends on the locations of mobile and correspondent nodes in relation to the home agent. In all cases route optimization gives higher throughput than reverse tunnelling and in some cases even multiple times higher throughput can be reached with it. In the other scenario the signalling traffic generated by MIPv6 binding registrations is found to be fairly small and should not cause any problems in IEEE 802.11 networks.
 
Keywords: Mobile IPv6, mobility management, IEEE 802.11, WLAN, simulation, ns-2

Mikko Merger: Liikkuvuudenhallinta Mobile IP versio 6 -protokollalla

Diplomityön tiivistelmä

Langattomien lähiverkkojen käyttö liityntätekniikkana Internetiin kasvaa nopeasti. Eräs suurimmista tekijöistä tämän kehityksen takana on se, että langaton tekniikka mahdollistaa käyttäjien liikkumisen verkon peittoalueella. Liikkuminen Internetissä aiheuttaa kuitenkin ongelmia kuten avoimien yhteyksien ylläpito ja tavoitettavuuden säilyttäminen. Tässä diplomityössä tutkitaan näitä liikkuvien päätelaitteiden käyttöön liittyviä ongelmia ja esitellään joitakin tunnettuja ratkaisumalleja sekä vertaillaan niiden soveltuvuutta eri tilanteisiin. Työssä keskitytään IETF:n ehdottamaan liikkuvuudenhallintamekanismiin Mobile IPv6, jonka toiminta käydään läpi yksityiskohtaisesti. Kirjallisuustutkimuksen jälkeen selvitetään WLAN ja MIPv6-tekniikoiden simulointimahdollisuuksia ns-2 verkkosimulaattorilla sekä suoritetaan joitakin simulaatioita.

Kirjallisuustutkimuksessa IEEE 802.11 -standardin liikkuvuusominaisuudet osoittautuu varsin rajoittuneiksi, sillä ne mahdollistavat liityntäpisteen vaihdon vain saman aliverkon sisällä. Lisäksi tavanomaiset IP-reititysmekanismit sekä kuljetuskerroksen protokollat tekevät yhteyksien ja tavoitettavuuden säilyttämisen aliverkkojen välillä liikuttaessa mahdottomaksi. Mobile IPv6 on IPv6:n laajennus, joka tarjoaa läpinäkyvän verkkokerroksella toimivan liikkuvuudenhallintaratkaisun. Se mahdollistaa laitteiden liikkumisen Internetissä ilman, että avoimet yhteydet tai tavoitettavuus menetettäisiin. Mobile IPv6:n suunnittelussa on kyetty hyödyntämään Mobile IPv4:stä saatuja kokemuksia sekä IPv6:n uusia ominaisuuksia. MIPv6 sisältää siten monia parannuksia MIPv4:ään verrattuna.

Ns-2 laajennettuna MobiWan-laajennuksella sekä joillakin lisämuutoksilla tarjoaa mahdollisuuden MIPv6-liikkuvuudenhallinnan tutkimiseen erilaisien simulaatioskenaarioiden avulla. Tässä työssä muodostettiin muutamia skenaarioita, joilla tutkittiin reitinoptimoinnilla saavutettavia etuja sekä Mobile IPv6:n rekisteröintien aiheuttamaa signalointiliikennettä. Simulaatiot osoittavat, että reitinoptimoinnilla saatava hyöty riippuu liikkuvan laitteen ja vertaislaitteen sijainnista suhteessa kotiagenttiin. Kaikissa tapauksissa sillä saavutetaan käänteistunnelointia suurempi siirtonopeus ja joissakin tapaukissa päästään jopa moninkertaiseen siirtonopeuteen käänteistunnelointiin verrattuna. Toisessa skenaariossa MIPv6-signalointiliikenteen määrä osoittautui varsin pieneksi eikä sen pitäisi aiheuttaa ongelmia IEEE 802.11 -verkoissa.
 
Avainsanat: Mobile IPv6, liikkuvuudenhallinta, IEEE 802.11, WLAN, simulointi, ns-2


Tietoverkkolaboratorio on nyt osa Tietoliikenne- ja tietoverkkotekniikan laitosta. Tällä sivulla oleva tieto voi olla vanhentunutta.

Tämän sivun sisällöstä vastaavat ja Webmaster.
Sivua on viimeksi päivitetty 17.03.2005 12:49.
URI: http://www.netlab.tkk.fi/julkaisut/tyot/diplomityot/1040/index.shtml
[ TKK > Sähkö- ja tietoliikennetekniikan osasto > Tietoverkkolaboratorio > Julkaisut ]