Em chưa phân biệt giữa roaming và Mobile IP

[netbaby]

Em bắt đầu tìm hiểu về Mobile IP và có 1 số thắc mắc sau:

1) Tại sao Mobile IP lại "hot" đến thế?
2) Tại sao người ta thường dùng Mobile IP cho IPv6 mà không cho IPv4?
3) Mobile IP hiểu khái niệm ban đầu là vẫn giữ kết nối khi chuyển sang vùng của Access Point khác. Như vậy, nó cũng giống như cơ chế Roaming trong wireless??? Bình thường không có Mobile ta vẫn có thể roaming được đấy thôi? Điểm khác biệt giữa roaming và Mobile IP là gì?

[luancb]

IP di động (Mobile IP)

--------------------------------------------------------------------------------

Mobile IP (MIP) (IP di động) là một giao thức của IETF giúp người dùng với thiết bị di động của mình có thể di chuyển từ mạng này sang mạng kia với những địa chỉ IP subnet khác nhau mà vẫn duy trì được communication đang diễn ra. Mobile IP đã trở thành giao thức không thể thiếu trong thế giới di động, trong công nghệ tương lai (thế hệ thứ 4G). Mobile IP có rất nhiều mở rộng và phát triển khác nhau như: MIPv4, MIPv6, Hierarchical MIP, Fast MIP, Multiple CoA MIP, Proxy MIP, Mobile Network Mobility (NEMO), Hawaii,...

1. Nguyên lý hoạt động của IP di động
Như đã biết là trong mạng, mỗi một thiết bị, một nút mạng sẽ được gắn liền với một địa chỉ IP nhất định. Trong một quá trình liên lạc, địa chỉ IP chính là điểm gắn vật lý với Internet. Do đó khi một CN (correspondent node) gửi một gói tin đến một nút di động MN (Mobile Node), gói đó được định tuyến đến mạng thường trú của MN (home network), không phụ thuộc vào vị trí của MN vì các máy CN không có thông báo gì về sự di động này. Để cho gói tin ấy vẫn đến được MN, đó chính là vai trò của MIP.

1.1 Các khái niệm cần biết
- Khi MN đang trong mạng thường trú, nó được phân phối một địa chỉ IP thường trú. Khi đó quá trình liên lạc diễn ra bình thường: nút di động MN nhận các gói thông tin và trả lời chúng như một máy chủ thông thường.

- Nếu MN đi khỏi mạng thường trú, thì MN cần có một đại diện thay mặt nó. Đại diện này là đại diện thường trú HA (Home Agent). Dễ hiểu là vai trò của HA là nhận thông tin gửi đến MN và tiếp tục gửi nó đến đúng địa chỉ mới của MN.

- Để làm được như vậy thì MN , khi đi khỏi nơi thường trú, phải có một địa chỉ tạm trú, gọi là CoA, và thông báo địa chỉ này cho HA để biết địa điểm hiện hữu của MN. Có nhiều cách để có địa chỉ này, nhưng tiện nhất là MN có địa chỉ này từ một đại diện. Đại diện này được gọi là đại diện tạm trú FA (Foreign Agent).

Đến đây thì các bạn đã được làm quen với các khái niệm HA, FA, CoA. Đây là 3 khái niệm xuyên suốt trong quá trình tìm hiểu và xây dựng giải pháp IP di động.

1.2 Nguyên tắc hoạt động
- Khi một MN ra khỏi mạng thường trú. Làm thế nào để MN biết là nó đi ra khỏi mạng thường trú cũng như tìm đại diện mới nếu đã ở mạng khách? HA và FA thường xuyên gửi quảng bá một gói tin để "coucou, tôi đang ở đây". Gói tin này được gửi broadcast và gửi theo chu kỳ. Nhờ đó mà MN phát hiện là nó đang ở mạng khác, và nó sẽ tiến hành quá trình tìm kiếm đại diện tạm trú của nó. Ngoài ra MN cũng có thể gửi yêu cầu lên Agent để bảo agent gửi broadcast thông tin. Cả quá trình này được biết đến với tên là Agent Discovery.

- Một khi đã nhận được thông tin về FA (địa chỉ...), nó có thể bắt đầu liên lạc với FA. MN gửi yêu cầu đăng ký thông qua FA đến HA để được lưu động trong một thời gian. Yêu cầu này đến MN (thông qua FA) cho phép hoặc từ chối việc đăng ký này.

- Nếu HA cho phép sự đăng ký này, nó sẽ làm việc như người được ủy nhiệm của MN. Khi mạng nơi ở gốc của MN nhận được các gói tín hiệu có địa chỉ đến MN. HA nhận những gói này (dùng ARP ủy nhiệm) đóng gói chúng lại và tiếp tục gửi tới địa chỉ của FA mà MN đã đăng ký. FA sẽ mở các gói tin này và gửi tới MN vì nó biết MN đang ở đó một cách chính xác. HA dùng phương pháp "đóng gói" gói để chuyển thông tin cho MN bằng cách dùng thêm phần mào đầu IP (IP header) của gói và chuyển theo đường hầm (tunelling) đến MN.

- Quá trình tiếp diễn cho đến khi hết thời hạn đã đăng ký (hoặc MN chuyển đến vị trí mới). Khi xảy ra hiện tượng hết hạn, MN phải đăng ký lại với HA của nó thông qua FA (nếu MN có thì nó hoạt động như FA của nó). Khi MN chuyển đến mạng khác, nó gửi một yêu cầu đăng ký mới qua FA mới. Trong trường hợp này HA sẽ thay đổi địa chỉ nhờ chuyển CoA của MN và nó sẽ gửi tiếp các gói đã đóng gói tới địa chỉ nhờ chuyển CoA.

- Khi MN trở về mạng thường trú, nó không cần di động nữa, nó gửi một yêu cầu đăng ký lại đến HA, nói rõ rằng nó đang "ở nhà" để không thực hiện đường hầm và dọn bỏ các địa chỉ nhờ gửi trước đây. Tại điểm này, MN không phải đăng ký lại nữa cho tới khi nó chuyển khỏi mạng.

Nghe có vẻ khá đơn giản, tuy nhiên đến tận bây giờ người ta vẫn đang tiếp tục nghiên cứu để cải tiến nó, bởi vì nó là một giải pháp gần như là duy nhất có hiệu quả để đảm bảo sự di động trong thế hệ mạng tương lai, mạng 4G.

2. Có thể cái tiến IP di động ở điểm nào?
2.1. Triangle problem
Nếu bạn để ý sẽ thấy một khuyến điểm của IP di động, là khi bạn đang ở mạng khác (Foreign network) thì thông tin trước khi gửi đến MS phải gửi thông qua HA, rồi từ HA lại chuyển tiếp đến MS. Riêng MS thì vì biết rõ địa chỉ của CN, nên nó có thể hoặc gửi trực tiếp đến CN hoặc gửi thông qua HA. Nếu thông tin cứ truyền qua HA, thì rõ ràng thời gian trể sẽ lớn và quá trình định tuyến như thế là không hiệu quả. Xem hình minh họa dưới đây.




Vấn đề này còn gọi là "định tuyến tam giác". Do vậy người ta cải tiến nó bằng cách là, đối với những packets ban đầu, ngay khi MS thực hiện MIP registration với HA, thì nó sẽ được chuyển đến HA. Tiếp theo thì MS sẽ gửi một "binding update" tới thẳng CN. "Binding" ở đây nghĩa là một ánh xạ liên kết từ địa chỉ thường trú home address của MS với địa chỉ CoA của nó. CN sẽ duy trì cái binding này, mỗi một truy nhập (entry) sẽ có một thời gian sống nhất định. Nếu entry vẫn còn valid thì CN sẽ gửi packets trực tiếp đến MS và MS cũng sẽ gửi trực tiếp đến CN. Nếu entry bị expired thì lúc đó CN sẽ gửi đến HA, rồi từ HA sẽ chuyển đến MS như bình thường. Và lúc đó MS sẽ phải gửi lại binding update.

2.2 Forwarding
Bây giờ tưởng tượng một MS di chuyển từ một mạng foreign này sang một mạng foreign khác, tức sẽ chuyển từ FA-old (oFA) sang một FA-new (nFA). Trong lúc chuyển từ oFA sang nFA, thông tin gói sẽ vẫn tiếp tục được chuyển đến oFA. Để giảm số packet bị mất do vấn đề này, thì liệu oFA có thể chuyển thông tin nó nhận được đấy đến nFA? Đấy chính là một cải tiến mà tôi muốn nói đến ở đây: forwarding.

Một khi MS kết nối xong với nFA, nó sẽ gửi địa chỉ mới của nó đến oFA, và oFA sẽ chuyển thông tin đến cho nó.

Hoặc trước khi di chuyển, nó có thể báo với oFA địa chỉ mới mà nó đến, rồi từ đó, oFA sẽ forward packets đến nFA. nFA sẽ lưu packets chờ đến khi MS kết thúc kết nối với nFA, rồi gửi đến nó.
(trích từ utehy.vn)