IP y Movilidad

¿Qué es IP móvil?
Mecanismo a nivel de red diseñado para permitir la movilidad de un host en Internet de forma que se mantenga en todo momento su dirección IP original, así como las conexiones o sesiones que tuviera establecidas
El cambio de router se produce dinámicamente y de forma transparente a los niveles superiores. Las sesiones se mantienen incluso durante el cambio de router, siempre y cuando la comunicación se mantenga en todo momento, aunque la velocidad de movimiento puede influir en este factor
IP móvil está diseñado para resolver el problema de la ‘macro’ movilidad, o sea entre redes diferentes. La ‘micro’ movilidad (entre células en una red inalámbrica) se resuelve mejor con mecanismos a nivel de enlace.

Movilidad en IP: el problema
A 147.156.0.0/16 por A
A 152.48.0.0/16 por D
A
D
C
B
Internet
A 147.156.0.0/16 por A
A 152.48.0.0/16 por D
Red 147.156.0.0/16
Red 152.48.0.0/16
Ping 147.156.135.22
Ping 147.156.135.22
(Gp:) ?

¡Host Y queda inaccesible al cambiar de LAN!
X
(Gp:) A 147.156.0.0/16 por A
A 152.48.0.0/16 por D
(Gp:) A
(Gp:) D
(Gp:) C
(Gp:) B
(Gp:) Internet
(Gp:) A 147.156.0.0/16 por A
A 152.48.0.0/16 por D
(Gp:) Red 147.156.0.0/16
(Gp:) Red 152.48.0.0/16
(Gp:) X

(Gp:) 147.156.135.22
(Gp:) Y

(Gp:) 147.156.135.22
(Gp:) Y

Solución DHCP + DNS dinámico
147.156.135.22
A 147.156.0.0/16 por A
A 152.48.0.0/16 por D
A
D
C
B
Internet
A 147.156.0.0/16 por A
A 152.48.0.0/16 por D
Red 147.156.0.0/16
Red 152.48.0.0/16
Ping 147.156.135.22
(Gp:) ?

Host queda inaccesible al cambiar de LAN
El host recibe una nueva dirección en la red visitada
No requiere cambios de software en el host ni en los routers
No se consigue transparencia, y las sesiones se interrumpen
A pesar de eso es una solución aceptable (y recomendable) en la mayoría de los casos (si solo se requiere portabilidad)
152.48.15.37
X
Y

Solución LAM (Local Area Mobility) Propietaria Cisco
147.156.135.22
A 147.156.0.0/16 por A
A 152.48.0.0/16 por D
A 147.156.135.22/32 por D
A
D
C
B
Internet
A 147.156.0.0/16 por A
A 152.48.0.0/16 por D
Red 147.156.0.0/16
Red 152.48.0.0/16
Ping 147.156.135.22
A 147.156.135.22/32 por E0
A 147.156.135.22/32 por B
Ofrece transparencia y portabilidad, pero no movilidad. No mantiene sesiones
No requiere cambios de software en los hosts, solo en los routers
Requiere propagar rutas host por toda la red
Convergencia lenta
Difícil realizar agregación de rutas
Problemas de escalabilidad
X
Y

(Gp:) Túnel IP de A hacia D

Solución IP móvil
(Gp:) 147.156.135.22

A 147.156.0.0/16 por A
A 152.48.0.0/16 por D
A
D
C
B
Internet
A 147.156.0.0/16 por A
A 152.48.0.0/16 por D
Red 147.156.0.0/16
Red 152.48.0.0/16
Ping 147.156.135.22
Se construye un túnel entre el router habitual (A) y el router ‘visitado’ (D).
Ofrece completa transparencia y movilidad
Requiere cambios de software en el host y en los routers
La ruta resultante no es en general óptima
(Gp:) Paquetes encapsulados

X
Y

Terminología de IP móvil
A
D
C
B
Internet
Home Agent (HA)
Foreign Agent (FA)
Mobile Node (MN)
Correspondent Node (CN)
Care of Address (CoA)
La ‘Care of Address’ es la dirección IP donde se termina el túnel (en este caso la de la interfaz ethernet del router D)
Home network (HN): 147.156.0.0/16
Foreign network (FN):
152.48.0.0/16
Home Address (HAd):
147.156.135.22
X
Y

Ventajas de IP móvil
Sólo el HA (Home Agent) y el FA (Foreign Agent) necesitan saber la ubicación del host móvil. Los demás routers realizan encaminamiento de paquetes de la manera normal.
Solo los routers y los hosts móviles necesitan nuevo software. Transparente al resto de la red
Escalable. Solo el HA y el FA almacenan información de estado
El host móvil siempre está accesible en la misma dirección IP.
Se produce ineficiencia por:
Encapsulado (cabecera IP adicional)
Ruta no óptima (problema de triangulación) como consecuencia del túnel (sólo en el sentido CN?MN)

Funcionamiento de IP móvil
Para el funcionamiento de IP móvil es fundamental que el MN localice a su FA. Esto se hace por medio de extensiones al mecanismo de Router Discovery (RFC 1256) que usa mensajes ICMP (Agent Solicitation y Agent Advertisement)
El MN emite a intervalos regulares mensajes de búsqueda de agentes (Agent Solicitation). Si recibe respuesta del HA deduce que está ‘en su casa’ (su HN) y no usa los servicios de IP móvil
Si el MN recibe respuesta de un FA inspecciona el prefijo de red; si se trata de una red extraña pide la CoA y envía un mensaje de registro a su HA para que construya el túnel
Por otro lado los agentes (HA y FA) se anuncian periódicamente en el ámbito de su LAN (TTL = 1) e indican cuales son sus posibilidades (actuar como HA, como FA o como ambos)
Si el MN recibe un Agent Advertisement de un FA nuevo deduce que ha cambiado de zona (quizá se está moviendo); entonces pide una nueva CoA y se reregistra en su HA.

Proceso de IP móvil (simplificado)
147.156.135.22
HA: 147.156.0.1
A
D
C
B
Internet
HN: 147.156.0.0/16
FN: 152.48.0.0/16
HA
FA
MN
CN
1
1: El MN busca y descubre al FA (Agent Solicitation)
4: El HA construye el túnel y encapsula
paquetes del CN hacia el MN
4
5: En sentido contrario el FA enruta paquetes
(sin pasar por el túnel) del MN hacia el CN
5
(Gp:) 2
(Gp:) 2: El FA le indica al MN la CoA

(Gp:) CoA: 152.48.0.1

3: El MN se registra en el HA a través del FA
3
(Gp:) 152.48.0.1
(Gp:) 147.156.135.22

Si el MN se mueve y se conecta a través de otro FA el proceso se repite.
La nueva entrada del MN en la tabla del HA (con otra CoA) borra la anterior.
Esto permite el cambio de FA (‘roaming’) sin perder la comunicación.
3
(Gp:) 147.156.0.1
(Gp:) 147.156.135.22

147.156.0.1