Mobile IP - nowe możliwości usług w sieciach

Sporym problemem w obrębie działania Mobile IP jest stosowanie translacji adresów NAT/NAPT (bardzo rozpowszechnionych, głównie ze względu na ograniczone zasoby przestrzeni adresowej IPv4). Rozwiązaniem jest wprowadzona stosunkowo niedawno do Mobile IP funkcja NAT Traversal, która jest zaimplementowana w agencie domowym. Polega ona na zestawianiu tunelu UDP pomiędzy agentem domowym a węzłem ruchomym, co ma zapewniać transmisję danych po rejestracji węzła u agenta. Włączenie mechanizmu tunelowania UDP odbywa się po wykryciu różnicy pomiędzy adresem CoA a adresem źródłowym (oznacza to, iż na drodze pakietów znajduje się ruter dokonujący translacji adresów). Wymianę wiadomości pomiędzy poszczególnymi jednostkami Mobile IP w ramach NAT Traversal pokazano na rys. 4.

Na świecie powstało wiele implementacji protokołu Mobile IP. W początkowym stadium rozwoju były to przede wszystkim implementacje akademickie, dla systemów open source (np. Linux, FreeBSD). Popularnym przykładem takiej implementacji jest Dynamics HUT Mobile IP (implementacja agentów i klienta dla systemu Red Hat Linux).

Mobile IP - nowe możliwości usług w sieciach

Rys. 4 Funkcja NAT Traversal w ramach protokołu Mobile IPv4

Elastyczność i duże możliwości usługowe Mobile IP szybko zwróciły uwagę producentów oprogramowania, czego konsekwencją było pojawienie się komercyjnych implementacji Mobile IP. Co więcej, producenci ci dostosowali mechanizmy Mobile IP do koncepcji terminali wielointerfejsowych z funkcjonalnością międzysystemowego przełączania.

Doskonałym przykładem jest oprogramowanie firmy Birdstep, przeznaczone dla terminali działających na platformach Windows 2000, Windows XP, Pocket PC 2002 oraz (w przyszłości) Symbian. Ogólną koncepcję działania klienta Mobile IP firmy Birdstep przedstawiono na rys. 5. Typowa konfiguracja zakłada, iż agent domowy znajduje się w publicznej sieci Internet, z każdą z sieci dostępowych (WLAN, GPRS, UMTS itp.) skojarzony jest natomiast jeden agent zdalny.

Oprogramowanie klienta Mobile IP firmy Birdstep (nazwa komercyjna: Birdstep Intelligent Mobile IP Client) oferuje interfejs umożliwiający definiowanie priorytetów połączeń - użytkownik określa kolejność wyboru interfejsów przy założeniu ich dostępności. Przykładowo, jeśli użytkownik nada priorytet połączeniom WLAN, to gdy pojawi się on w obszarze aktywnego hot spota, zostanie automatycznie przełączony przy zachowaniu istniejących sesji TCP. Oprogramowanie ma dodatkowe moduły funkcjonale do obsługi WLAN, pozwalające na podstawie analizy zmienności mocy sygnału z punktu dostępowego podjąć optymalną decyzję momentu przełączenia (chodzi o to, aby w obszarach przejściowych uniknąć częstych przełączeń pomiędzy GPRS a WLAN, jednocześnie maksymalnie długo pozostając w zasięgu WLAN). Klient Mobile IP umożliwia też automatyczne wdzwanianie się do Internetu w przypadku wykrycia utraty wszystkich innych interfejsów (smart dial) oraz wykrywanie urządzeń wykorzystujących podczerwień (smart device detection). W terminalach GPRS z tym oprogramowaniem jest możliwe wykorzystanie funkcji always on, opartej na stale aktywnym billingu za ilość przesłanych danych (pozwala to uniknąć po skorzystaniu z innych interfejsów, np. z WLAN, ewentualnej przerwy związanej z rozpoczęciem nowego naliczania w momencie przełączenia).

Mobile IP - nowe możliwości usług w sieciach

Rys. 5 Przykład komunikacji z protokołem Mobile IP - rozwiązanie firmy Birdstep

Istotnymi elementami są również obsługa opisanego wcześniej mechanizmu NAT Traversal oraz realizacja tunelowania wstecznego (szczególnie istotnego w sytuacji, gdy rutery brzegowe aktualnie wykorzystywanej sieci odrzucają pakiety z adresami źródłowymi nienależącymi do puli danej podsieci - standardowe mechanizmy Mobile IP zakładają, że pakiety wysyłane przez terminal w polu adresu źródłowego podają adres domowy). W odniesieniu do obecnie stosowanych konfiguracji sieciowych obsługa obu wymienionych funkcji jest konieczna.

Pozostaje kwestia kompatybilności klientów Mobile IP ze stosowanymi agentami. W większości przypadków rolę agentów pełnią odpowiednio skonfigurowane rutery (np. urządzenia Cisco z uruchomioną funkcjonalnością HA lub FA). Pojawiają się jednak implementacje czysto programowe, uruchamiane na dowolnych hostach w publicznej sieci IP. Aby uniknąć ewentualnych problemów związanych z kompatybilnością, przeprowadza się testy zgodności. Przykładowo, klient Mobile IP firmy Birdstep współpracuje z agentami Cisco HA/FA, Sun HA/FA i większością dostępnych wersji linuksowych zgodnych ze specyfikacją Mobile IP.

Jeśli chodzi o obsługę tuneli VPN, to w koncepcji Mobile IP pewną niedogodnością jest różna lokalizacja w modelu OSI różnych typów protokołów tunelujących (L2 lub L3) względem Mobile IP (w przypadku wersji L2 - Mobile IP korzysta z tunelowania VPN). Większość producentów rozwiązuje tego typu problem, umożliwiając stworzenie uniwersalnego profilu sieciowego pozwalającego na skonfigurowanie dwóch agentów domowych (dla intranetu i Internetu). Takie podejście pozwala na zachowanie mobilności w połączeniu z możliwością korzystania z tuneli VPN, np. przy dostępie do wewnętrznych zasobów intranetu.

Oczywiście, rozwiązanie firmy Birdstep nie jest jedyną implementacją Mobile IP dostosowaną do międzysystemowego przełączania (handover). Platforma firmy Secgo obejmuje oprogramowanie terminali końcowych i agentów HA/FA. Testy funkcjonalności oprogramowania Secgo zostały wykonane przez SURFnet (testy przełączeń pomiędzy hot spotami WLAN a siecią GPRS). Oprogramowanie klienta firmy Secgo jest przeznaczone dla systemów Windows 98, Me, 2000, XP i Linux 2.2/2.4. Agent HA/FA obsługuje również tunele VPN (rozwiązanie jest kompatybilne z oprogramowaniem Secgo Crypto IP, Check Point VPN-1 SecuRemote, Cisco Systems VPN client oraz Microsoft Windows 2000 IPsec client).

Mobile IP - nowe możliwości usług w sieciach

Rys. 6 Rola Mobile IP w różnych bezprzewodowych sieciach dostępowych

Przykłady komercyjnych implementacji Mobile IP można znaleźć również w ofertach firm takich, jak: Cisco (Cisco Mobile IP), HP, Sun (Sun Mobile IP) czy iPUnplugged. W większości przypadków dostępne użytkownikom funkcje są zbliżone - istotne różnice obejmują przede wszystkim interfejs konfiguracyjny oprogramowania.

W odniesieniu do przyszłych zastosowań Mobile IP ważnym elementem jest określenie roli tego protokołu w globalnej infrastrukturze bezprzewodowych sieci dostępowych. Jak twierdzą producenci oprogramowania, najistotniejszą rolą jest funkcjonalność międzysystemowego przełączania na poziomie sieci IP. W sposób poglądowy przedstawiono to na rys. 6. Linią czerwoną zaznaczono handover realizowany przez protokół Mobile IP, a linią pomarańczową - przez mechanizmy specyficzne dla konkretnej sieci dostępowej. Taka architektura wynika z faktu, iż w ramach każdej z sieci dostępowych, użytkownik ma stały (na okres korzystania z danej usługi) adres IP niezależnie od jego lokalizacji (przykładowo, użytkownik, który zalogował się do sieci GPRS i w trakcie aktywnej sesji zmienia swoje położenie, zachowuje stały adres IP). Z kolei zmiana sieci dostępowej (np. z WLAN na UMTS) oznacza konieczność stosowania mechanizmów przełączania Mobile IP.

Tym, co tak naprawdę jest istotne dla użytkowników terminali mobilnych, jest automatyzacja procesów. Dzisiaj mamy wiele kart, PIN-ów, kodów dostępu, haseł itp. Każda z sieci wymaga osobnych mechanizmów uwierzytelnienia, a przy tym nie ma możliwości płynnego przełączania między nimi. Mobile IP ma rozwiązać problem międzysystemowej mobilności terminali na poziomie sieci IP. Chociaż stosowanie mechanizmów tunelowania przez HA prowadzi do zwiększenia opóźnień w sieci i zmniejszenia dostępnej przepustowości, to jednak koncepcja wielointerfejsowych terminali wyposażonych w oprogramowanie Mobile IP jest krokiem na drodze do systemów All-IP.

Jak twierdzą specjaliści, wiele obecnych problemów związanych z protokołem Mobile IP zostanie rozwiązanych w ramach wersji Mobile IPv6, która eliminuje konieczność stosowania agentów zdalnych, jednocześnie zwiększając efektywność mechanizmów zarządzania mobilnością. Jednak na IPv6, a tym bardziej Mobile IPv6 przyjdzie jeszcze poczekać, dlatego na razie należy zadowolić się dostępnymi rozwiązaniami i - choć mają one wiele wad - już na obecnym etapie mogą rozwiązać wiele problemów związanych z mobilnością abonentów.


TOP 200