프록시 모바일 IPv6

Proxy Mobile IPv6

Proxy Mobile IPv6(또는 PMIPv6, PMIP)는 IETF에 의해 표준화된 네트워크 기반의 모빌리티 관리 프로토콜로 RFC 5213에 규정되어 있습니다.모바일 코어 네트워크로부터 독립된 공통 액세스 기술을 구축하기 위한 프로토콜로 WiMAX, 3GPP, 3GPP2, WLAN 기반 액세스 아키텍처와 같은 다양한 액세스 기술을 수용합니다.프록시 모바일 IPv6는 IETF에 의해 표준화된 유일한 네트워크 기반 모빌리티 관리 프로토콜입니다.

서론

네트워크 베이스의 모빌리티 관리에서는, 호스트의 TCP/IP Protocol 스택을 변경하지 않고, Mobile IP 와 같은 기능을 사용할 수 있습니다.PMIP를 사용하면 호스트는 IP 주소를 변경하지 않고 인터넷에 대한 접속 지점을 변경할 수 있습니다.Mobile IP 어프로치와는 달리, 이 기능은 네트워크에 의해서 실장됩니다.네트워크는 호스트의 움직임을 추적하여 필요한 모빌리티 시그널링을 대신 시작합니다.다만, 모빌리티에 다른 네트워크인터페이스가 포함되는 경우, 호스트에서는, 다른 인터페이스간에 같은 IP 주소를 유지하기 위해서, Mobile IP 와 같은 변경을 실시할 필요가 있습니다.

3GPP의 'SaMog'(GTP에 근거한S2a Mobility) 연구 항목은 모바일패킷코어와 신뢰할 수 있는 WLAN 액세스네트워크(3GPP TR 23.852) 간의 인터워킹을 정의합니다.이 인터워킹에 대해 SaMog가 정의하는 인터페이스는 3GPP S2a GTP 인터페이스입니다.

프록시 모바일 IPv6 배치 모델

+-------+ _-----+ _-----( )__(인터넷) ---(LMA) (__)(LMA) (_ _) '---' +---+ +---+-- ----------------------------------------------(인터넷)----- IP 네트워크 --(_)_) -- '------------------------------------------------- / \ MAG ----- +-----------+ +----------------------------- (세션 체인) LMAG +-----------++---------++-----+---+ _-----_( )_ +---+ +---(IP 네트워크) --- AP AP AP(__) (L2) (L2) (L2) (L2) '-----' +---+ +---+ +---+ +------ MAG MAG / \ / \ / \+---++---+ MN/\ MN 프록시 모바일 IPv6: 플랫도메인 모델프록시 모바일 IPv6: 도메인 체인

프록시 모바일 IPv6 테크놀로지의 주요 속성

  • 오픈 인터넷 표준에 근거하고 있습니다.
  • 클라이언트 소프트웨어 불필요
  • IP 주소의 연속성
  • 단일 액세스 기술 도메인 내에서 로밍하는 경우 세션 연속성
  • 모바일 노드는 IPv4 클라이언트, IPv6 클라이언트 또는 듀얼 스택클라이언트일 수 있습니다.
  • LMA(Local Mobility Anchor)와 MAG(Mobile Access Gateway) 간의 전송 네트워크는 IPv4 또는 IPv6일 수 있습니다.
  • LMA와 MAG 사이의 터널은 공유 터널입니다.
  • LMA와 MAG 사이의 터널은 GRE 또는 IP-in-IP에 기반할 수 있습니다.
  • PMIP가 액세스 측에서 조정된 MTU 값을 애드버타이즈하기 때문에 패킷 플래그멘테이션은 발생하지 않습니다.
  • 초경량 프로토콜, MAG 기능을 저비용 액세스 포인트로 구현할 수 있습니다.
  • 최소 핸드오버 지연 시간
  • 시그널링의 의미는 IPv6 에 근거하고 있습니다만, IPv4 네트워크상에서 유효하게 할 수 있습니다.
  • PMIPv6 시그널링은 표준 IPsec 트랜스포트 모드 ESP를 사용하여 보호할 수 있습니다.
  • 클라이언트 모빌리티에 대한 자연스러운 지원.LMA는 모바일 IPv6 홈에이전트입니다.
  • 3GPP LTE 아키텍처에서 지원되는 프로토콜 인터페이스
  • 액세스 테크놀로지 도메인을 링크하기 위한 표준 프로토콜 글루
  • 표준화에 대한 업계 전체의 참여
  • 3GPP, WiMAX 및 3GPP2 아키텍처에 채택
  • 과금, 정책 적용, LI 및 DPI 적용을 위한 중앙 트래픽 집약
  • 모든 3GPP LTE 패킷 데이터 게이트웨이(PDN 게이트웨이의 LMA 기능)에서 지원
  • 장래의 증명

프록시 모바일 IPv6: 테크놀로지의 개요

기능 엔티티

PMIPv6 아키텍처는 다음 기능 엔티티를 정의합니다.

  • 로컬 모빌리티 앵커(LMA)
  • 모바일 액세스 게이트웨이(MAG)
  • 모바일 노드(MN)
  • 통신자 노드(CN)

메시징 콜플로우

PMIPv6-IPv6-Signaling.jpg PMIPv6-CN6-to-MN6.jpg

프로토콜 동작

  1. 모바일 호스트가 PMIP 도메인에 들어갑니다.
  2. 링크상의 모바일액세스 게이트웨이가 호스트 허가를 체크합니다.
  3. 모바일 호스트가 IP 주소를 취득하다
  4. 모바일 액세스 게이트웨이는 호스트의 현재 위치에 대해 Local Mobility Anchor를 업데이트합니다.
  5. MAG와 LMA 모두 쌍방향 터널을 만듭니다.
  6. 모바일 액세스 게이트웨이가 라우터 애드버타이즈메시지를 Care-of-Address를 사용하여 MN에 송신한다.

액세스 인증

  • 액세스 인증 및 모바일 노드 ID
  • 모바일 노드의 정책 프로필
  • MAG와 오센티케이터의 조합

보안에 관한 고려 사항

  • 컨트롤 플레인 보안
  • 데이터 플레인 보안

주소 할당

  • DHCPv4를 통한 IPv4 주소 할당
  • IPv6의 상태 비저장 자동 설정

프록시 모바일 IPv6: 테크놀로지 애플리케이션

  • 프록시 모바일 IPv6를 사용한 선택적 IP 트래픽 오프로드 지원
  • 로컬 도메인에서의 네트워크 기반 모빌리티 관리(싱글 액세스 테크놀로지 도메인)
  • 액세스 테크놀로지 도메인에 걸친 테크놀로지 간 핸드오프(예: LTE에서 WLAN으로, eHRPD에서 LTE로, WiMAX에서 LTE로)
  • L2TP, 스태틱 GRE, CAPWAP 기반 아키텍처를 대체하는 액세스 어그리게이션으로 3G/4G 통합 및 이동성 실현

프록시 모바일 IPv6에 의한 선택적 IP 트래픽 오프로드(SIPTO) 지원

오늘날 모바일 사업자는 두 가지 근본적인 과제에 직면해 있습니다.

  • 사용 가능한 주파수는 한정되어 있기 때문에 매크로 네트워크 내에서 액티브하게 할 수 있는 모바일노드의 수는 제한됩니다.이는 샌프란시스코 시와 같은 고밀도 지역에서 주요 문제가 되고 있습니다.
  • 모바일 데이터 트래픽의 기하급수적인 증가로 모바일 패킷코어에 중대한 용량 문제가 발생하고 있습니다.

이러한 확장 과제에 대처하기 위해 모바일 사업자는 대체 액세스 기술을 공통의 모바일 코어에 통합함으로써 네트워크 커버리지를 확장하는 새로운 기술 접근법을 모색하고 있습니다.특히 IEEE 802.11 규격에 근거한 무선 LAN 네트워크는 많은 가능성을 나타내고 있습니다.

SIPTO.jpg

둘째, 모바일 데이터 트래픽의 급증에 따른 문제에 대처하기 위해 모바일 운영자들은 인터넷 피어링 포인트가 있는 곳이라면 어디서든 가장 가까운 WLAN 액세스엣지에서 IP 트래픽플로우를 오프로드하는 새로운 방법을 모색하고 있습니다.이러한 흐름은 홈네트워크의 모빌리티 앵커까지 전송하는 것이 아니라모든 IP 트래픽을 홈네트워크에 라우팅할 필요는 없습니다.IP 모빌리티 지원이 필요 없는 비필수 트래픽의 일부는 액세스엣지 게이트웨이에서 오프로드 할 수 있습니다.이 접근방식은 네트워크 전체의 용량을 늘리고 전송 비용을 절감함으로써 모바일패킷 코어의 활용도를 높이고 효율적인 사용을 실현합니다.Selective IP Traffic Offload Option과 같은 접근 방식은 기본적인 오프로드 의미를 제공할 수 있습니다.

프록시 모바일 IPv6 구현 방법

모바일 액세스 게이트웨이

기능 블록 필요 플랫폼 API 묘사
트리거 핸들러 이벤트: MN-ATCHED, MN-DECHED 파라미터: Mac-Address, MN-Id(존재하는 경우) Linux API - 미정 이 기능 블록은 모바일노드의 접속, 분리, 주소 설정 및 라우터 검출 관련 이벤트와 관련된 트리거를 검출하기 위해 필요합니다.네트워크 트리거, 디폴트라우터의 MAC 주소용 ARP 메시지, Gratuitous ARP 메시지, DHCP 요청 메시지, IPv6 ND 메시지는 MAG가 PMIPv6 시그널링을 개시하는 잠재적인 트리거입니다.경우에 따라서는 다른 링크 레이어 고유의 수단으로 액세스링크상의 새로운 MAC 주소를 검출하는 것에 근거하는 트리거도 있습니다.RFC 5844, RFC 5213, RFC 4436, RFC 5227을 참조해 주세요.이러한 트리거에서의 모바일노드의 ID는 DHCPv4를 제외하고 항상 Mac 주소입니다.여기서 client-identifier 옵션은 잠재적으로 모바일노드 ID가 될 수 있습니다(클라이언트 또는 액세스포인트나 WLAN 컨트롤러 등의 중계 노드에 의해 설정된 경우).
아이덴티티 관리 GET-MN-Identity파라미터: Mac Address, MN-Id 미정 모바일 노드의 ID는 액세스 인증에 관련지어집니다.802.1x/EAP 메커니즘을 사용하는 모바일노드가 액세스 인증을 완료하면 인증에 사용되는 ID와 MN의 대응하는 MAC 주소가 인식됩니다.액세스 오센티케이터 함수와 MAG가 기능적으로 같은 노드에 배치되어 있는 경우 모바일노드의 ID와 링크층/Mac 식별자 간의 매핑을 취득하는 방법은 구현에 달려 있습니다.또한 이러한 기능은 다른 네트워크 노드(예: AP의 Authenticator와 무선 LAN 컨트롤러/퍼스트 홉 라우터의 MAG)에서 호스트될 수 있지만, MAG가 모바일노드의 ID를 취득할 수 있도록 두 노드 간에 프로토콜인터페이스를 사용할 수도 있습니다.섹션 6.6, RFC 5213을 참조하십시오.MAC 주소를 MN-Id 로서 사용하는 경우는, 시큐러티의 영향과 정책 프로파일의 Mac 주소를 이해할 필요가 있습니다.
정책 프로파일 GET-MN-프로파일파라미터: MN-Id 미정 모바일 노드 정책 프로파일은 특정 모바일노드의 서비스 프리퍼런스를 식별합니다.PMIPV6 도메인, LMA IP 주소, 3GPP APN 등의 파라미터가 프로파일에 존재합니다.섹션 6.2, RFC 5213을 참조해 주세요.이 프로파일은 보통 AAA 등의 중앙 정책 스토어에 있습니다.로컬로 설정할 수도 있습니다.PMIPv6 RADIUS 드래프트 또는 PMIPv6 Diameter Interface(RFC 5779)를 참조해 주세요.
PMIPv6 시그널링 PBU/PBA 메시지 미정 PBU 메시지에서 필요한 옵션은 a)입니다.[ Home Network Prefix ]옵션 b)IPv4 Home Address Request 옵션c )[ Access Technology Type ]옵션 d)[ Link - Layer Identifier ]옵션 e)핸드오프 인디케이터 옵션.3GPP APN 정보를 전송하는 서비스 선택 옵션, 액세스 네트워크 정보 옵션, IPv4 트래픽 오프로드 옵션 및 벤더 고유 옵션 등의 기타 옵션 파라미터.섹션 8(RFC 5213)을 참조하십시오.섹션 3(RFC 5844), 섹션 3(RFC 5094), 섹션 3(RFC 5149)PBU는 MIPv6 BU 메시지일 뿐입니다.MIPv6 오픈소스 실장은 새로운 옵션을 추가한 후 메시징 라이브러리로 사용할 수 있습니다.
DHCPv4의 상호작용 Get-IP-Address-From-LMA, Assign-IP-Address-To-MN. 파라미터: MN-Id, Mac 주소, IPv4 홈주소, 서브넷마스크, 디폴트라우터 주소 예 모바일 노드는 DHCPv4 를 사용해 IPv4 주소를 취득합니다.RFC-5844 는, MAG 에 배치되는 DHCP 서버와 MAG 에 배치되는 DHCP 릴레이의 2 개의 모드를 서포트하고 있습니다.MAG 에 DHCP 서버(미니멀리즘)의 코리케이션을 실장하는 것이 보다 간단한 방법입니다.필요한 인터랙션은, MAG가 LMA over PMIPv6 시그널링 플레인으로부터 취득한IPv4 주소를 할당하도록 DHCP 서버에 영향을 주는 기능입니다.모바일 노드에서 DHCP Discover 요구가 있을 경우 모바일노드의 LMA에서 PMIPv6 시그널링을 완료한 후 DHCP 서버가 MAG를 트리거하고 MAG가 IP 주소를 반환해야 합니다.DHCP 서버는, LMA 로부터 취득한 IP 주소를 할당할 필요가 있습니다.또한 MAG는 디폴트라우터 주소에 대한 ARP 요구에 응답할 수 있어야 합니다.
터널 관리 Create-Tunnel, Delete Tunnel.파라미터: Encap-Type, IP 송신원주소, IP 수신처 주소 예 PMIPv6 사양은 GRE, IP-in-IP 캡슐화 모드를 지원합니다.즉, 터널 캡슐화는 IPv4-GRE, IPv6-GRE, IPv4 및 IPv6로 할 수 있습니다.페이로드 패킷은, 네고시에이트 된 터널 인캡과 함께 반송되는 IPv4 또는 IPv6 로 할 수 있습니다.Linux 오픈소스 패키지 IPRoute2는 이러한 캡슐화 모드를 모두 지원합니다.
IP 전송 Add-IPv4-Tunnel-Route, Delete-IPv4-Tunnel-Route, Add-Reverse-Tunnel-Policy-Route, Delete-Reverse-Tunnel-Policy-Route.파라미터: IPv4 Address, IPv6-Prefix, Tunnel-Interface-Id, MN-MAG-Interface-Id. 미정 MAG는 LMA에 의해 할당된IP 주소를 사용하는 모바일노드로부터의 IPv4 또는 IPv6 패킷을 PMIPv6 LMA 터널을 통해 리버스 터널링해야 합니다.통상, 패킷 헤더내의 MAC 주소, 송신원IPv4 주소, 송신원IPv6 프리픽스에 관련 붙여진PBR 루트는, 리버스 터널링용의 패킷을 선택하는데 사용할 수 있습니다.로컬 루팅을 이노블로 하면 몇 가지 최적화가 필요합니다.

로컬 모빌리티 앵커

기능 블록 필요 플랫폼 API 묘사
프록시 모델 미정 미정 PMIPv6를 지원하도록 오픈 소스 MIPv6 Home Agent 확장
어드레싱 모델 미정 미정 미정
보안 모델 미정 미정 미정
데이터 구조 미정 미정 새로운 파라미터로 BCE 테이블 확장, 새로운 PMIPv6 모바일 옵션 정의

프록시 모바일 IPv6 실장

  • Cisco PMIPv6[1]
  • 노키아 지멘스 네트워크
  • Starent(현재 Cisco의 일부)
  • 기타 LTE PGW 벤더 수
  • OpenAirInterface 프록시 모바일 IPv6(OAI PMIPv6)[2]
  • OPMIP - Proxy MIPv6 Mobility Management[3] Protocol의 오픈 소스 구현
  • UMIP - Linux용[4] 모바일 IPv6 및 NEMO

프록시 모바일 IPv6 사양

인터넷 표준(IETF)

  • S. 건다벨리, K. 렁, V. 데바라팔리, K.Chowdhury와 B.Patil "Proxy Mobile IPv6", RFC 5213, 2008년8월
  • R. 와키카와와 S.Gundavelli, "프록시 모바일 IPv6에 대한 IPv4 지원", RFC 5844, 2010년 5월
  • A. Muhanna, M. Kalil, S. Gundavelli 및 K.Leung, "Generic Routing Encapsulation (GRE) Key Option for Proxy Mobile IPv6", RFC 5845, 2010년 6월
  • A. Muhanna, M. Kalil, S. Gundavelli 및 K.Leung, "IPv6 모빌리티를 위한 바인딩 취소", RFC 5846, 2010년 6월
  • V. Devarapali, R. Koodli, H. Lim, N. Kant, S. Krishnan & J. Laganier, "프록시 모바일 IPv6의 하트비트 메커니즘", RFC 5847, 2010년 6월
  • S. 건다벨리, M.오하이오 주, 타운슬리Troan과 W.12월, "이더넷 상의 IPv6 멀티캐스트패킷 주소 매핑", RFC 6085, 2011년 1월
  • T. Schmidt, M. Waehlisch, S. Krishna, "프록시 모바일 IPv6에서의 멀티캐스트청취자 지원을 위한 기본 배치", RFC 6224, 2011년 4월
  • J. Korhonen & V. Devarapali, "프록시 모바일 IPv6용 로컬모빌리티 앵커(LMA) 디스커버리", RFC 6097, 2011년 2월
  • J. 코호넨, J. 부넬, K.Chowdhury, A.Muhanna, U. Meyer, "MAG와 LMA의 Diameter Server와의 상호작용", RFC 5779, 2011년 2월
  • V. Devarapali, A. Patel 및 K. Leung, "모바일 IPv6 벤더 고유 옵션", RFC 5094, 2007년 12월
  • J. 코호넨, S. 건다벨리, H. 요코타, X.Cui, "프록시 모바일 IPv6에서의 동적 LMA 할당 지원", RFC 6463, 2011년 12월
  • F. Abinader, S. Gundavelli, K. Leung, S. Krishnan, D.Premec, "프록시 모바일 IPv6에서의 벌크 등록 지원", RFC 6602, 2012년 4월
  • F. Xia, B.사리카야, J.코호넨, S.군다벨리, D.Damic, "프록시 모바일 IPv6에 대한 RADIUS 지원", RFC 6572, 2012년 4월
  • G. 키니, K. 코이데, S. 건다벨리, R.Wakikawa, "Proxy Mobile IPv6 Management Information Base", RFC 6475, 2012년 1월
  • M. Liebsch, S. Jung & Q. Wu, "로컬라이즈드 라우팅 문제 스테이트먼트", RFC 6275, 2011년 6월
  • S. 크리슈난, R. 쿠들리, P. 루레이로, Q.우앤에이Dutta, "프록시 모바일 IPv6 로컬라이제이션 라우팅", RFC 6705, 2012년 9월
  • S. Gundavelli, X. Zhou, J. Korhen, R. Koodli, G. Feige, "프록시 모바일 IPv6(SIPTO)" RFC 6909, 2013년 4월
  • S. Gundavelli, J. Korhonen, M. Grayson, K. Leung 및 R. Pazhyannur, "PMIPv6용 네트워크 정보 옵션 액세스", RFC 6757, 2012년 10월
  • X. Zhou, J. Korhonen, C.Williams와 S.Gundavelli, "PMIPv6 프리픽스 위임", RFC 7148 2014년 2월
  • S. Gundavelli, "프록시 모바일 IPv6를 위한 예약 IPv6 인터페이스 식별자", RFC 6543, 2012년 3월
  • M. Liebsch, P. Seite, H. 요코타, J. Korhonen 및 S. Gundavelli, "프록시 모바일 IPv6에 대한 QoS 지원", RFC 7222 2014년 4월
  • S. Krishnan, S. Gundavelli, M. Liebsch, H. Yokota & J. Korhonen, "프록시 모바일 IPv6 업데이트 알림", RFC 7077, 2013년 11월
  • R. 와키카와, R. 파지야누르, S. 건다벨리 & C.Perkins, "프록시 모바일 IPv6를 위한 제어와 사용자 플레인의 분리", RFC 7389, 2014년 10월
  • R. Pazhyannur, S. Speicher, S. Gundavelli, J. Korhonen 및 J. Kappallimalil, "프록시 모바일 IPv6(PMIPv6) ANI 옵션 확장", RFC 7563, 2015년 6월
  • T. Melia & S. Gundavelli, "다중접속 지원 포함 IP 호스트에 대한 논리 인터페이스 지원", RFC 7847, 2016년 5월
  • CJ. Bernardos, "플로우 모빌리티를 지원하는 프록시 모바일 IPv6 확장", RFC 7864, 2016년 5월
  • Z. Yan, J. Lee 및 X. Lee, "프록시 모바일 IPv6에서의 홈네트워크 프리픽스 번호 변경", RFC 8191, 2017년 8월
  • D. Patki, S. Gundavelli, J. Lee, Q.Fu, & L. Bertz, "로컬모빌리티 앵커에 의해 제어되는 모바일액세스 게이트웨이의 설정 파라미터", RFC 8127, 2017년 8월
  • P. Seite, A.Yogin, & S. Gundavelli, "MAG Multipath Binding Option", RFC 8278, 2018년 1월
  • S. Gundavelli, "WLAN 액세스 네트워크를 위한 프록시 모바일 IPv6 프로토콜의 적용 가능성", http://tools.ietf.org/html/draft-gundavelli-netext-pmipv6-wlan-applicability, 2011년 10월
  • M. Liebsch & S. Gundavelli, "Proxy Mobile IPv6 with WiFi Access Authentication", http://tools.ietf.org/html/draft-liebsch-netext-pmip6-authiwk,, 2011년 2월
  • S. Gundavelli, M. Grayson, Y. Lee, H. Deng 및 H. Yokota, "신뢰할 수 있는 무선 LAN 액세스를 위한 여러 APN 지원", http://tools.ietf.org/html/draft-gundavelli-netext-multiple-apn-pmipv6, 2012년 3월

SDO 규격 (3GPP, 3GPP2, WiMAX)

  • 3GPP SA2, "비 3GPP 접근을 위한 아키텍처", 3GPP TS 23.402, http://www.3gpp.org/ftp/Specs/archive/23_series/23.402, 2008년 10월
  • 3GPP CT4, "Proxy Mobile IPv6 - Stage 3 Specification", 3GPP TS 29.275, http://www.3gpp.org/ftp/Specs/archive/29_series/29.275/29275-a20.zip, 2011년 6월
  • 3GPP2, "네트워크 PMIP 지원", X.S0061-0 v1.0, http://www.3gpp2.org/Public_html/specs/X.S0061-0_v1.0_081209.pdf, 2008년 12월
  • WIMAX, "NWG PMIPv6 Stage-3 사양", http://members.wimaxforum.org/apps/org/workgroup/nwg/download.php/38973/01085_r000_NWG_R1.5_PMIPv6_Stage3_Specification_D1.zip, 2008년 10월

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ "Proxy Mobile IPv6: Network-Based Mobility Deployment Guide - Proxy Mobile IPv6 Network-Based Mobility [Cisco IOS XE 3S]". Cisco.
  2. ^ "Archived copy". Archived from the original on 2013-01-14. Retrieved 2012-07-02.{{cite web}}: CS1 maint: 제목으로 아카이브된 복사(링크)
  3. ^ "OPMIP - ATNoG - Aveiro Telecommunications and Networking Group (TN-AV)". atnog.av.it.pt.
  4. ^ "UMIP - Mobile IPv6 and NEMO Basic Support implementation for Linux". umip.org.