Advanced Next gEneration Mobile Open NEtwork ANEMONE Promóciós Nyílt Nap Innovatív megoldások és lehetséges harmadik fél szolgáltatások az ANEMONE teszthálózaton 2008 április 22. Bokor László

2 ANEMONE Promóciós Nyílt Nap – 2008 április 22. © ANEMONE consortium – 2008 Áttekintés Bevezetés IPv6: Miért? IPv6: Mikor? Az IP szintű mobilitás-kezelés problémája A Mobile IPv6 protokoll működése A NEMO Basic Support protokoll működése Az MCoA működése Az ANEMONE teszthálózat előnyei Lehetséges Harmadik fél tesztek Összefoglalás

3 ANEMONE Promóciós Nyílt Nap – 2008 április 22. © ANEMONE consortium – 2008 Bevezetés – IPv6: Miért? Válasz az IP konvergencia miatti új és megváltozott igényekre Nagyobb címtér Egyre több készülék rendelkezik IP címmel End-to-end kommunikáció elvét őrizzük meg! P2P (pl. VoIP) alkalmazások elősegítése Multihoming támogatása (pl. egy készülék több érvényes címmel rendelkezik) Integrált mechanizmusok Mobilitás kezelése (Mobile IPv6) Biztonsági szolgáltatások (IPSec) Automatikus címszerzés (Stateless Auto- configuration) Kiterjesztett fejlécekkel támogatott funkciók A mobil kommunikáció korának megfelelő hálózati protokoll

4 ANEMONE Promóciós Nyílt Nap – 2008 április 22. © ANEMONE consortium – 2008 Bevezetés – Ubiquitous („mindenütt jelenlévő”) Internet Internet-hozzáférés mindig és mindenütt háztartási eszközökben/berendezésekben üzletekben, nyilvános helyiségekben (pl.: netcafé, utcai bútorok) járművekben (pl.: gépkocsi, vonat) embereken (pl.: PAN) állatokon (pl.: nyomkövető megoldások) Kulcskérdések átjárás különböző hozzáférési rendszerek között az Internet protokolljainak mozgó környezetre való felkészítése: IP MOBILITÁS!

5 ANEMONE Promóciós Nyílt Nap – 2008 április 22. © ANEMONE consortium – 2008 Bevezetés – Intelligent Transport Systems Az intelligens forgalom irányítás egyre növekvő kommunikációs igényeket mutat Intelligent Transport Systems – ITS v2v, v2i kommunikáció A járművek számos hálózatot és eszközt hordozhatnak Könnyíthetünk az eszközök fejlesztésén Nagyszámú és sokféle hozzáférési hálózat áll rendelkezésre A CALM (Communications, Air-interface, Long and Medium range) szabványos architektúrája szintén IPv6 (és MIPv6, FMIPv6, NEMO stb.) hálózati rétegbeli protokollokra épít

6 ANEMONE Promóciós Nyílt Nap – 2008 április 22. © ANEMONE consortium – 2008 Bevezetés – IPv6: Mikor? IPv4 kifutóban Erőteljesen terjeszkedő hálózat, egyre nagyobb költségek (NAT, címszűkösség kezelése) Az Internet szolgáltatások minőségének romlása Innovációs gát 2011 az IPv4 becsült kifutási ideje IPv6 közel kész állapotban IPv4 és IPv6 képes alkalmazások fejlesztése Dual IP stack-kel rendelkező hálózati eszközök (v4 / v6) IPv6 infrastruktúra kiépítése ezalatt átmeneti eszközök alkalmazása Az IPv6 valós környezetben történő tesztelése égetővé vált!

7 ANEMONE Promóciós Nyílt Nap – 2008 április 22. © ANEMONE consortium – 2008 Bevezetés – Az IP szintű mobilitás-kezelés problémája IP csomópontok címzési követelményei topológiailag helyes cím minden interfészen olyan cím, ami az adott linken érvényes hálózati előtagnak (prefixnek) megfelelő IP szintű mobilitás hálózati csatlakozási pont megváltozása = IP alhálózat megváltozása IP alhálózat megváltozása = változások az útvonalirányításban Mindehhez a jelenlegi TCP/IP modellt adaptálni kell eredetileg az Internetet fix csomópontok használatára tervezték megsértették a rétegek függetlenségének elvét (az IP cím a hálózati és a szállítási rétegben is használatos) az IP cím szemantikailag túlterhelt: interfész azonosító szerep (Identifier) topológiai helymeghatározó szerep (Locator) az IP cím on-the-fly módosítása megszakítja a futó kapcsolatokat az IP cím változatlanul hagyása alhálózat váltásnál a routing mechanizmusokban hibákat okoz Mobilitást támogató kiegészítésekre van szükség!

8 ANEMONE Promóciós Nyílt Nap – 2008 április 22. © ANEMONE consortium – 2008 Bevezetés – Hoszt mobilitás vs. hálózat mobilitás Hoszt mobilitás egyetlen mobil terminál alhálózat váltása esetén új, topológiailag helyes cím szerzése minden egyes csomópont közvetlenül tartja fent Internet kapcsolatát IETF mip6 WG ( Hálózat mobilitás egész hálózat, egyetlen egységet alkotva mozog Mobile Router (MR) rejti el a hálózat belső jellemzőit a külvilág felől egy vagy több belső alhálózat egy vagy több MR A hálózat mozgásakor: az MR változtat IP címet a mozgó hálózat belsejében lévő csomópontok nem érzékelik a változást, nincs feladatuk ezzel kapcsolatban az MR bármilyen (akár mobil képességekkel nem ellátott) csomópont Internet kapcsolatát képes fenntartani IETF nemo WG (

9 ANEMONE Promóciós Nyílt Nap – 2008 április 22. © ANEMONE consortium – 2008 Hoszt mobilitás – Mobile IPv6 2001:738:2001:2088::/64 MN-HoA 2001:738:2001:2088::eui64/64 MN-CoA 3ffe:ffff:fe3:8000::eui64/64 Binding Cache: 2001:738:2001:2088::eui64/64 – MN-CoA Minden helyváltoztatást követően A mobil terminál beregisztrálja a címét (helyét) A kommunikációs fél az állandó címen (azonosítón) éri el a mobil terminált Az otthoni ügynök (Home Agent) átirányítja a forgalmat Kétirányú alagút Binding Update

10 ANEMONE Promóciós Nyílt Nap – 2008 április 22. © ANEMONE consortium – 2008 Hálózat mobilitás támogatása – NEMO BS alapjai

11 ANEMONE Promóciós Nyílt Nap – 2008 április 22. © ANEMONE consortium – 2008 A NEMO Basic Support protokoll működése Amíg a mozgó hálózat az otthoni hálózatában van, hagyományos útvonalválasztást alkalmazunk. Amint a hálózat megváltoztatja a helyét a topológiában Beregisztrálja a helyét és hálózati prefixét az otthoni ügynökénél (Home Agent) A Home Agent az összes ilyen prefixre érkező csomagot alagutazza (tunnelezi) a Mobil Router (MR) felé Minden új helyen Új ideiglenes címet rendelünk a Mobil Router állandó címéhez (location  identity) A mozgó hálózat többi csomópontjának a címe változatlan, számukra a mozgás transzparens!

12 ANEMONE Promóciós Nyílt Nap – 2008 április 22. © ANEMONE consortium – 2008 A NEMO Basic Support protokoll működése 2001:738:2001:2088::/64 MR-HoA 2001:738:2001:2088::eui64/64 MNP 2001:738:2001:2089::/64 LFN címe 2001:738:2001:2089::eui64/64 MR-CoA 3ffe:ffff:fe3:8000::eui64/64 3ffe:ffff:fe3:8000::/64 Binding Update Binding Cache: 2001:738:2001:2088::eui64/64 – MR-CoA 2001:738:2001:2089::/64 – MR-CoA Kétirányú alagút

13 ANEMONE Promóciós Nyílt Nap – 2008 április 22. © ANEMONE consortium – 2008 Multihoming NEMO hálózatokban – Célok és előnyök Mozgó hálózatok „többotthonúságáról” akkor beszélünk, ha az MR multihomed több MR működik a NEMO-ban Alapvető célok és előnyök: Állandó és „ubiquitous” hozzáférés Hálózati lefedettség technológiákon átívelve történő növelése Megbízhatóság, hibatűrés Hálózati komponens multiplikálása Kommunikációs folyamok átirányítása A már kiépített folyam leállítása és ismételt felépítése nélkül! Terhelés-megosztás A hálózat terhelésének több útvonal segítségével történő elosztása Terhelés-kiegyenlítés / folyamok szétosztása Adott folyam több interfészen történő (együttes vagy szeparált) átvitele Felhasználók választási lehetőségeinek bővítése Felhasználói preferenciák alapján történő hozzáférés/hálózat kiválasztásának támogatása Aggregált sávszélesség Több interfész, több hozzáférés, több hálózat, nagyobb szávszélesség

14 ANEMONE Promóciós Nyílt Nap – 2008 április 22. © ANEMONE consortium – 2008 Multihoming NEMO hálózatokban – MCoA Minden egyes kötéshez egy azonosító szám is rendelődik A kötések megkülönböztetésére a Binding Unique Identification-nek (BID) nevezett szám szolgál BID tartozhat interfészhez vagy ideiglenes címhez. Erről az azonosítóról az MN a BU üzenetben értesíti a HA-t és a CN-eket, akik a BID-eket feljegyzik a Binding Cache-ükben Az otthoni cím magát az MN-t azonosítja, míg a BID az ugyanazon MN által regisztrált egyes kötéseket különbözteti meg Az ideiglenes IPv6-os címek megszerzése után az MN-ek legenerálják a CoA-khoz tartozó BID-eket, majd azokat eltárolják a Binding Update List-jükben A CoA-khoz tartozó BID-eket a Binding Unique Identifier al- opcióban helyezik el

15 ANEMONE Promóciós Nyílt Nap – 2008 április 22. © ANEMONE consortium – 2008 Valós tesztek kivitelezésének bonyolultsága Az alábbiak szükségesek valós tesztek végrehajtásához: Mobil terminálok (Mobile IPv6) és routerek (NEMO) Heterogén hozzáférési hálózati infrastruktúra IPv6 infrastruktúrához való kapcsolódási pont, amely olyan hálózatszintű szolgáltatásokkal rendelkezik, mint pl. Home Agent, DNS… Biztonsági infrastruktúra, pl. az IP szolgáltatásokat igénybe vevő felhasználók hitelesítése érdekében Mérési és méréskiértékelő eszközök Alkalmazás szintű szolgáltatások, pl. VoIP (SIP), VoD, IMS, … Felhasználók Nehéz minden kompetenciát egy csapatba vagy egy projektbe gyűjteni.

16 ANEMONE Promóciós Nyílt Nap – 2008 április 22. © ANEMONE consortium – 2008 Mit tud nyújtani az ANEMONE ? Teljes hálózati infrastruktúrát, amely a mobil terminálokra szánt IPv6 feletti szolgáltatások és alkalmazások kiépítéséhez kell Egy nyílt, IPv6 alapú teszthálózatot, amely magába foglalja az alábbiakat: Hozzáférési hálózatok (WiFi, WiMAX, UMTS, BlueTooth, …) Rendelkezésre álló IPv6 címterek Hálózat szintű szolgáltatások (DNS) Mobilitás szolgáltatás (Mobile IPv6, NEMO), multihoming-gal kapcsolatos optimalizálási képességekkel (MCoA, Flow Binding) Hálózati hozzáférés-engedélyezés Alkalmazás szintű szolgáltatások

17 ANEMONE Promóciós Nyílt Nap – 2008 április 22. © ANEMONE consortium – 2008 Mobilitás támogatás Hoszt mobilitás támogatása Home Agent-ek (Mobile IPv6) Több platform Web oldalon keresztüli automatikus mobil terminál konfiguráció (HAIKU) Hálózat mobilitás támogatása Home Agent-ek (NEMO) Multihoming támogatás (MCoAA) HA és MR között egyszerű útvonalválasztási szabályok Prefix delegáció a mobil hálózatok számára Hitelesítési és hálózat-hozzáférés engedélyezési szolgáltatás RADIUS alapú AAA infrastruktúra, hálózati hozzáférés engedélyezés Hamarosan Diameter alapú engedélyezés

18 ANEMONE Promóciós Nyílt Nap – 2008 április 22. © ANEMONE consortium – 2008 Alkalmazás szintű szolgáltatások Hagyományos internet szolgáltatások Csak IPv6 felett: Web szerver, File szerver, … Egy központi szerveren alapuló alkalmazások Instant messaging Video on Demand (VoD), video streaming SIP szerver (VoIP) IMS + OCMP alapú médiaszolgáltatások Végpontok közötti szolgáltatások (IPv6) További szolgáltatások lesznek kiépítve Harmadik fél alkalmazások Virtuális szerver hosztolása az ANEMONE teszthálózaton, amely az ANEMONE infrastruktúrával kommunikál Harmadik félnél lévő szerver alagutazással lép kapcsolatba az ANEMONE infrastruktúrával

19 ANEMONE Promóciós Nyílt Nap – 2008 április 22. © ANEMONE consortium – 2008 Lehetséges Harmadik fél tesztek Hálózati technológiákra vonatkozó tesztek Mobile IPv6 vagy NEMO képes készülékek tesztelése Aktuális és jövőbeli protokollok tesztelése (NEMO Routing Optimalizálás, MCoA kiegészítések, stb.) További rádiós hozzáférési hálózatok bevonása, hogy az IPv6 infrastruktúrából profitáljunk Alkalmazások tesztelése Új szerverek és terminálok integrálása mobil környezetbe Használhatósági, megbízhatóság és hordozhatósági tesztek

20 ANEMONE Promóciós Nyílt Nap – 2008 április 22. © ANEMONE consortium – 2008 Lehetséges Harmadik fél tesztek Eszközök tesztelése és validálása Mobil router-t gyártó cég ANEMONE infrastruktúrából profitálhat, olyan tesztsorozatokat hajthat végre, amellyel megszerezheti az IPv6 ready logót Platformmal való együttműködés tesztelése A meglévő hozzáférési hálózatok kihasználása, alkalmazások széleskörű tesztelése Új protokollok tesztelése Host Identity Protocol kiegészítések gyakorlati vizsgálata (microHIP, HIP-NEMO) Multihoming képes mobil routerek és HA-k fejlesztése Mobil routerek és HA-k tesztelése HA-k integrálása virtuális szerverként az ANEMONE infrastruktúrába Az ANEMONE alkalmazás szerverek és felhasználók „használata” forgalomgenerálás céljából HA megbízhatósági mechanizmusok tesztelése Redundáns HA-kat tartalmazó alhálózat integrálása az ANEMONE teszthálózatba (tunnel kapcsolatok segítségével) Az ANEMONE teszthálózat termináljaival való tesztelés

21 ANEMONE Promóciós Nyílt Nap – 2008 április 22. © ANEMONE consortium – 2008 Lehetséges Harmadik fél tesztek Rádiós hozzáférési hálózatok fejlesztése Egy rádiós hálózaton belüli handover mechanizmusok fejlesztése Egy vagy több lokális rádiós hálózatot kapcsolhat az ANEMONE infrastruktúrához (tunneling) Mobil terminálok felkonfigurálása az ANEMONE hozzáférési paramétereivel Az IPv6 kapcsolat és ANEMONE alkalmazások és felhasználók „használata” forgalomgenerálás és handover mechanizmus tesztelésének céljából => Nincs szükség külön a mobilitást kezelő infrastruktúra és az alkalmazás-szerverek / szolgáltatások telepítésére!

22 ANEMONE Promóciós Nyílt Nap – 2008 április 22. © ANEMONE consortium – 2008 Lehetséges Harmadik fél tesztek Újszerű alkalmazások tesztelése Multimédia szolgáltatások tesztelése Mobil terminálra adaptált tartalom létrehozása Kliens alkalmazások (N770/800/810-re portolt VLC) ANEMONE platformhoz történő kapcsolódás és tesztelés Média szerverek, pl. H264 streaming Hálózati mérő eszközök Kliens alkalmazások Új szolgáltatások használhatósági és hordozhatósági tesztjei Jelentős, heterogén tesztbázis Több ország Városok: Oulu (Finnország), Monreale (Szicília) Campusok: Oulu, Rennes, BME Rendelkezésre álló terminálok LiveCD: bármely számítógép potenciális terminál Tesztalkalmazások széles skálája Szinte bármilyen forgatókönyv megvalósítható Mobil terminálokon Mozgó hálózatokon

23 ANEMONE Promóciós Nyílt Nap – 2008 április 22. © ANEMONE consortium – 2008 Összefoglalás IPv4 kifutóban (becsült kifutási idő: 2011) Erőteljesen terjeszkedő IP hálózatok, egyre nagyobb költségek (NAT, címszűkösség kezelése) Az Internet szolgáltatások minőségének romlása Innovációs gát IPv6 közel kész állapotban v4 és v6 képes alkalmazások fejlesztése, tesztelése Dual IP stack-es hálózati eszközök IPv6 infrastruktúra terjeszkedése, IPv6 szigetek összenövése Lehet átmeneti eszközöket használni, azonban valós tesztekre óriási szükség van Az ANEMONE teszthálózat egy működő, IPv6, Mobile IPv6 és NEMO alapú platform, amelyen hálózati és alkalmazás szintű szolgáltatásokat lehet tesztelni A rendszer további hozzáférési hálózatok és harmadik felek csatlakozására nyílt!

24 ANEMONE Promóciós Nyílt Nap – 2008 április 22. © ANEMONE consortium – ANEMONE Promóciós Nyílt Nap – 2008 április 22. Köszönöm a figyelmet!