PDF de programación - Comparación de ambientes móviles en redes académicas

Aplicaciones del RFC 5213 – Proxy Mobile IPv6 –

Comparación de ambientes móviles en redes académicas

Carlos Taffernaberry1, Sebastián Tobar1, Gustavo Mercado1,

Joel Noguera1, Cristian Perez Monte1

1 Grupo GridTICs – Departamento de Electrónica – Universidad Tecnológica Nacional -

Facultad Regional Mendoza – Rodríguez 273, Ciudad Mendoza

CP (M5502AJE) República Argentina

{carlos.taffernaberry, sebastian.tobar, gustavo.mercado,
joel.noguera, cristian.perez}@gridtics.frm.utn.edu.ar

Abstract. The use of academic networks is producing important changes in
research and education fields, providing new tools that bring us closer to other
scientific and educational worldwide communities. Thus, investigations can be
carried out between geographically dispersed work teams. A good complement
for these scenarios is the use of mobility techniques. In this paper, a comparison
between two different mobile IP alternatives is presented. Evaluated standards
are Mobile IPv6 (MIPv6) and Proxy Mobile IPv6 (PMIPv6). Performance,
advantages, disadvantages, configuration and installation comparisons are
made. Afterwards the behavior of handover is evaluated for traditional and real
time applications. Finally, comparisons and a conclusion are made.
Keywords: Mobile IP, IPv6, MIPv6, PMIPv6

1 Introducción

Hacia fines del siglo pasado se produjo la aparición de Internet, la cual introdujo
cambios en todos los ámbitos de nuestras vidas. Los avances en infraestructura
tecnológica desarrollada fundamentalmente en redes académicas, permitió el uso
exclusivo de herramientas y aplicaciones para mejorar e incrementar sus actividades.
Hoy estas redes son conocidas como redes académicas avanzadas o redes de
investigación, y su característica principal es que permiten trabajar a la comunidad de
investigadores y académicos en lugares geográficamente distantes mediante
mecanismos colaborativos, compartiendo información y recursos a través de una serie
de redes interconectadas.
Con la reciente aparición de dispositivos móviles utilizando tecnologías inalámbricas
comenzó a cambiar el modelo de conectividad. Actualmente cuando un usuario se
desplaza viajando por distintas redes (roaming), cada red por las que pasa le
proporciona una dirección IP diferente a la que poseía, por lo que no se puede
mantener una sesión de aplicación abierta durante el desplazamiento. El objetivo de
Mobile IP [1] es que se le asigne al dispositivo móvil del usuario una única dirección,
independientemente de la red en la que se encuentre, permitiendo mantener, por
ejemplo, la sesión en las aplicaciones.

IETFDay 2015, 1º Taller del Grupo de Trabajo de Ingeniería de Internet/Argentina. 44 JAIIO - IETFDay 2015 - ISSN: 2451-762317 La conjunción entre redes avanzadas, movilidad e IPv6 forma una herramienta
poderosa para cumplir con el objetivo de dar impulso a la investigación colaborativa.
Hay varios ejemplos en el mundo de redes avanzadas que utilizan IPv6, como por
ejemplo Internet 2 [2], Geant2 [3] en Europa, Clara [4] en Latinoamérica. En la
provincia de Mendoza, la red ACyT Net (Red Académica Científica y Tecnológica de
Mendoza) une al momento Conicet Mendoza, INA Instituto Nacional del Agua,
CONAE Mendoza y GridTICs de UTN Facultad Regional Mendoza. Pretende ser la
Red Avanzada de las instituciones de la ciudad de Mendoza.
Los entes principales que participan en una arquitectura móvil son:

● Mobile Node (MN): Dispositivo móvil.
● Home Agent (HA): Dispositivo que gestiona la localización del MN, generalmente es

un router y se localiza en la red origen del MN.

● Foreign Agent (FA): Dispositivo que se encuentra en la red visitada y coordina con el
HA para proveer movilidad. IPv6 en su lugar usa auto configuración de direcciones y
el descubrimiento de vecinos.

● Correspondent Node (CN): Dispositivo fijo o móvil que se comunica con el MN.

2 Enfoques abarcados

Existen dos enfoques de movilidad en IPv6, administrada por los nodos y
administrada por la red.
La movilidad IPv6 administrada por los nodos intervinientes de la red intercambia
mensajes de movilidad entre el MN y el HA. Por lo tanto el kernel de cada nodo debe
estar preparado para ello.
Cuando el MN está en una red foránea, se le asigna una dirección dinámica CoA
(Care-of-Address). Si un CN quiere comunicarse con él, utilizará inicialmente su
dirección HoA (Home-of-Address). El HA se encargará de vincular las direcciones
HoAs con las CoAs, creando un túnel desde la red local (HoA) hacia la red foránea
(CoA). Los paquetes destinados al MN llevan una nueva cabecera IP con la dirección
CoA que encapsula la cabecera original con la dirección HoA. En el extremo final del
túnel los paquetes son desencapsulados por el MN eliminando la cabecera IP añadida.
La movilidad administrada por la red, o NETLMM (Network-based Localized
Mobility Management) [5], permite implementar movilidad en nodos IPv6 sin
involucrar en el envío de mensajes de movilidad a los nodos MN y CN. Esto es una
ventaja respecto a movilidad tradicional ya que no se requieren modificaciones en el
software de estos nodos. Este es el caso del protocolo PMIPv6 [6].
Las entidades principales en la infraestructura de NETLMM-PMIPv6 son:

● Local Mobility Anchor (LMA): Es un HA con propiedades de proxy. Es responsable

de que el MN sea accesible. Topológicamente es el punto de origen (anchor point)
para los prefijos de red origen (home network prefix(es)) del MN.

● Mobile Access Gateway (MAG): Generalmente es un router que administra la

movilidad en nombre del MN. Reside en la red local del MN. Es responsable de
detectar los movimientos del MN a y desde la red local. Está involucrado en el
registro del MN en el LMA.

IETFDay 2015, 1º Taller del Grupo de Trabajo de Ingeniería de Internet/Argentina. 44 JAIIO - IETFDay 2015 - ISSN: 2451-762318 Desde la perspectiva de cada MN todo el dominio PMIP parece un solo enlace. La red
asegura que el MN no detecte ningún cambio con respecto a su capa de red,
fundamentalmente si cambia su punto de conexión a la red.

3 Implementación

Se seleccionó GNU/Linux Distribución Fedora Core 14 debido a que el núcleo
incluido en esta distribución ya posee compilado el módulo de movilidad mip6 [7].
Adicionalmente fue necesario instalar un servicio en modo usuario para completar el
soporte de movilidad IPv6.
Existen varias alternativas de servicio para MIPv6, seleccionándose UMIP [8],
debido al amplio soporte y frecuentes actualizaciones.
Para el servicio PMIPv6 actualmente existen tres alternativas: OPMIP [9], OAI
PMIPv6 [10] y UMIP [11] con parches de soporte a PMIPv6. La primera
implementación no está muy madura; la segunda tiene requerimientos de hardware
específicos que dificultan y limitan su aplicación. Por ello se decidió instalar UMIP y
aplicar los parches que dan soporte a Proxy Mobile.

4 Experimentos

Los ensayos consistieron en la ejecución de aplicaciones cliente-servidor en el MN y
en el CN. Posteriormente se desplazó el MN desde su red local a la red foránea. Los
protocolos ensayados fueron ICMP, FTP, SSH y tráfico en tiempo real usando RTP.
El escenario de referencia fue implantado en el GridTICS de UTN FRM, como parte
integrante de la red ACyT Net. La arquitectura de la red y el plan de numeración se
observa en la Figura 1.
Inicialmente se realizaron ensayos de funcionalidad, conectando el MN a la red local
y luego llevándolo a la foránea, observando el estado de las conexiones establecidas.
Capacidad del canal:
Posteriormente se midió la capacidad bidireccional del canal o ancho de banda
disponible para transmisión y recepción de datos en MIPv6 y PMIPv6. Se utilizó la
herramienta Iperf [12], con un tiempo por prueba de 10 Segundos, variando la
cantidad entre 1, 2 y 10 clientes simultáneos.
A continuación se evaluó el RTT (Round Time Trip) entre el MN y el CN, mediante la
herramienta ping. Se tomaron tamaños de paquete de 56 Bytes, 512 Bytes y 1024
Bytes, utilizando la opción -f (flooding).

IETFDay 2015, 1º Taller del Grupo de Trabajo de Ingeniería de Internet/Argentina. 44 JAIIO - IETFDay 2015 - ISSN: 2451-762319 Fig. 1 - Escenario de Referencia

Finalmente se realizó la medición del tiempo de handover en los dos escenarios. Se
tuvieron en cuenta variables no relacionadas con el protocolo de movilidad utilizado
[13].

5 Conclusiones

En cuanto a la funcionalidad, podemos concluir que las implementaciones de ambos
protocolos se comportaron adecuadamente. Destacando que PMIPv6 puede utilizarse
con smart phones, tablets, etc. con sistemas operativos propietarios.
El desempeño y el RTT en MIPv6 es superior en los casos que el MN está en la HN
debido a que PMIPv6 siempre trafica los datos dentro de túneles “IPv6 in IPv6”. Para
el caso que el MN no esté en su red local, el desempeño es levemente superior para
PMIPv6.
Las mediciones de handover arrojaron un tiempo menor para PMIPv6 al cambiar de
una red a otra, aclarando que en ambos protocolos no se pierde la sesión para los
ensayos de aplicaciones que utilizan TCP.
Finalmente, es evidente que son protocolos para aplicaciones bien diferenciadas. Por
un lado, MIPv6 garantiza accesibilidad global, sacrificando velocidad de handover y
requiriendo un MN modificado. Por el otro, PMIPv6 ofrece velocidad de handover,
limitando la movilidad del MN solo a redes con este servicio.

Referencias

1. James Solomon “Mobile IP: The Internet Unplugged” 1st. Edition. ISBN: 978-

0138562465 (1997)

2. The Internet2 Net – http://www.internet2.edu

IETFDay 2015, 1º Taller del Grupo de Trabajo de Ingeniería de Internet/Argentina. 44 JAIIO - IETFDay 2015 - ISSN: 2451-762320 3. The high-bandwidth, academic Internet serving Europe’s research and education

community - http://www.geant2.net

4. Cooperación Latinoamericana de Redes Avanzadas – http://www.redclara.net
5. RFC 4831 - J. Kempf, Ed. ”Goals for Network-Based Localized Mobility
Management (NETLMM)”, August 2008 - http://tools.ie