JORNADAS TÉCNICAS RED IRIS 2004 Grupo de Interconexión de Redes de Banda Ancha, ITACA Universidad Politécnica de Valencia Toledo, 27-29 de octubre de 2004.

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1 JORNADAS TÉCNICAS RED IRIS 2004 Grupo de Interconexión de Redes de Banda Ancha, ITACA Universidad Politécnica de Valencia Toledo, 27-29 de octubre de 2004 1 Medida de prestaciones de Mobile IP y Hierarchical Mobile IP Autores: Ignacio Martínez Arrúe Jorge Martínez Bauset Ponente: Ignacio Martínez Arrúe

2 JORNADAS TÉCNICAS RED IRIS 2004 Grupo de Interconexión de Redes de Banda Ancha, ITACA Universidad Politécnica de Valencia Toledo, 27-29 de octubre de 2004 2 Índice 1. Introducción 2. Red experimental 3. Medida de prestaciones en la red experimental Mobile IP (MIP) 4. Medida de prestaciones en la red experimental Hierarchical Mobile IP (HMIP) 5. Conclusiones

3 JORNADAS TÉCNICAS RED IRIS 2004 Grupo de Interconexión de Redes de Banda Ancha, ITACA Universidad Politécnica de Valencia Toledo, 27-29 de octubre de 2004 3 1. Introducción Nuevas necesidades de los usuarios (independencia del punto de conexión): necesidad de nuevos protocolos Surge el acceso nómada Independencia del punto de conexión a la red Requiere reiniciar las comunicaciones al cambiar de punto de conexión Otra alternativa: la movilidad Permite mantener las conexiones abiertas al cambiar el punto de conexión En redes TCP/IP, cada dirección IP representa un nodo fijo en la red Mobile IP y Hierarchical Mobile IP

4 JORNADAS TÉCNICAS RED IRIS 2004 Grupo de Interconexión de Redes de Banda Ancha, ITACA Universidad Politécnica de Valencia Toledo, 27-29 de octubre de 2004 4 1. Introducción 2. Red experimental 3. Medida de prestaciones en la red experimental Mobile IP (MIP) 4. Medida de prestaciones en la red experimental Hierarchical Mobile IP (HMIP) 5. Conclusiones

5 JORNADAS TÉCNICAS RED IRIS 2004 Grupo de Interconexión de Redes de Banda Ancha, ITACA Universidad Politécnica de Valencia Toledo, 27-29 de octubre de 2004 5 2. Red experimental Red experimental Mobile IP: Nodos implicados: Home Agent (HA) Foreign Agent (FA) Mobile Node (MN) Correspondent Node (CN) Direcciones del MN: Home address Care-of address

6 JORNADAS TÉCNICAS RED IRIS 2004 Grupo de Interconexión de Redes de Banda Ancha, ITACA Universidad Politécnica de Valencia Toledo, 27-29 de octubre de 2004 6 2. Red experimental Red experimental Hierarchical Mobile IP: Diferencias entre las redes HMIP y MIP: Varios FA Estructura jerárquica en árbol: Primer nivel: HFA Segundo nivel: Estaciones base (FAs) Posibilidad de niveles adicionales

7 JORNADAS TÉCNICAS RED IRIS 2004 Grupo de Interconexión de Redes de Banda Ancha, ITACA Universidad Politécnica de Valencia Toledo, 27-29 de octubre de 2004 7 2. Red experimental Limitaciones de las redes experimentales MIP y HMIP: Efecto de cuello de botella en los interfaces wireless IEEE 802.11b permite 11 Mbps de caudal bruto Limitación a 2 Mbps por nivel de interferencia detectado Capacidad del router para encaminar tráfico entre subredes Capacidad de los agentes para realizar las tareas de tunneling ante altas tasas binarias de tráfico

8 JORNADAS TÉCNICAS RED IRIS 2004 Grupo de Interconexión de Redes de Banda Ancha, ITACA Universidad Politécnica de Valencia Toledo, 27-29 de octubre de 2004 8 2. Red experimental Direccionamiento: privado con máscara de 24 bits (subredes 10.0.1.0 y 10.0.2.0) Equipos heterogéneos PCs con sistema operativo Linux Necesaria alta capacidad computacional para los agentes Dispositivos inalámbricos IEEE 802.11b en modo ad-hoc

9 JORNADAS TÉCNICAS RED IRIS 2004 Grupo de Interconexión de Redes de Banda Ancha, ITACA Universidad Politécnica de Valencia Toledo, 27-29 de octubre de 2004 9 2. Red experimental Diseño de tablas de encaminamiento El router interconecta las subredes existentes El MN puede comunicarse con nodos de su subred con: Rutas específicas Activación de la funcionalidad Proxy ARP Software que proporciona servicios de movilidad Dynamics HUT versión 0.8.1 Instalación del software Configuración de scripts en HA, FAs, y MN

10 JORNADAS TÉCNICAS RED IRIS 2004 Grupo de Interconexión de Redes de Banda Ancha, ITACA Universidad Politécnica de Valencia Toledo, 27-29 de octubre de 2004 10 1. Introducción 2. Red experimental 3. Medida de prestaciones en la red experimental Mobile IP (MIP) 4. Medida de prestaciones en la red experimental Hierarchical Mobile IP (HMIP) 5. Conclusiones

11 JORNADAS TÉCNICAS RED IRIS 2004 Grupo de Interconexión de Redes de Banda Ancha, ITACA Universidad Politécnica de Valencia Toledo, 27-29 de octubre de 2004 11 3. Medida de prestaciones en la red experimental Mobile IP Escenarios de evaluación Generación de flujos de tráfico UDP y TCP Herramientas: Mgen y Nttcp Sin tráfico de background Monitorización de la transmisión y recepción de flujos Herramientas: Netperf y Tcpdump Estudio del handover Se fuerza durante cada prueba Interrupción del flujo de tráfico durante un intervalo temporal

12 JORNADAS TÉCNICAS RED IRIS 2004 Grupo de Interconexión de Redes de Banda Ancha, ITACA Universidad Politécnica de Valencia Toledo, 27-29 de octubre de 2004 12 3. Medida de prestaciones en la red experimental Mobile IP Transparencia en el funcionamiento Handover Interrupción del flujo de tráfico hacia el MN Duración ~ 100 ms Relacionado con el tiempo de registro Inevitable Transitorio tras el tiempo de latencia o : paquetes transmitidos x : paquetes recibidos Test con paquetes UDP de 1024 bytes y caudal medio de 100 paquetes por segundo (819.2 kbps)

13 JORNADAS TÉCNICAS RED IRIS 2004 Grupo de Interconexión de Redes de Banda Ancha, ITACA Universidad Politécnica de Valencia Toledo, 27-29 de octubre de 2004 13 3. Medida de prestaciones en la red experimental Mobile IP MN en la subred local Buen funcionamiento Transparencia del protocolo MN en la subred visitada Retardos Pérdida de paquetes Causas Alta carga en enlaces wireless Mecanismos de tunneling Congestión computacional de los agentes o : paquetes transmitidos x : paquetes recibidos Test con paquetes UDP de 1024 bytes y caudal medio de 200 paquetes por segundo (1.638 Mbps)

14 JORNADAS TÉCNICAS RED IRIS 2004 Grupo de Interconexión de Redes de Banda Ancha, ITACA Universidad Politécnica de Valencia Toledo, 27-29 de octubre de 2004 14 3. Medida de prestaciones en la red experimental Mobile IP Test con tráfico TCP (819.2 kbps) y handovers consecutivos en el tiempo Pérdida de tasa binaria efectiva tras cada handover Interrupción en el flujo de tráfico: vencen los temporizadores del transmisor Interpretación de situación de congestión en el transmisor Disminución de la ventana efectiva de transmisión (slow-start) Mayor frecuencia de handover implica mayor disminución de la tasa binaria de transmisión Ratio de tasa binaria efectiva medida respecto a la tasa máxima sin movilidad Handover cada 5 s84 % Handover cada 3 s72.2 % Handover cada 2 s56.1 %

15 JORNADAS TÉCNICAS RED IRIS 2004 Grupo de Interconexión de Redes de Banda Ancha, ITACA Universidad Politécnica de Valencia Toledo, 27-29 de octubre de 2004 15 1. Introducción 2. Red experimental 3. Medida de prestaciones en la red experimental Mobile IP (MIP) 4. Medida de prestaciones en la red experimental Hierarchical Mobile IP (HMIP) 5. Conclusiones

16 JORNADAS TÉCNICAS RED IRIS 2004 Grupo de Interconexión de Redes de Banda Ancha, ITACA Universidad Politécnica de Valencia Toledo, 27-29 de octubre de 2004 16 4. Medida de prestaciones en la red experimental Hierarchical Mobile IP Escenarios de evaluación Generación y monitorización de tráfico UDP y TCP: UDP: Mgen y Netperf TCP: Nttcp y Tcpdump Estudio del handover Se fuerza en cada prueba Handover entre células de una misma subred No hay proceso de registro ¿Tiempo de latencia? ¿Duración del intervalo de comunicación del MN?

17 JORNADAS TÉCNICAS RED IRIS 2004 Grupo de Interconexión de Redes de Banda Ancha, ITACA Universidad Politécnica de Valencia Toledo, 27-29 de octubre de 2004 17 4. Medida de prestaciones en la red experimental Hierarchical Mobile IP Prueba con paquetes UDP de 1024 bytes a razón de 100 paquetes por segundo (819.2 kbps) Hay tiempo de latencia El tiempo de latencia es de orden menor (20 - 40 ms) Causas de la latencia Hay un intercambio de mensajes de señalización entre los FA Hay reestructuración de rutas Causas de la reducción de la latencia No hay registro del MN con su HA Los mensajes de señalización no viajan fuera de la subred visitada o : paquetes transmitidos x : paquetes recibidos

18 JORNADAS TÉCNICAS RED IRIS 2004 Grupo de Interconexión de Redes de Banda Ancha, ITACA Universidad Politécnica de Valencia Toledo, 27-29 de octubre de 2004 18 1. Introducción 2. Red experimental 3. Medida de prestaciones en la red experimental Mobile IP (MIP) 4. Medida de prestaciones en la red experimental Hierarchical Mobile IP (HMIP) 5. Conclusiones

19 JORNADAS TÉCNICAS RED IRIS 2004 Grupo de Interconexión de Redes de Banda Ancha, ITACA Universidad Politécnica de Valencia Toledo, 27-29 de octubre de 2004 19 5. Conclusiones Ventajas de las redes MIP y HMIP Comportamiento transparente con handovers poco frecuentes y con aplicaciones sin requerimientos de tiempo real Inconvenientes de las redes MIP y HMIP Hay limitaciones en la implementación de redes MIP y HMIP Un handover produce una interrupción en el flujo de tráfico y un transitorio Errores en aplicaciones de tiempo real con deadline menor que el tiempo de latencia Disminución de tasa binaria en conexiones TCP