1 © GSyC 2004 Tercera Generación de Telefonía Celular y Mobile IP.

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1 1 © GSyC 2004 Tercera Generación de Telefonía Celular y Mobile IP

2 3G - 2 © GSyC 2004 Introducción ● 3ª Generación (3G): IMT-2000, UMTS, GPRS, EDGE, CDMA-2000, WCDMA ● Convergencia Datos Voz ● Tendencia: All-IP – Datos: con Ipv6 (en 3GPP, puede que en 3GPP2 también), y Mobile IP – Voz: también con tecnología Internet ● Señalización: SIP, H.323, VoIP ● GPRS está haciendo que Europa introduzca más tímidamente Mobile IP (3GPP) – EE.UU., al no tener GPRS adopta Mobile IP más rápidamente (3GPP2)

3 3G - 3 © GSyC 2004 Introducción ● ETSI estandarizó en junio de 1998 la tecnología de acceso vía radio: – WCDMA ● Espectro expandido ● 144 Kbps, 384 Kbps, 2 Mbps ● Portadora de 5MHz (recuerda: en GSM 200kHz) ● En mayo de 1999 se armonizaron las diferentes tecnologías de acceso vía radio existentes: – CDMA2000 (evolución de CDMA), TDD, WCDMA ● Gestión de la movilidad mediante Mobile IP – Está siendo extendido para adaptarlo a telefonía celular ● AAA: Accounting, Authentication, Authoritation ● Extensiones de Mobile IP para micromovilidad: Cellular IP, Hawaii,...

4 3G - 4 © GSyC 2004 Tipos de Movilidad ● Micro, Macro, Global – Micro: Entre BS, rápidamente, Macro: entre diferentes subredes (reino de Mobile IP), menos frecuencia, Global: entre diferentes zonas geográficas u operadores, poco frecuente ● Ejemplo: GPRS – Entre BSC o BTT: Micro, solución nivel de enlace – Entre SGSN: se mueve extremo del túnel (Micro/Macro) – ¿Permite movilidad a/desde otro tipo de redes? ● ¿Quién asigna la dirección? ● ¿Ponemos un FA en el GGSN? (ver Mobile IP) – No cambia la dirección IP del móvil ● Se encapsula el tráfico entrante y el saliente

5 3G - 5 © GSyC 2004 Mobile IP ● 199X: pensado para RAL inalámbricas – Hoy: aplicación a la telefonía 3G ● Gestión de la movilidad en el nivel de red (IP) – Pensado para macromovilidad ● En casa ADSL, en el despacho 802.11, Ethernet,... ● Objetivo: Movilidad transparente a las aplicaciones – Ej: conexiones TCP no permiten que cambie la dir IP ● ¿Es tan importante?: Reload en navegadores WWWWWW ● RFC 2002

6 3G - 6 © GSyC 2004 Mobile IP ● Problema: Dirección IP asociada a una localización fija en la red – El prefijo de red de la dirección IP sirve para encaminar – Si un móvil cambia de red, cambia de dirección IP ● Por lo que cambia parte de red – Por lo que no se le pueden seguir enviando datagramas ● No es transparente para el nivel de transporte – Se rompen las conexiones TCP ● (IP origen/Puerto origen/IP destino/Puerto destino) – Si mantiene la dirección, no le llegarán datagramas

7 3G - 7 © GSyC 2004 Mobile IP ● Solución: Utilizamos 2 direcciones 1) Care-Of Address ● El Mobile Node (MN) se asocia a una nueva dirección IP en cada red que visita para que los Correspondent Nodes (CN) puedan enviarle datagramas ● De ello se encarga el Foreign Agent (FA) de la red visitada 2) Home Address ● El móvil mantiene su dirección original en la red hogar para conseguir la transparencia ● Requiere nodo especial en la red hogar: Home Agent (HA) – Cuando el móvil no está en la red hogar, el HA recibe el tráfico para el móvil y lo envía encapsulado a la care-of address – Cuando el móvil cambia de red, éste informa al HA de la nueva care-off address

8 3G - 8 © GSyC 2004 Mecanismos de Mobile IP Por orden: 1. Descubrimiento de la care-of address por parte del móvil 2. Registro de la care-of address en el Home Agent 3. Túnel desde Home Agent a Care-of address (FA o MN) FA HA MN CN

9 3G - 9 © GSyC 2004 1) Descubrimiento ● Implementado extendiendo el protocolo de anuncio de routers (RFC 1256) – Radiados por los routers para anunciar routers por defecto ● En Mobile IP a estos mensajes se les llama agent advertisements (anuncios) – Permiten a los móviles detectar agentes móviles (FA, HA) ● Enviados por HA y FA periódicamente (segundos) – Los de los FA anuncian listas de direcciones care-of address – HA los envía para saber cuándo hemos vuelto a casa – El móvil puede radiar pidiendo anuncios si espera y no recibe ninguno

10 3G - 10 © GSyC 2004 2) Registro ● El móvil envía petición de registro al HA – Directamente a la dirección del HA – Contiene: – Llamada binding update si no es la primera (actualiza) ● El FA guarda la asociación ● El HA actualiza su tabla de encaminamiento, aprueba la petición y envía respuesta al móvil ● El HA asocia la home address del móvil con la care-of address, manteniéndola hasta que expira la duración de registro ● Autenticación: el HA debe estar seguro de que el binding update proviene del móvil (¿qué pasa si no lo es?) – Campo de identificación firmado y único (hora o aleatorio)

11 3G - 11 © GSyC 2004 2) Registro HA FA MH 1: FA radia anuncio 2: MH envía registro 3: FA reenvía a HA 4: HA acepta o deniega 5: FA reenvía a MH

12 3G - 12 © GSyC 2004 3) Túnel ● Implementado con IP-sobre-IP ● HA genera ARP gratuito y hace Proxy ARP – Cuando el móvil vuelve a casa, éste genera ARP gratuito y el HA deja de hacer proxy ARP ● El home agent inserta una cabecera IP por delante del datagrama con destino al móvil – Dir origen: HA, Dir destino: CO address – Protocolo de nivel superior: 4 (IP-within-IP) ● El FA, al recibir un datagrama del túnel, tan sólo tiene que eliminar la cabecera IP y pasar el datagrama al móvil ● Alternativa a IP-sobre-IP: encapsulación mínima (tipo protocolo de nivel superior: 55 en lugar de 4) – No añade cabecera: modifica la existente, añadiendo detrás, y antes del payload, las direcciones reales

13 3G - 13 © GSyC 2004 3) Túnel IP-within-IP: HA FA

14 3G - 14 © GSyC 2004 Problemas de Mobile IP ● Encaminamiento en triángulo (triangle routing) – Muy ineficiente: ● Hay que establecer túnel ● Cuello de botella en HA ● ¿Qué ocurre con CN que está al lado del MH? – Solución: MH envía bindings al CN requiere cambios en pila IP del CN ● En Ipv6 es obligatorio FA HA MH CN

15 3G - 15 © GSyC 2004 Problemas de Mobile IP (cont.) ● Seguridad – Cortafuegos configurados para que ingrese tráfico en red proveniente de fuera, con IP origen una de dentro ● ¿Cómo envía tráfico MH a un nodo de su red hogar? ● Filtrado a la entrada (Ingress Filtering) – Los encaminadores a la salida de una red suelen descartar paquetes que egresan con IP origen de fuera de la red ● ¿Cómo salen los datagramas del MH de la red del FA? – Solución: túnel FA => HA ● Aún más ineficiente :-(

16 3G - 16 © GSyC 2004 Problemas de Mobile IP (cont.) ● Binding Updates – Tienen que viajar demasiado lejos, hasta el HA ● Peor aún si el móvil se mueve muy rápido entre redes – Mobile IP malo para micromovilidad ● Solución en Ipv6 y Cellular IP: Registro Regional – El MN se registra una sola vez en el HA, cuando entra en un nuevo dominio – Como COAddress da la de un router del nuevo dominio: Gateway Mobility Agent (GMA) – Cuando cambia dentro de un dominio, los binding updates sólo viajan dentro del dominio hasta GMA