Prezentacja programu PowerPoint

MECHANIZMY ZARZĄDZANIA MOBILNOŚCIĄ W TAKTYCZNYCH SIECIACH IP

/29

Promotor:

dr hab. inż. Marian WNUK, prof. WAT

MECHANIZMY

ZARZĄDZANIA

MOBILNOŚCIĄ W

TAKTYCZNYCH SIECIACH IP

Jacek JARMAKIEWICZ

INSTYTUT TELEKOMUNIKACJI

WYDZIAŁ

ELEKTRONIKI WAT

MECHANIZMY ZARZĄDZANIA MOBILNOŚCIĄ W TAKTYCZNYCH SIECIACH IP

/29

1. Wprowadzenie
2. Cel i tezy pracy
3. Istota zarządzania mobilnością
4. IPv6 w taktycznych sieciach

telekomunikacyjnych

5. Architektura perspektywicznych

sieci taktycznych

6. Procedury zarządzania mobilnością

dla sieci taktycznej

7. Wyniki symulacji
8. Podsumowanie

Plan prezentacji

MECHANIZMY ZARZĄDZANIA MOBILNOŚCIĄ W TAKTYCZNYCH SIECIACH IP

/29

Wprowadzenie

 Konieczność ograniczania budżetów

militarnych

 Koncepcja wykorzystania technik

komercyjnych COTS w systemach wojskowych

 Kierunki prac badawczych wskazują na

konieczność i możliwość adaptacji protokołu
IPv6

 Architektura systemów taktycznych jest

aktualnie opracowywana w ramach projektu
TP2K

 Potrzebna jest ocena mechanizmów protokołu

IPv6 w środowisku sieci mobilnych

 Opracowanie procedur zarządzania

mobilnością w sieciach taktycznych

GENEZA:

MECHANIZMY ZARZĄDZANIA MOBILNOŚCIĄ W TAKTYCZNYCH SIECIACH IP

/29

CEL PRACY:

Cel pracy

Poprawa efektywności

mechanizmów zarządzania

mobilnością

w taktycznych sieciach IP

MECHANIZMY ZARZĄDZANIA MOBILNOŚCIĄ W TAKTYCZNYCH SIECIACH IP

/29

Istota zarządzania mobilnością

Zarządzanie zespołem procesów

realizowanych w sieci telekomunikacyjnej,

mających za zadanie efektywne

świadczenie dostępu do usług

telekomunikacyjnych abonentom

przemieszczającym się w obszarze

funkcjonowania sieci telekomunikacyjnej

Proces zarządzania mobilnością obejmuje:

•

Identyfikacja abonenta

•

Sprawdzenie uprawnień abonenta

•

Uwierzytelnienie wiadomości abonenta

•

Sterowanie ruchem telekomunikacyjnym

•

Utrzymanie i przełączanie połączeń pomiędzy zasobami

sieci telekomunikacyjnej (handoff)

•

Gromadzenie i przetwarzanie informacji o położeniu

abonenta

MECHANIZMY ZARZĄDZANIA MOBILNOŚCIĄ W TAKTYCZNYCH SIECIACH IP

/29

Dlaczego IPv6 ?

1. Zapewnia

optymalizację

marszrutyzacji

pakietów pomiędzy węzłami mobilnym MN i
korespondenta CN

2. Zapewnia

nadzór

nad

połączeniami

utrzymywanie dostępności stacji mobilnych dla
reszty sieci

3. Posiada

wbudowane

mechanizmy

przechwytywania i tunelowania pakietów

4. Jest niezależny i transparentny od systemów

warstw niższych

5. Posiada

wbudowane

mechanizmy

bezpieczeństwa (IPSec - AH, ESP, ISAKMP

6. Elastyczny nagłówek pakietu IPv6
7. Wbudowany

elastyczny

mechanizm

autokonfiguracji adresów

8. Posiada wbudowany mechanizm zarządzania

mobilnością MIPv6

MECHANIZMY ZARZĄDZANIA MOBILNOŚCIĄ W TAKTYCZNYCH SIECIACH IP

/29

Architektura taktycznej sieci

telekomunikacyjnej

H C L O S

H F /U H F

W L A N /

E th

M o b i le

IP v 6

W L A N B r id g e

A T M

W L A N /

E th

M o b il e IP v 6

R o u te r A

F A /H A

R o u te r C

F A /H A

E th

M o b ile

IP v 6

W L A N

E 8 0 2 .1 1 /

H la n 2 /E th

M o b il e

IP v 6

E 8 0 2 .1 1 /

H la n 2 /E th

H F /U H F

IP v 6

M o b i le

IP v 6

A p p li c a -

tio n s

F A - F o r e ig n A g e n t
H A - H o m e A g e n t

W L A N - W i r e l e s s L o c a l A r e a N e tw o r k
H C L O S - H i g h C a p a c i ty L in e o f S i g h t

A T M

R A D IO

C O M M A N D P O S T

R A D IO S Y S T E M S

M N

M N - M o b i l e N o d e

R o u te r E

F A /H A

R o u te r D

F A /H A

R o u te r B

F A /H A

A T M

T A C T IC A L C O R E

N E T W O R K

IP v 6

W L A N

MECHANIZMY ZARZĄDZANIA MOBILNOŚCIĄ W TAKTYCZNYCH SIECIACH IP

/29

Zarządzanie mobilnością w sieciach

taktycznych

X
X

XXX

LAN/WLAN

Router

z kartą WLAN

Węzeł ATM

WLAN

Access Point

Abonent -

Stacja MN

Węzeł

ATM

Sieć szkieletowa

(WAS)

Sieć szkieletowa

(WAS)

HCLOS

Router

z kartą WLAN

Centrum

Zarządzania

siecią

SIEĆ

DOSTĘPOWA

(LAS)

SIEĆ

DOSTĘPOWA

(LAS)

LAN/WLAN

MECHANIZMY ZARZĄDZANIA MOBILNOŚCIĄ W TAKTYCZNYCH SIECIACH IP

/29

1. Standardowa rejestracja

Sieć obca

Sieć

szkieletowa

WAS

Sieć

szkieletowa

WAS

Centrum

zarządzania siecią

w WAS

Binding

Cache

Sieć domowa

Binding

Update

Abonent MN

IPv6

Abonent MN

IPv6

Binding

Ack

MECHANIZMY ZARZĄDZANIA MOBILNOŚCIĄ W TAKTYCZNYCH SIECIACH IP

/29

2. Procedura powielania agenta domowego

Centrum

zarządzania siecią

w WAS

Binding

Cache

Binding

Cache

CZ Binding

Cache

Nowa domena

domowa MN

Stara domena

domowa MN

Sieć obca

• Stary adres domowy MN

• Nowy adres domowy MN

• Stary adres domowy MN

• Nowy adres domowy MN

Binding

Update

Dystrybucja

Kluczy IPSec

Binding

Update

Binding

Acknowledge

New

Home Address

Needed

New

Home Address

Ack

Abonent MN

MECHANIZMY ZARZĄDZANIA MOBILNOŚCIĄ W TAKTYCZNYCH SIECIACH IP

/29

2. Procedura powielania agenta domowego -
dostęp z CN…

Centrum

zarządzania siecią

w WAS

Binding

Cache

Binding

Cache

Binding

Cache

Nowa domena

domowa MN

Stara domena

domowa MN

Sieć obca

• Stary adres domowy MN

• Nowy adres domowy MN

• Stary adres domowy MN

• Nowy adres domowy MN

Abonent MN

Pakiety IPv6

(Stary adres

MN)

New

Home Address

Needed New

Home Address

Ack

Stacja

korespondująca

Pakiety IPv6

(Nowy adres

MN)

Binding

Cache

MECHANIZMY ZARZĄDZANIA MOBILNOŚCIĄ W TAKTYCZNYCH SIECIACH IP

/29

LAN/WLAN

Router z

kartą WLAN

WLAN

Prefiks

domeny 1

Prefiks

domeny 2

WLAN AP

Binding

Cache

Sieć domowa

Router z

kartą WLAN

3. Regionalna rejestracja abonenta MN

Binding

Update

Binding

Ack

Binding

Update

Binding

Ack

Wielo-domenowa sieć obca

(LAS)

Wielo-domenowa sieć obca

(LAS)

Sieć

szkieletowa

WAS

Sieć

szkieletowa

WAS

MECHANIZMY ZARZĄDZANIA MOBILNOŚCIĄ W TAKTYCZNYCH SIECIACH IP

/29

3. Regionalna rejestracja abonenta MN …

Router z

kartą WLAN

Wielo-domenowa sieć obca

(LAS)

Wielo-domenowa sieć obca

(LAS)

Prefiks

domeny 1

Prefik

dome

ny 2

Binding

Cache

Sieć domowa

Pamięć Cache

Regionalna

RBC

Router z

kartą WLAN

Binding Update

+ Regional CoA

+Home Address

Primary CoA

Homa address  Regional CoA

Adres

CoA

z domeny

obcej

Adres

CoA

domeny

obcej

Regional CoA

Binding Ack

Rout

Adv

MECHANIZMY ZARZĄDZANIA MOBILNOŚCIĄ W TAKTYCZNYCH SIECIACH IP

/29

4. Przenoszenie profilu

Centrum

zarządzania siecią

w WAS

Sieć domowa

Sieć obca

Abonent stacji

MN IPv6

Abonent stacji

MN IPv6

Obraz BD

Profili

ICMP Service

Required

ICMP Service

Required

ICMP Service

Response

ICMP Service

Response

Baza danych

profili

MECHANIZMY ZARZĄDZANIA MOBILNOŚCIĄ W TAKTYCZNYCH SIECIACH IP

/29

4. Przenoszenie profilu …

Centrum

zarządzania siecią

w WAS

Sieć domowa

Sieć obca

Mobile Node

IPv6

Mobile Node

IPv6

Obraz BD

Profili

ICMP Profile

Req

ICMP Profile Req

ICMP Prof

Copied

Baza danych

profili

ICMP Profile Carrying

ICMP Prof. Carrying

permited

ICMP Profile Copied

Baza danych

profili

De-rejestracja
po określonym
limicie czasu albo
przy opuszczaniu sieci

MECHANIZMY ZARZĄDZANIA MOBILNOŚCIĄ W TAKTYCZNYCH SIECIACH IP

/29

Koncepcja badań

H A

N M C

C N

S ta c ja

m o b iln a

M N

R A P 1

R A P N

M A P

C h a ra k te ry s ty k i

p r o c e s u

z a rz ą d z a n ia

m o b iln o ś c ią

w ta k ty c z n e j

s ie c i IP

O c e n a

e fe k ty w n o ś c i

m e c h a n iz m ó w

z a r z ą d z a n ia

m o b iln o ś c ią

w ta k ty c z n e j

s ie c i IP v 6

O p ó ź n ie n ia

w W A S

L A S z

L A S x

U s łu g i a b o n e n c k ie i

z a rz ą d z a n ie

m o b iln o ś c ią

W A S

L A S y

M S

M IP v 6

d la ta k ty c z n e j

s ie c i IP

MECHANIZMY ZARZĄDZANIA MOBILNOŚCIĄ W TAKTYCZNYCH SIECIACH IP

/29

Opóźnienia w sieci szkieletowej

WAS

1 0

1 0 0

1 0 0 0

1 0 0 0 0

1 0 0 0 0 0

x 1

x 2

x 4

x 8

N a tę ż e n ie r u c h u

1 3 8 .0 5

5 2 7 .4

1 1 4 5 3 .6 6

3 7 2 9 5 .5 4

6 6 .9

1 5 4 .4 5

5 9 9 8 .8 6

1 5 8 4 9 .2 7

2 6 .8

2 7 .7

5 1 .5

1 2 4 3 .1

W a r to ś c i ś r e d n ie
o p ó ź n ie n ia [m s ]

W a r to ś c i m a k s y m a ln e

m a k s y m a ln e g o

o p ó ź n ie n ia [m s ]

Ś r e d n ia w a r to ś ć
m a k s y m a ln a [m s ]

MECHANIZMY ZARZĄDZANIA MOBILNOŚCIĄ W TAKTYCZNYCH SIECIACH IP

/29

Limity czasowe procedury rejestracji standardowej t

Scenariusz 4

0.804

0.240

12.700

0.405

0.179

4.149

Natężenie

[

]

Wartość maksymalna tAB

Wartość oczekiwana tAB

Ruch/scenariusz

226.47

161.20

160.96

239.86

458.04

708.15

707.50

404.6

3403.43

685.93

685.38

12699.64

MECHANIZMY ZARZĄDZANIA MOBILNOŚCIĄ W TAKTYCZNYCH SIECIACH IP

/29

Scenariusz 4

1.579

2.172

0.684

13.655

0.593

10.021

Natężenie

[

]

Wartość maksymalna tPAD

Wartość oczekiwana tPAD

Limity czasowe procedury powielania agenta domowego t

PAD

Ruch/Scenariusz

486.52

483.24

482.14

683.62

1256.88

1255.32

1253.65

2171.61

5414.07

1232.91

1209.53

13655.29

MECHANIZMY ZARZĄDZANIA MOBILNOŚCIĄ W TAKTYCZNYCH SIECIACH IP

/29

Limity czasowe procedury przenoszenia uprawnień ze
standardową procedurą rejestracji t

Scenariusz 4

2.963

4.721

3.016

44.066

1.893

36.297

Natężenie

[

]

Wartość maksymalna
Wartość średnia

Ruch/Scenariusz

982.02

555.25

487.66

3016.24

3637.50

779.33

752.53

4721.23

6057.40

694.65

708.43

44065.99

MECHANIZMY ZARZĄDZANIA MOBILNOŚCIĄ W TAKTYCZNYCH SIECIACH IP

/29

Limity czasowe procedury przenoszenia uprawnień z
regionalną procedurą rejestracji t

Scenariusz 4

97.282

6.384

3.533

48.268

4.576

2.500

100

Natężenie

[

]

Wartość maksymalna

Wartość oczekiwana

Scenariusz/ruch

1375.40

1060.33

966.89

3532.63

4801.30

2037.04

2004.14

6384.20

10775.57

1927.43

1918.56

97281.95

MECHANIZMY ZARZĄDZANIA MOBILNOŚCIĄ W TAKTYCZNYCH SIECIACH IP

/29

Opracowanie procedur: powielania agenta
domowego i procedury przenoszenia
profilu

Podsumowanie

Wkład autorski:

Modyfikacja procedury rejestracji
regionalnej

Określenia limitów czasowych realizacji
procedur zarządzania mobilnością dla
perspektywicznej sieci taktycznej
Zaimplementowanie modeli sieci
taktycznej – stworzenie narzędzia do
prowadzenia eksperymentów na klasie
modeli systemu TP2K

Sformułowanie zaleceń do budowy
taktycznych sieci intranetowych

MECHANIZMY ZARZĄDZANIA MOBILNOŚCIĄ W TAKTYCZNYCH SIECIACH IP

/29

THE REQUIREMENTS FOR TACTICAL NETWORK

Mobility

Security

Surviva

bility

Quality

ervice

hrough

put

Inter

operabili

Manage

ability

NATO

Trends

Conformabili

MECHANIZMY ZARZĄDZANIA MOBILNOŚCIĄ W TAKTYCZNYCH SIECIACH IP

/29

IPv6 network

protocol stack and

mobility

management

analysis

Tacoms Post 2000

tactical based

architecture

WLAN technology

usefulness

assumption and

requirements

Tactical mobility

procedures based

on IPv6 protocol

stack

Sec IP systems

analysis and user

profile(tactical

dependent) definition

Simulation models

implementation

Simulation

model

assumption

Modeling

simplification

and model

division

Simulation

model

implementatio

Verified

tactical MM

procedures

proposal

Tactical IPv6

mobility

management

procedures

and

mechanisms

evaluation

and

modification

procedures

in tactical

network

proposal

3 STAGES TACTICAL IPv6 MM PROJECT GUIDE

Document Outline