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Mobile IP

개념
- IP 주소를 가진 단말(Mobile Node)이 이동 중에도 끊김 없는 인터넷 서비스를 받을 수 있도록 보장하는 기술 - 차세대 이동 통신 망에서 가입자가 휴대 단말기를 통해 인터넷 서비스를 이용하면서 다른 망으로 이동할 경우에도 사용중인 IP 주소를 그대로 유지할 수 있도록 하여 끊김 없이 인터넷 서비스를 받을 수 있도록 하는 기술

I. 모바일 단말 최적의 이동성을 위한 기술, Mobile IP의 개요

 가. Mobile IP의 정의

  •  IP 주소를 가진 단말(Mobile Node)이 이동 중에도 끊김 없는 인터넷 서비스를 받을 수 있도록 보장하는 기술
  •  차세대 이동 통신 망에서 가입자가 휴대 단말기를 통해 인터넷 서비스를 이용하면서 다른 망으로 이동할 경우에도 사용중인 IP 주소를 그대로 유지할 수 있도록 하여 끊김 없이 인터넷 서비스를 받을 수 있도록 하는 기술

 

 나. Mobile IP의 특징

특징

설명

호환성

(Campatibility)

- IP와 같이 네트워크 계층에서 지원

- 기존의 시스템과 라우터 사용가능

투명성

(Transparency)

- 모바일 단말을 IP 주소로 관리

- 연결 중단후 재연결시 계속 통신가능

- 고정 네트워크로의 연결 접속점의 변경가능

효율 및 확장성

(Efficiency and scalability)

- 무선 연결되는 모바일 시스템에 부가되는 메시지의 최소화

- 다양한 모바일 시스템 지원

보안

(Security)

- 모든 등록관련 메시지의 인증

 

 다. Mobile IP의 특징

특징

설명

기술적 측면

  • 네트워크 주소 기반의 IP 경로 설정으로 기인하는 호스트의 서브넷 사이의 이동 제한 극복
  • 모바일 IP는 홈 어드레스(HoA)와 관리 주소(CoA)의 이원화된 주소 체계로 구성

비즈니스

측면

  • 이동 중에도 중단 없는 서비스가 요구되는 동영상 시청 등의 서비스 제공 가능

 

 

 

 

 

 

 

 

II. Mobile IP의 개념도 및 구성 요소

 가. Mobile IP의 개념도

  - CN과 MN의 통신은 HA와 FA 사이의 터널링을 통해 전송

 

 나. Mobile IP의 구성 요소

구분

설명

MN

  • Mobile Node
  • 이동하며 네트워크 서비스를 단말
  • 스마트 폰, 노트북, PDA 등의 이동 가능한 단말기

HA

  • Home Agent
  • MN이 초기에 속해 있던 네트워크의 라우터
  • MN이 홈 네트워크를 벗어날 경우 MN에게 데이터그램을 전송하기 위해 FA와 터널링을 하고 MN의 현재 위치를 저장

FA

  • Foreign Agent
  • MN이 이동하여 소속된 네트워크의 라우터

HoA

  • Home of Address (홈 주소)
  • MN에 할당된 주소로 위치에 상관없이 불변
  • 한번 설정된 세션은 그 설정 시간 동안 같은 IP 주소를 유지함

CoA

  • Care of Address (관리 주소)
  • MN이 이동한 후에 획득하는 IP 주소

CN

  • Correspondent Node
  • MN과 통신하는 노드
 
 
 다. Mobile IP의 동작 절차
  1. MN 이동
  2. MN이 FA에게 등록 요청
  3. FA는 MN의 등록 요청을 HA에게 전달
  4. HA는 등록 요청을 수신하여 MN의 위치를 저장하고 등록 응답을 FA에게 전송
  5. FA는 등록 응답을 수신하여 방문자 리스트를 생성하고 MN에게 등록 응답 전송
  6. CN이 MN에게 데이터를 전송하는 경우 CN은 HA에게 데이터를 전송
  7. HA는 저장되어 있는 MN의 위치를 확인하여 MN이 소속되어 있는 FA로 데이터 전송 (터널링 기법 사용)
  8. FA는 HA로부터 받은 데이터를 디터널링 하여 MN에게 전달
  9. MN이 CN에게 데이터를 전송하는 경우 MN은 FA를 통해 CN에게 바로 데이터 전송

 

III. Mobile IP의 문제점 및 해결 방안

 가. Mobile IP의 문제점

구분

설명

Triangle Routing

(삼각 라우팅)

  • 삼각 라우팅 문제, MN과 CN의 통신 과정에는 HA에서 FA로 패킷을 캡슐화하여 전송하는 과정이 포함되어 있음
  • 이러한 삼각 라우팅으로 인하여 오버헤드가 발생하게 되어 전송 지연과 패킷 손실 등이 발생

Ingress Filtering

(인입 트래픽 필터링)

  • FA는 MN에서 새로운 데이터 전송 요구가 있을 때 MN의 IP 주소가 자신의 네트워크 주소 대역이 아니므로 보안 정책에 따라 해당 패킷을 폐기
  • MN이 CoA를 발신주 주소로 역터널링 패킷을 생성하여 전송해야 해결 가능

HA 부하

  • MN이 이동하더라도 HA는 계속 MN의 통신에 관여
  • MN이 증가할 경우 HA에 부하 가중
 
 
 나. Mobile IP의 문제점 해결 방안

  1) MN의 위치 이동 정보를 HA가 가지는 것이 아니라 CN이 Binding Cache를 통해 관리

  2) CN과 MN이 직접 통신 가능하도록 Binding 정보는 HoA와 CoA로 구성

  3) CN이 HA를 거치지 않고 MN에게 직접 데이터 전송을 함으로써 삼각 라우팅의 비효율성 해결

 

 

IV. MIPv4의 문제점 해결을 위한 MIPv6

 가. MIPv6의 필요성

  1) IPv6에서의 Mobile IP, 기존 Mobile IPv4의 문제점 해소

  2) 기존 MIPv4의 삼각 라우팅을 제거하고 라우팅 경로 재설정을 통해 효율 개선

  3) Mobile IPv6는 주소 자동 구성, Neighbor Discovery 매커니즘을 사용하여 IP 계층의 이동성을 제공

 

 나. MIPv6의 주요 용어

구분

설명

BU

  • Binding Update
  • MN이 HA와 CN에게 자신의 CoA를 알리기 위해 사용

BA

  • Binding Acknowledgement
  • HA나 CN은 BU를 MN에게 받은 이후 새로운 IP 주소(CoA)로 통신 상대방을 재설정 하였음을 MN에게 다시 통보
 
 다. MIPv6의 개념도

  - MN의 위치 정보를 Binding Cache에 저장하여 Mobile IPv4의 문제를 해결

 

 라. MIPv6의 절차

순서

동작

설명

1

이동 감지

  • MN이 인접 네트워크로 이동
  • 에이전트 광고 메시지의 prefix를 이용 이동 감지

2

CoA 획득

바인딩 업데이트

  • 주소 자동 구성하여 CoA 획득
  • CoA 획득 후 BU (MN이 CN 및 HA에게 자신의 새로운 CoA를 알려 줌)

3

데이터그램 전송

  • 새로이 통신하는 CN은 우선 HA를 통하여 터널링 기반으로 MN과 통신
  • 최초 통신 후 MN이 CN과 BU를 요청하여 라우팅 재설정

4

라우팅 최적화

  • CN은 바인딩 정보를 이용하여 HA를 통하지 않고 MN과 직접 통신
 
 
 마. MIPv6의 문제점 및 해결 방안

문제점

설명

BU/BA 사이에

DoS 공격 가능성

  • IPSec을 이용한 통신
  • RR(Return Routability) : MN, CN 사이에서 바인딩 갱신/응답 시 인증
 

 

V. MIPv4에서 MIPv6로 전환

 가. MIPv6 in MIPv4 Tunneling

  - MIPv6 단말이 MIPv4 망에서의 송수신을 위해 터널링 기법을 이용하는 기술

1

  • MN : IPv6 망에서 IPv4 망으로 이동, IPv4/IPv6 듀얼 스택 필요
  • CN : IPv6로 MN과의 세션 유지 필요
  • HA : IPv4/IPv6 듀얼 스택 필요

동작 절차

  1. MN 이동 후 IPv4 주소 획득
  2. IPv4 헤더 추가하고 HA에 IPv4 주소 전달
  3. HA와 FA 간 IPv6 in IPv4 터널링 이용 통신
  4. CN은 HA 이용하여 IPv6 세션 유지
 
 
 나. 단계적 전환 방안
  1) 1 단계 : Access Network (단말, 최종 네트워크)에 대한 MIPv4 도입
  2) 2 단계 : Access Network에 대한 MIPv6 전환
  3) 3 단계 : Core Network에 대한 IPv6 전환

 

VI. MIPv4와 MIPv6 비교 및 Mobile IP의 전망

 가. MIPv4와 MIPv6 비교

구분

MIPv4

MIPv6

구성 요소

HA, FA, CN, MN

HA, CN, MN, FA(삭제 가능)

바인딩 기능

구현 필요

자체 내장

보안

IPSec 추가 설치

IPSec 확장 기능으로 포함

QoS

추가 지원 필요

Traffic Class, Flow Label 등급별, 서비스별 패킷 구분 QoS 지원

 
 
 나. Mobile IP의 전망

  1) Mobile IPv6 기술은 이동 통신망, 휴대 인터넷 망, All IP 망 등 차세대 인터넷 망에서 네트워크 계층에서의 핸드오프 지원을 위한     기술로써 각광 받고 있음

  2) VoIP 기술, SIP(Session Initiation Protocol)와 같은 영상 통신 기술 등과 접목된 형태로 서비스 가능

  3) WiBro 서비스에서 Mobile IPv4와 Mobile IPv6가 지원되고 있음

  4) 향후 All IPv6 예상되는 2012년까지는 MIPv4와 MIPv6 연동 기술 필수적

 

 

 

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