Revision as of 14:42, 16 February 2006

La gestion de la mobilité IPv6

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Les en-têtes de mobilité

La raison d'être de Mobile IPv6 est de gérer les déplacements des mobiles. Pour cela il faut être capable de détecter les changements de réseau, d'obtenir une nouvelle CoA, et informer l'agent mère et les correspondants du changement de localisation (i.e. de CoA). L'ensemble de ces opérations sont regroupées dans le "handover".

Détection du changement de réseau

La phase de détection de mouvement est cruciale. Elle représente une bonne part du délai d'interruption observé lors des changements de réseau. Le mobile utilise la gestion de voisinage pour détecter qu'un voisin, en l'occurrence son routeur par défaut, n'est plus accessible. Le défaut de ce mécanisme est que le mobile ne détecte la perte du routeur par défaut que lorsqu'il a des données à transmettre, ce qui retarde la détection du changement de réseau et augmente d'autant la durée des interruptions.

Une solution alternative suppose la coopération du routeur IPv6 qui ajoute dans les annonces de routeur une option indiquant le délai entre deux annonces. Le mobile qui écoute en permanence les annonces émises peut alors déduire de la perte de plusieurs annonces successives qu'il vient probablement de changer de réseau. Une autre adaptation demandée au routeur IPv6 concerne la réduction du délai entre deux annonces successives pour améliorer encore la vitesse de détection, ainsi il est conseillé d'émettre une annonce de routeur non sollicité toutes les 50 ms en moyenne (au lieu de 3s). Évidemment une telle configuration induit un trafic non négligeable pour certains types de réseau (réseau locaux sans fil).

Il est important de réduire le nombre de handover car ceux-ci induisent une rupture temporaire des communications et une signalisation importante dans le réseau. Le mobile peut utiliser d'autres informations pour décider de la nécessité d'effectuer un handover, mais il doit le faire prudemment. Par exemple, le mobile ne peut pas utiliser la découverte d'un nouveau réseau (une annonce de routeur avec un nouveau préfixe) pour décider qu'il a perdu l'accès à son ancien réseau. Il est, en effet, possible de recevoir simultanément des annonces en provenance de plusieurs routeurs annonçant des préfixes différents sur un même réseau.

Lorsqu'il reçoit une annonce de routeur, le mobile doit prendre en compte le préfixe annoncé et non l'adresse source des annonces de routeur pour détecter un changement, car des routeurs appartenant à des réseaux différents peuvent utiliser la même adresse lien-local. Dans ce cas, le bit R qui permet d'indiquer une adresse globale du routeur peut lever l'ambiguïté.

Notons que les mécanismes de détection de changement de réseau décrits sont complètement indépendants du niveau liaison. Il est possible de prendre en compte les informations connues du niveau liaison, comme le fait que le mobile vient de perdre ou d'acquérir un nouveau réseau sans-fils ou une nouvelle interface, pour déclencher la procédure du handover IPv6. Emettre une sollicitation de routeur aussitôt qu'un changement de réseau d'accès est soupçonné, permet de gagner un temps important mais suppose une implémentation plus complexe, puisque dépendante d'un niveau liaison particulier. En contrepartie, il est possible d'éviter l'envoi fréquent d'annonces de routeur non sollicitées.

Configuration de l'adresse temporaire

Une fois que le mobile a détecté la perte du routeur par défaut, il doit acquérir une nouvelle adresse en sollicitant un routeur. A réception d'une annonce de routeur sur le nouveau réseau il peut découvrir le préfixe du réseau et configurer une adresse globale appartenant à ce préfixe qui sera la nouvelle adresse temporaire (CoA). Lors de cette configuration, le mobile doit effectuer une procédure de détection d'adresse dupliquée (DAD) pour la nouvelle adresse. Sous certaines conditions, on cherchera à réduire la durée de cette procédure en émettant la sollicitation de voisin sans attendre le délai aléatoire habituel. D'autres proposition ont été faites pour ne pas attendre la seconde réglementaire qu'une éventuelle station défendant l'adresse réponde à la sollicitation de voisin.

Notons que le mobile peut configurer une adresse pour chaque préfixe annoncé sur le lien local. Toutes ces adresses seront des care-of address. Mais il devra choisir l'une d'entres-elles pour mettre à jour les associations au niveau du HA et des correspondants. Elle sera dite primary care-of address ou adresse temporaire primaire.

Avertissement de l'agent mère

Dès que le mobile a changé de care-of address principale, il doit en informer l'agent mère en envoyant une mise à jour d'association (binding update). Cette mise à jour peut être la première, dans ce cas, l'agent mère crée l'association. Dans le cas contraire, il met à jour l'association courante. Une mise à jour d'association, sera par la suite envoyée régulièrement, avant le délai d'expiration, pour maintenir l'association.

Lorsqu'il crée une nouvelle association, l'agent mère effectue la procédure de détection de duplication d'adresse (DAD) pour la home address avant d'acquitter l'association au mobile. Si un autre mobile ou une station sur le réseau mère possède cette adresse il répond au mobile que l'adresse est déjà utilisés et ce dernier doit essayer une autre adresse. Découverte dynamique de l'agent mère

Il peut arriver que le mobile ne connaisse pas l'adresse d'un agent mère sur son réseau mère ou que l'agent mère qu'il connaissait ne réponde plus. Dans ce cas, le mobile doit tenter de découvrir l'adresse d'un agent mère apte à assumer ce rôle pour lui. Il envoie pour cela un paquet ICMP à l'adresse anycast des "Agents mère IPv6" pour le préfixe de son réseau mère.

Lorsque le mobile reçoit une réponse celle-ci contient une liste ordonnée des adresses globales des HAs du réseau mère. Il essaye ensuite dans l'ordre les adresses des agents mère de la liste jusqu'à recevoir un acquittement positif à sa demande de mise à jour d'association.

Pour supporter ce service, chaque HA doit être capable de découvrir les autres HAs sur le réseau mère pour en maintenir la liste. Il écoute pour cela les annonces de routeur émises sur le lien. Celles qui annoncent offrir le service d'agent mère (bit H : Home Agent validé) sont ajoutées à la liste. L'annonce de HA peut contenir d'autres informations utiles dans l'option home agent advertisement option : le délai de validité (lifetime), une adresse globale et une préférence. Cette dernière est utilisée pour ordonner la liste transmise au mobile.

Dans l'exemple, figure Découverte dynamique de l'agent mère, la requête ICMP du mobile atteint l'agent mère 1 mais ce denier renvoie une liste indiquant que l'agent mère 2 est plus prioritaire. Le mobile continuera donc la procédure en demandant à l'agent mère 2 d'enregistrer l'association.

Ce mécanisme pourra être implémenté pour distribuer la fonction d'agent mère sur plusieurs serveurs et pour répartir dynamiquement la charge entre les différents serveurs. La charge des agents mère est un point très critique de la mobilité IP et il est nécessaire de trouver des solutions permettant de résister au facteur d'échelle.

Interception des paquets par l'agent mère

L'agent mère doit assurer l'interception des paquets à destination du mobile dès qu'il dispose d'une association entre l'adresse mère (HoA) et une adresse temporaire (CoA) valide. Pour cela il diffuse une annonce de voisin non sollicitée sur le réseau mère. Cette annonce indique aussi que toutes les tables de voisinage doivent être mise à jour pour associer la HoA du mobile avec l'adresse de niveau 2 de l'agent mère. Comme le multicast n'est pas fiabilisé ce message est généralement émis plusieurs fois.

Ensuite, à chaque fois qu'une sollicitation de voisin concerne la HoA d'un mobile qu'il gère, le HA répond en lieu et place du mobile, pour associer la HoA du mobile avec son adresse de niveau 2. Il assure ainsi la défense de la HoA enregistrée dans l'association lors des procédures de détection de duplication d'adresse. Il répondra qu'il possède l'adresse si un autre mobile ou une autre station du réseau mère tente de la configurer.

Lorsque le HA a des paquets à transmettre au mobile, il doit agir comme un correspondant. Il utilise donc un en-tête de routage de type 2. Si par contre il s'agit de paquet qu'il intercepte pour le compte du mobile, ils sont encapsulés en utilisant l'encapsulation IP dans IP et envoyés à destination de l'adresse temporaire du mobile. Ce dernier traite ces paquets comme tout paquet disposant d'un en-tête de tunnelage. C'est-à-dire qu'il supprime l'en-tête externe et traite le paquet IP contenu comme s'il était arrivé directement.

L'agent mère ne fait pas suivre les paquets émis à destination de l'adresse lien local du mobile. Ceux-ci sont détruits et un message ICMP annonçant l'indisponibilité du mobile est envoyé à la source, sauf dans le cas du multicast ou le paquet est silencieusement écarté.

Information des correspondants

En acquittant la mise à jour d'association l'agent mère informe le mobile qu'il possède une association en règle et ce dernier peut informer ses correspondants. Pour cela il effectue la procédure RR qui sera vue plus loin puis la mise à jour d'association. Il doit le faire pour tous les correspondants qui sont dans la liste des associations qu'il maintient.

Gestion de l'adresse mère

La validité de l'adresse mère, comme celle des autres adresses IPv6, est limitée dans le temps. La limite vient de la durée de validité annoncée dans l'annonce de routeur contenant le préfixe. Lorsqu'une adresse mère approche de sa date de péremption, le mobile ne peut pas envoyer tout simplement de sollicitation de routeur s'il n'est pas dans le réseau mère. Dans ce cas il émet un message appelé "sollicitation de préfixe mobile", directement vers l'agent mère. Ce message est semblable à une sollicitation de routeur, mais il contient l'option d'en-tête destination home address. Il doit être protégé par IPsec comme la plupart des échanges entre le mobile et l'agent mère. Ce dernier répond à la sollicitation par une annonce de préfixe mobile ressemblant à une annonce de routeur et dont les éléments seront traités par le mobile comme si l'annonce avait été reçue sur le réseau mère. En particulier le préfixe du réseau mère permet de mettre à jour la durée de validité de l'adresse mère.

Ce mécanisme permet de supporter la renumérotation du réseau mère. En effet, lorsque le mobile reçoit un nouveau préfixe, il peut configurer une nouvelle adresse mère en utilisant les mécanismes habituels d'auto configuration sans état.

Retour dans le réseau mère

Lorsqu'il détecte qu'il est de retour dans le réseau mère, le mobile doit en informer l'agent mère pour que ce dernier cesse de faire suivre les paquets à l'ancienne localisation du mobile. Il utilise pour détecter son retour dans le réseau mère une annonce de routeur contenant le préfixe de sa home address.

Pour envoyer la mise à jour d'association à l'agent mère, le mobile doit connaître l'adresse de niveau 2 de l'agent mère ce qui peut être déduit de l'annonce de routeur. Toutefois, il peut y avoir plusieurs agents mère sur le réseau. Dans ce cas le mobile doit découvrir l'adresse de niveau 2 de l'agent mère sans utiliser sa home address puisque l'agent mère est configuré pour la défendre dans les procédures de détection d'adresse dupliquée. Il demande donc l'adresse de niveau 2 de l'agent mère en émettant une sollicitation de voisin avec comme adresse source l'adresse non définie (::). Par contre il doit utiliser la home address comme adresse source de la mise à jour d'association et être en mesure de recevoir l'acquittement qui sera transmis par l'agent mère à cette adresse. Il doit donc configurer préalablement son interface avec la home address sans effectuer de procédure de détection d'adresse dupliquée.

Dès que la procédure de mise à jour d'association est terminée le mobile peut diffuser une annonce de voisin indiquant qu'il reprend possession de sa home address à toutes les autres stations sur le réseau local. Le bit indiquant la sollicitation devra être à zéro, tandis que celui indiquant que toutes les stations doivent mettre à jour leur cache avec la nouvelle association sera mis à 1. Ce message sera émis plusieurs fois pour prévenir les pertes éventuelles sur le réseau local. Une fois cette procédure terminée il doit supprimer les associations maintenues par les correspondants pour toutes les associations qu'il maintient.

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