Mobile IPv6 기반 Testbed 구축 및 성능 분석

소개

졸업논문으로 Mobile IPv6 기반 Testbed 구축 및 성능분석을 하였습니다.
논문에서 구축하고자 하는 Testbed는 IPv6와 Mobile IPv6가 올바르게 동작하도록 망을 구성하는것이고, 구축한 Testbed 내에 일정 트랙픽을 발생시켜 망이 혼잡할 때와 혼잡하지 않을 때를 가정하여, 각각의 핸드오프시간을 측정하여 비교분석하였습니다.
7대의 데스탑PC 와 1대의 노트북을 사용하여 Testbed를 구축하였으며, 운영체제는 Red Hat Linux 9.0을 기본으로 사용하였습니다.
또한 Mobile IPv6 소스 코드가 동작하기 위해서 2.4.26 버전의 커널 소스를 사용하였습니다.
Mobile IPv6 Source Code는 Helsinki University of Technology의 MIPL프로젝트에서 구현중인 MIPL 1.1 버전을 사용하였습니다.
일정 대역폭을 사용하는 트랙픽을 생성하기 위해 MGEN 4.2 버전을 사용하였습니다.
실험내용은 구축한 Testbed 내에 일정 트래픽을 발생시켰을때와 발생시키지 않았을때 노트북을 무선국이라 가정하고 무선국이 A에서 B로 이동하여 통신할때 트래픽의 유무에 따라 발생하는 핸드오프시간을 측정하여 비교 분석하였습니다.

목차

제１장 서론

제２장 Mobile IP 및 Mobile IPv6 개요
２.１ Mobile IP 개요 및 구성
２.２ Mobile IP의 동작방식
２.３ Mobile IP 요구사항
２.４ Mobile IP에서의 경로 최적화
２.５ Mobile IP 옵션 및 메시지
２.６ Mobile IPv6 개요
２.６.１ Mobile IP와 Mobile IPv6의 비교
２.６.２ Mobile IPv6의 구성요소
２.６.３ Mobile IPv6 프로토콜 개요
２.６.４ Mobile IPv6의 기본헤더
２.６.５ Mobile IPv6의 기본동작
２.６.６ Mobile IPv6의 destination option.
２.６.７ Mobile IPv6의 특징 및 장단점
２.６.８ Mobile IPv6의 옵션 및 메시지
２.６.９ MIPv6 구현 요구사항

제３장 Testbed 구축
３.１ Testbed의 구성
３.２ Testbed에 필요한 요소
３.３ 각 노드의 설정
３.３.１ Mobile IPv6 설치(MN, CN, HA, AR)
３.３.２ Mobile IPv6 설정(MN, CN, HA, AR)

제４장 망 Handoff Time 측정 및 분석
４.１ 실험 설계
４.１.１ Handoff Procedure
４.１.２ Handoff Delay
４.１.３ 핸드오프 시간 측정을 위해 일부 함수 수정
４.２ Test Scenarios
４.２.１ Test Scenario #1
４.２.２ Test Scenario #2
４.３ 실험결과 정리 및 분석

제５장 결론 및 향후 과제

참고문헌

그림 목차
[그림 ２ 1] Mobile IP 동작 원리
[그림 ２ 2] Mobile IP 표준 IP 라우팅
[그림 ２ 3] Mobile IP 경로 최적화
[그림 ２ 4] 이동 헤더 포맷
[그림 ２ 5] 바인딩 재구성 요청 메시지 포맷
[그림 ２ 6] Home Test Init 메시지
[그림 ２ 7] Care-of Test Init 메시지
[그림 ２ 8] Home Test 메시지
[그림 ２ 9] Care-of Test 메시지
[그림 ２ 10] 바인딩 업데이트 메시지
[그림 ２ 11] 바인딩 응답 메시지
[그림 ２ 12] 바인딩 에러 메시지
[그림 ２ 13] Mobile IPv6의 기본동작과정
[그림 ２ 14] Mobile IPv6 Coa획득과 home registration 절차
[그림 ２ 15] 이동 노드와 인터넷 노드간의 통신
[그림 ２ 16] Binding update 옵션 필드형식
[그림 ２ 17] Binding acknowledgement 옵션 필드 형식
[그림 ２ 18] Mobile IPv6의 메시지 흐름
[그림 ３ 1] Testbed 구성
[그림 ３ 2] 커널 컴파일을 위한 설정
[그림 ３ 3] 이동 노드의 IPv6 설정
[그림 ３ 4] 홈 에이전트의 IPv6 설정
[그림 ３ 5] 홈 에이전트의 라우팅 테이블
[그림 ３ 6] 홈 에이전트의 Router Adevertisement Daemon 설정
[그림 ３ 7] Access Router 의 IPv6 설정
[그림 ３ 8] Access Router 에서 Router Advertisement Daemon 설정
[그림 ３ 9] Access Router 의 라우팅 테이블
[그림 ４-1] 핸드오프 동작의 상태 천이도
[그림 ４ 2] Handoff Procedure
[그림 ４ 3] 이동 노드가 새로운 링크로 진입할 때의 함수 호출과정
[그림 ４ 4] mipv6_rtr_add() 함수 수정
[그림 ４ 5] AR로부터 RA를 받는 과정의 함수 호출과정
[그림 ４ 6] mipv6_router_event() 함수 수정
[그림 ４ 7] BU 메시지 보낼 때의 함수 호출과정
[그림 ４ 8] mipv6_send_bu() 함수 수정
[그림 ４ 9] BA 메시지를 받는 과정의 함수호출과정
[그림 ４ 10] mipv6_ba_rcvd() 함수 수정
[그림 ４ 11] 시나리오 #1
[그림 ４ 12] 시나리오 #2
[그림 ４ 13] 시나리오1의 메시지출력 화면
[그림 ４ 14] 시나리오2의 메시지출력 화면

본문내용

실험 설계<br /><br /><br />
이동 노드가 외부 망으로 이동할 때 Handoff가 발생하는데, 망의 혼잡유무가 Handoff에 어떠한 영향을 미치는가를 분석하고자 한다. 본 장에서는 Handoff의 진행과정을 알아본 후, Handoff time 과 Handoff latency 를 측정하기 위해 MIPL 소스코드를 분석하고 분석을 토대로 핸드오프과정에서 발생하는 Handoff time과 handoff latency가 일어나는 시점에 코드를 삽입하여 Handoff time과 handoff latency를 측정할 것이다. ______중략<br /><br /><br />
<br /><br /><br />
인터넷 환경에서 무선 이동성을 지원하기 위한 가장 큰 문제점은 이동에 따른 핸드오프 현상이 일어난다는 점이다[7]. [그림 4-1]은 Mobile IPv6에서 이동 노드가 외부로 이동하여 접근 라우터(Access Router)를 변경하는 핸드오프의 과정을 상태 천이도로 표현하였다. 이동 노드는 접속 확인(Movement Detection) 을 통해 현재의 네트워크가 변경 되었는지 판단하기 위해 인접노드 요청 메시지를 보낸다. 그 후 인접노드 광고 메시지가 타이머 동안 도착하지 않으면 새로운 라우터로 정보를 갱신하기 위하여 라우터 광고 메시지를 기다리게 된다. 이 때, 라우터 요청 메시지 간격동안 라우터 광고 메시지가 도착하지 않으면 라우터 요청 메시지를 먼저 보내어 라우터 광고 메시지를 요청하게 된다. 라우터 광고 메시지를 받은 이동 노드는 의탁 주소를 생성하고 홈 에이전트로 바인딩 업데이트를 한다. 그리고 바인딩 응답 메시지를 받은 후 이동 노드는 홈 에이전트와 바인딩하게 된다. <br /><br /><br />
본 논문에서는 핸드오프 시간(Handoff time)을 새로운 네트워크로 이동한 시간부터 바인딩 업데이트 메시지를 보내게 되는 구간으로 정의한다. 또한 바인딩 업데이트 메시지를 보내고 바인딩 에크 메시지를 받는 구간을 핸드오프 지연(Handoff latency)로 정의한다. <br />

참고자료

· [1] Moblie IPv6에서 Fast Handover를 위한 IETF 기술동향
· 전자통신동향분석 제 18권
· [2] F-HMIPv6: 차세대 IP이동성 기술(한국전자통신 연구원)
· [3] C. Castelluccia, "A Hierarchical Mobility Management Scheme for IPv6," Proceedings of ISCC `98, pp. 305-309, 1998.
· [4] C. Perkins, Ed., "IP Mobility Support for IPv4," RFC 3344, Aug. 2002.
· [5] D. B. Johnson and C. Perkins, "Mobility Support in IPv6,"
· Internet draft (work in progress), draft-ietf-mobileip-ipv6-24.txt, Jun. 2003.