Mobile Systems III INFORMATIK

80 Micro-Mobility in IP-based Networks
4.2 Micro-Mobility vs. Macro-Mobility
4.2.1 Mobile IP
Mobile IP ist das wohl bekannteste Konzept, das sich mit den Herausforderungen von Mobilität
in IP-basierten Netzwerken befasst. Mobile Kommunikationsgeräte, im Folgenden
als MN - Mobile Nodes bezeichnet, werfen Probleme auf, die mit bestehenden Systemen
nicht zu bewältigen sind. Wenn sich ein MN in solchen IP-basierten Netzen bewegen soll,
muss sich folgerichtig auch seine IP-Adresse ändern und ankommende Pakete umgeleitet
werden. Bei der Entwicklung IP-basierter System wurden solche Aspekte jedoch nicht berücksichtigt,
sodaß Erweiterungen diesen Rechnung tragen müssen. Dieser Aufgabe widmete
sich die Mobile IP Working Group erstmalig mit der Entwicklung des Mobile IP
Protokolls, das folgenden Kriterien genügen sollte:
ˆ Erweiterung des statischen IP-Konzeptes um Mobilität
ˆ Erreichbarkeit von mobilen Kommunikationspartnern ausserhalb ihrer Netze
ˆ Kompatibilität mit bestehenden Systemen und Transparenz
ˆ einfache Erweiterbarkeit
ˆ Sicherheit und Effizienz
Die Tatsache, daß gerade die Effizienz nicht umgesetzt wurde, bildet die Grundlage dieser
Arbeit. Aber zuvor soll die grundsätzliche Funktionsweise hier vorgestellt werden. Mobile
IP erlaubt es einem MN, seinen WIPPOA (Wireless IP Point of Attachment, nach
[4]) beliebig zu wechseln. Dieser ändert damit zum einen den Anschluss an das Netzwerk
selbst, indem er sich zum Beispiel einem neuen WLAN-Accesspoint anschließt, zum anderen
muss er die eindeutige Kennung innerhalb dieses Netzes, seine IP-Adresse, ändern.
Für das Angebot einer solchen neuen Adresse ist ein sogenannter Foreign Agent (FA)
zuständig, der im jeweiligen Netz regelmäßige Agent Advertisements verschickt und dem
MN damit einen Zellenwechsel signalisiert. Das Heimatnetz besitzt als Komplement zum
FA einen sogenannten Home Agent (HA). Er ist bei Abwesenheit des MN dafür verantwortlich,
alle an den MN gerichteten Pakete abzufangen und an dessen Aufenthaltsort
umzuleiten. Dafür bekommt der MN neben seiner statischen IP aus dem Heimnetz vom
FA ähnlich zu DHCP eine neue, im fremden Netz gültige Adresse, die Care-Of-Address
(COA). Sobald ein FA dem neuen MN eine COA zugeteilt hat, muss der HA darüber
informiert werden. Innerhalb dieses Registrierungsprozesses ändert der HA den Eintrag in
seiner Liste und sendet daraufhin alle Pakete, die den MN aus dem Heimatnetz erreichen
sollen, an die entfernte COA (siehe Abbildung 4.1). In der Abbildung sind einige Router
angedeutet, die alle vom einem fremden Kommunikationsgerät (CN - Correspondent
Node) an den MN adressierten Pakete in das Heimatnetz leiten. Der HA sendet sie per
Adressersetzung oder Tunneling in das fremde Netz weiter. Im neuen Netz übernimmt
der FA die Zustellung an den MN. In diesem Bild ist das sogenannte Reverse Tunneling
angedeutet, wo der HA auch als Bindeglied in der entgegengesetzten Richtung fungiert.