Mobile IP

Mobile IP es un estándar de protocolo comunicación diseñado para permitir a usuarios de dispositivos móviles moverse entre redes manteniendo la misma dirección IP.

Se definen dos tipos de movilidad:

  1. Macro movilidad: el desplazamiento de un móvil se produce entre dos dominios de redes diferentes.
  2. Micro movilidad: el desplazamiento de un móvil se produce entre dos subredes de un mismo dominio administrativo.

Mobile IP está definida en el marco de macro movilidad.

En el estándar Mobile IP se añaden tres nuevas entidades funcionales:

  1. Mobile Node (MN): terminal que cambia de ubicación.
  2. Home Agent (HA): router de la home network que coge los datagramas destinados al Mobile Node y los entrega a través de la care-of address. También almacena información sobre la posición actual del MN.
  3. Foreign Agent (FA): router de una red visitada que ofrece servicios de enrutado al MN mientras el MN es registrado.

MIPMobile IP permite enrutar datagramas IP independientemente de la localización del dispositivo. Cada Mobile Node (MN) es identificado por su Home Address sin importar su ubicación. Mientras está fuera de la home network, se asocia una care-of address al MN que identifica su ubicación actual y la Home Address a la cual está asociado el extremo del tunel de encapsulamiento que conecta con el Home Agent.

En Mobile IP (MIP) se utilizan dos tipos de IP: estáticas y dinámicas.

La estática es la Home Address la que le proporciona la Home Network al dispositivo. Es la IP que siempre va a tener aun cuando el dispositivo salga de la Home Network, por tanto la dirección IP permanente.

La dinámica es la care-of address, la cual es proporcionada por la Foreign Network (FN) de manera que el Home Agent pueda seguir comunicándose con el dispositivo, por tanto la dirección IP temporal.

Por tanto recapitulando, el MN tiene una IP que lo identifica en internet: la Home Address. Sin embargo, cuando el MN cambia a una red externa a la cual tenía asociada la Home Address se le tiene que asignar una IP provisional que le permita al Home Agent reenviarle los datagramas IP que el MN tiene que recibir o transmitir. Por tanto, el Foreign Agent al cual está conectado le proporciona una care-of address. Con esta care-of address el MN se comunica directamente (mediante un encapsulamiento tunel) con el Home Agent. De esta manera, aun cuando el dispositivo no está conectado en la red original se simula que la dirección IP del MN no ha cambiado, ya que el Home Agent está haciendo de proxy.

Otro forma es que no exista exista el Foreign Agent, de manera que el túnel se establece directamente entre el MN y el HA. De esta manera el MN se le asigna una co-located care-of address.Mobile IP

 

Modo de funcionamiento

  1. El MN es el encargado de descubrir si está conectado a su Home Network o se ha movido a una Foreign Network. No son los únicos responsables en este proceso sino que también intervienen la Foreign Agent y el Home Agent. Este proceso se denomina Agent Discovery. Para esto se utiliza una extensión del protocolo ICMP.
  2. El siguiente paso es registrarse en la Foreign Network para obtener la care-of address. Este proceso intervienen tanto el MN, el FA así como el HA, que debe conocer la care-of address del MN registrado es un Home Network. El proceso de registro está formado por dos mensajes, una petición de registro y una respuesta a la petición. De esta manera se informa al HA de la CoA del MN.
  3. Una vez ya están las direcciones asignadas se puede transferir información a través del túnel que conecta el Home Agent y el Foreign Agent.

perfm

Proceso de registro
Proceso de registro

Si el túnel IP solo es unidireccional se crea un problema en el que hay un enrutado triangular que no permite que la IP del Mobile Node sea la misma para recibir que para transmitir. Haciendo el túnel bidireccional se soluciona el problema.

ip_triangular_problemtriangular_problem_solution

Proceso completo de Agent Discovery, Registro y transferencia de datos
Proceso completo de Agent Discovery, Registro y transferencia de datos

Algunas desventajas del Mobile IP es que es necesario incorporar el nodo de Foreign Agent en todas las redes visitadas. También sobrecarga la red al necesitar de peticiones constantes si el MN se mueve. Otra desventaja es que es necesario implementar procesos de autentificación entre el MN y el FA y entre el FA y el HA.

En GPRS y UMTS (2.5G y 3G), GGSN (Gateway GPRS Support Node) actúa como Home Agent y el SGSN (Serving GPRS Support Node) actúa como Foreign Agent.

En 4G el P-GW (Packet data network Gateway) actúa como Home Agent y el SGW (Serving Gateway) actúa como Foreign Agent.

Mobile IPv6

Hasta ahora, todo lo referente a Mobile IP aplicaba para IPv4. Para Mobile IPv6 existen ciertas diferencias.

Por ejemplo, en Mobile IPv6 no existe la entidad de Foreign Agent (FA) ya que ha sido sustituida por el Access Router (AR).

En IPv6 existen 3 entidades funcionales, el Home Agent (HA), el Mobile Node (MN) y el Correspondent Node (CN) que es la dirección de destino de los datos.

En IPv6 el Home Agent sigue haciendo de proxy para evitar el problema del tunelado triangular que hemos explicado anteriormente.

Sin embargo, existe un modo de operación llamado Route Optimization que establece un tunel directo entre el MN alojado en una Visited Network y el CN sin pasar por el Home Agent.

mipv6

Rubén Sánchez Mínguez
IC design engineer en Analog Devices

Deja un comentario

Tu dirección de correo electrónico no será publicada. Los campos obligatorios están marcados con *

Este sitio usa Akismet para reducir el spam. Aprende cómo se procesan los datos de tus comentarios.