모바일 IP

정지 호스트(Stationary Hosts)

주소의 일부는 호스트가 연결된 네트워크를 정의하므로 IP 주소는 정지 호스트에 사용될 수 있도록 설계되었다.

 

이동 호스트(Mobile Hosts)

호스트가 한 네트워크에서 다른 네트워크로 이동하면 IP 주소 구조도 변경되어야 한다. 이에 대해 몇 가지 해결책이 제안되었다. 

• 주소의 변경 : 이동 호스트가 새로운 네트워크로 갈 때 자신의 주소도 변경하도록 하는 것이다. 호스트는 DHCP를 사용하여 새로운 네트워크에서의 새 주소를 획득하여 사용할 수 있다. 하지만 문제점이 있다.
  1. 구성 파일이 변경되어야 한다는 점
  2. 호스트가 한 네트워크에서 다른 네트워크로 이동할 때마다 재 부팅되어야 한다는 점
  3. 인터넷의 다른 호스트들이 이 변경을 알 수 있도록 DNS 테이블이 변경되어야 한다는 점
  4. 만약 호스트가 데이터 전송 중 다른 네트워크로 이동하게 되면 이 데이터 전송은 중단된다는 점
• 두 개의 주소 : 호스트가 홈 주소(home address)라 불리는 원주소와 의탁 주소(care-of address)라 불리는 임시 주소를 갖는 것이다. 홈 주소는 영구적이지만 의탁 주소는 이동 호스트가 한 네트워크에서 다른 네트워크로 이동하게 되면 변경된다. 그래서 모바일 IP에서는 두 개의 주소를 사용한다.

 

---

에이전트

주소가 변경되는 것을 인터넷의 다른 부분이 알지 못해도 되도록 하기 위하여 홈 에이전트와 외지 에이전트가 필요하다. 에이전트로서의 이들의 기능은 응용계층에서 수행된다. 다른 말로 설명하면 에이전트들은 라우터인 동시에 호스트이다.

 

홈 에이전트(home agent)

홈 에이전트는 일반적으로 이동 호스트의 홈 네트워크에 연결된 라우터이다. 원격 호스트가 이동 호스트에게 패킷을 보낼 때 홈 에이전트는 이동 호스트를 대신해서 동작한다. 홈 에이전트는 패킷을 수신하여 이 패킷을 외지 에이전트에 보낸다.

 

외지 에이전트(foreign agent)

외지 에이전트는 일반적으로 외지 네트워크에 연결된 라우터이다. 외지 에이전트는 홈 에이전트로부터 받은 패킷을 이동 호스트에게 전달한다. 이동 호스트는 외지 에이전트의 역할을 수행할 수도 있다. 이동 호스트와 외지 에이전트가 같을 때 의탁 주소는 동위치(colocated) 의탁 주소라고 불리운다.

 

---

세 과정

원격 호스트와 통신을 하기 위하여 이동 호스트는 에이전트 발견, 등록, 데이터 전송의 세 과정을 거치게 된다.

 

에이전트 발견(agent discovery)

이동 통신에서의 첫 과정인 에이전트 발견은 두 개의 부과정으로 구성된다. 이동 호스트는 자신의 홈 네트워크를 떠나기 전에 홈 에이전트의 주소를 알아야 한다. 그리고 외지 네트워크에 들어간 후에는 외지 에이전트를 발견해야만 한다.

발견은 광고(advertisement)와 간청(solicitation)의 두 가지 메시지를 포함한다.

 

에이전트 광고

라우터가 ICMP 라우터 광고 메시지를 사용하여 자신의 존재를 광고할 때 만약 자신이 에이전트로서 작동하고 있다면 패킷에 에이전트 광고 메시지를 추가할 수 있다.

• 유형(Type) : 16이라는 값을 가진다.
• 길이(length) : 확장 메시지의 전체 길이를 정의한다.(ICMP 광고 메시지의 길이가 아님)
• 순서 번호(sequence number) : 메시지 번호를 저장한다. 수신자는 이 번호를 사용하여 메시지가 분실되었는지 결정할 수 있다.
• 수명(lifetime) : 에이전트가 요청을 받을 시간을 초 단위로 나타낸다. 만약 이 필드의 값이 1로만 된 스트링이라면 수명은 무한대이다.
• 코드(code) : 8비트 플래그로써 각 비트마다 의미가 있다.
• 의탁 주소(care-of address) : 의탁 주소로서 사용이 가능한 주소들의 리스트를 포함한다. 이동 호스트는 이 주소들 중의 하나를 선택할 수 있다. 이 의탁 주소의 선택은 등록 요청 과정에서 알려지며 외지 에이전트만이 사용한다.

에이전트 간청

이동 호스트가 새 네트워크로 이동을 했지만 에이전트 광고를 받지 못했다면 에이전트 간청(agent solicitation)을 시작할 수 있다. 모바일 IP는 에이전트 간청을 위하여 새로운 패킷 유형을 사용하지 않고 ICMP의 라우터 간청 패킷을 사용한다.

 

등록

외지 네트워크로 이동하여 외지 에이전트를 발견한 후 이동 호스트는 등록을 하여야 한다. 등록에는 네 가지 측면이 있다.

• 이동 호스트는 외지 호스트에 자신을 등록하여야 한다.
• 이동 호스트는 홈 에이전트에 자신을 등록하여야 한다.
• 만료가 된 후에는 이동 호스트는 등록을 다시 하여야 한다.
• 홈 네트워크로 돌아온 후 이동 호스트는 자신의 등록을 취소하여야 한다.

등록 요청

이동 호스트가 외지 에이전트에게 등록 요청을 보냄으로써 의탁 주소를 등록할 뿐 아니라 자신의 홈 주소와 홈 에이전트 주소를 알린다. 이 요청 메시지를 받아 요청을 등록한 후 외지 에이전트는 이 메시지를 홈 에이전트에게 중계한다.

등록 요청 형식

• 유형(type) : 8비트의 유형 필드는 메시지의 유형을 정의한다. 요쳥 메시지의 경우 이 필드의 값은 1이다.
• 플래그(flag) : 8비트 플래그 필드는 포워딩(forwarding) 정보를 정의한다.
• 수명(lifetime) : 등록이 유효한 기간을 초 단위로 나타낸다. 0으로만 된 스트링이라면 등록취소(deregistration)을 요청하는 것이고, 1로만 스트링이라면 수명은 무한대이다.
• 홈 주소(home address) : 이동 호스트의 영구적인(첫 번째) 주소를 포함한다.
• 홈 에이전트 주소(home agent address) : 홈 에이전트의 주소를 포함한다
• 의탁 주소(care-of address) : 이동 호스트의 임시(두 번째) 주소를 포함한다.
• 식별(identification) : 요청과 응답을 대응시키기 위하여 사용된다.
• 확장(extension) : 인증을 위하여 사용된다.

등록 응답

등록 응답 메시지는 홈 에이전트가 외지 에이전트에게 보내고 다시 이동 호스트에 중계된다. 응답 메시지는 등록 요청을 확인하든지 거부한다.

등록 응답 형식

 

데이터 전달

• 원격지 호스트로부터 홈 에이저트까지  : 원격지 호스트가 이동 호스트에 패킷을 보내고자 하면 자신의 주소를 발신지 주소로 그리고 이동 호스트의 홈 주소를 목적지 주소로 하여 패킷을 보낸다. 그러나 이 패킷을 홈 에이전트가 가로채고 프록시 ARP 기술을 사용하여 수행된다.
• 홈 에이전트에서 외지 에이전트까지 : 패킷을 받은 후 터널리 개염을 사용하여 외저 에이전트에 전송한다.
• 외지 에이전트에서 이동 호스트까지 : 외지 에이전트가 패킷을 받으면 원래 패킷을 추출하고 등록 테이블을 참조하여 이동 호스트의 의탁주소를 찾는다. 그리고 전송된다.
• 이동호스트에서 원격지 호스트까지 : 이동 호스트는 자신의 홈 주소를 발신지 주소로 그리고 원격지 주소를 목적지 주소로 하여 패킷을 준비한다. 패킷이 외지 네트워크에서부터 전송되지만 이동 호스트의 홈 주소를 가지고 있다.

 

투명성

인터넷의 다른 부분은 이동 호스트의 이동에 대해 알지 못해도 된다.

 

---

모바일 IP의 비효율성

 

더블 크로싱(double crossing)

더블 크로싱은 원격지 호스트가 자신과 같은 네트워크로 이동한 이동 호스트와 통신할 때 발생한다. 원격지 호스트가 이동 호스트에 패킷을 보내면 패킷은 인터넷을 두 번 지나가게 된다.

 

삼각형 라우팅(triangle routing)

삼각형 라우팅은 이동 호스트가 원격지 호스트와 같은 네트워크에 연결되어 있지 않은 경우 발생한다. 원격지 호스트가 이동 호스트에 패킷을 보낼 때는 패킷은 원격지 호스트에서 홈 에이전트로 가고 다음 이동 호스트로 간다.

 

---

연습 문제

1. IP 프로토콜을 사용하여 모바일 통신을 제공할 때 반드시 해결되어야 하는 가장 중요한 문제는 ________이다. 

a. 연결

b. 전달

c. 주소지정

d. 정답 없음

 

2. 본래의 IP 주소지정은 호스트가 ________ 하고 있다는 가정을 하였다.

a. 정지

b. 이동(mobile)

c. 움직임(moving)

d. 정답 없음

 

3. 주소의 일부는 호스트가 연결된 네트워크를 정의하고 있으므로  IP 주소는 ________ 호스트에서 작동하도록 설계되었다.

a. 정지

b. 이동(mobile)

c. 움직임(moving)

d. 정답 없음

 

4. 이동 호스트는 보통 두 개의 주소를 사용한다. 호스트는 ________ 주소라 불리는 본래 주소와 ________ 주소라 불리는 임시주소를 가진다.

a. 의탁; 홈

b. 홈; 의탁

c. 홈; 외지

d. 정답 없음

 

5. 이동 호스트가 외지 에이전트로서 작동할 때의 의탁주소를 ________ 의탁 주소라 부른다.

a. 공통

b. 공유

c. 동위치

d. 정답 없음

 

6. 원격지 호스트와 통신하기 위하여 이동 호스트는 ________ 개의 과정을 수행한다.

a. 3

b. 2

c. 4

d. 정답 없음

 

7. 이동 통신에서의 첫 번째 과정은 ________ 이라고 불린다.

a. 등록

b. 에이전트 발견

c. 데이터 전달

d. 정답 없음

 

8. 이동 통신에서의 두 번째 과정은 ________ 이라고 불린다.

a. 등록

b. 에이전트 발견

c. 데이터 전달

d. 정답 없음

 

9. 이동 통신에서의 세 번째 과정은 ________ 이라고 불린다.

a. 등록

b. 에이전트 발견

c. 데이터 전달

d. 정답 없음

 

10. 모바일 IP는 ________의 라아투 광고 패킷을 사용하여 에이전트 광고 메시지를 추가한다.

a. IGMP

b. IP

c. ICMP

d. 정답 없음

 

11. 등록 요청이나 응답은 잘 알려진 포트 434번을 사용하여 ________ 프로토콜에 의하여 전달된다.

a. TCP

b. IP

c. UDP

d. 정답 없음

 

12. 원격지 호스트와 같은 네트워크 (또는 사이트)로 이동한 이동 호스트와 원격지 호스트가 통신할 때 ________ 문제가 발생한다. 

a. 트리플 크로싱

b. 더블 크로싱

c. 삼각형 라우팅

d. 정답 없음

 

13. 원격지 호스트가 속한 네트워크에 속하지 않은 이동 호스트와 원격지 호스트가 통신할 때 ________ 문제가 발생한다.

a. 트리플 크로싱

b. 더블 크로싱

c. 삼각형 라우팅

d. 정답 없음

 

14. ________ 과정에서 이동 호스트는 홈 에이전트의 주소를 알아야 한다.

a. 에이전트 발견

b. 등록

c. 데이터 전달

d. 정답 없음

 

15. ________ 과정에서 이동 호스트는 외지 에이전트의 주소를 알아야 한다.

a. 에이전트 발견

b. 등록

c. 데이터 전달

d. 정답 없음

 

16. 라우터가 에이젙트로서 동작하면 라우터의 네트워크 내에서의 자신의 존재를 ICMP 라우터 광고 메시지에 에이전트 ________ 메시지를 첨부함으로써 광고한다.

a. 간청(solicitation)

b. 발견

c. 등록

d. 정답 없음

 

17. 에이전트 광고 메시지를 받지 않은 경우에 이동 호스트는 에이전트 ________ 메시지를 보낼 수 있다.

a. 간청

b. 발견

c. 등록

d. 정답 없음

 

18. 이동 호스트가 외지 에이전트에 등록하려 할 때 ________ 메시지를 보낸다.

a. 에이전트 간청

b. 에이전트 광고

c. 등록 요청

d. 정답 없음

 

19. 등록 응답은 ________ 에이전트가 외지 에이전트에게 보낸다.

a. 홈

b. 의탁

c. 발견

d. 정답 없음

 

20. 이동 호스트의 의탁 주소를 발견하기 위해 ________는 등록 테이블을 사용한다.

a. 홈 에이전트

b. 외지 에이전트

c. 원격지 호스트

d. 정답 없음

 

연습문제는 정답이 아닐 수 있음