Mobiele IP-procedures – Agentontdekking, Registratie en Tunneling in WiMAX
Overzicht van Mobiele IP in WiMAX
Mobiele IP (Internet Protocol) is een protocol dat gebruikers toestaat om door verschillende netwerken te reizen zonder hun IP-adres te verliezen. In het geval van WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access), ondersteunt Mobiele IP naadloze handover tussen basisstations en netwerken, wat essentieel is voor mobiele gebruikers die constant van locatie veranderen. Dit proces omvat drie hoofdfasen: agentontdekking, registratie en tunneling.
Agentontdekking
Tijdens de agentontdekking ontdekt een mobiel apparaat (Mobile Node – MN) of het zich in een thuisnetwerk of een vreemd netwerk bevindt. Hiervoor worden speciale berichten gebruikt, uitgezonden door twee soorten agents:
- Home Agent (HA): Een router in het thuisnetwerk van de mobiele node die verantwoordelijk is voor het onderhouden van de bindingen met het huidige IP-adres van de gebruiker.
- Foreign Agent (FA): Een router in het bezochte netwerk die namens de mobiele node optreedt en zorg draagt voor het ontvangen van verkeer bedoeld voor het thuisadres.
De Foreign Agent verzendt periodiek advertenties om zijn aanwezigheid te melden. Als de mobiele node een dergelijke advertentie ontvangt, bepaalt het of het zich in een vreemd netwerk bevindt. Indien nodig stuurt de MN een verzoek om verbinding te maken.
| Element | Functie tijdens Agentontdekking |
|---|---|
| Mobiele node | Ontvangt advertenties en bepaalt of registratie vereist is |
| Foreign Agent | Adverteert zijn aanwezigheid en ondersteunt mobiele nodes in zijn netwerk |
| Home Agent | Houdt het originele IP-adres gekoppeld aan het tijdelijke adres in het vreemde netwerk |
Registratieprocedure
Na detectie van een Foreign Agent start de mobiele node de registratieprocedure om het verkeer van het thuisadres om te leiden naar de nieuwe locatie. De registratie verloopt als volgt:
- De mobiele node stuurt een registratieverzoek naar de Foreign Agent, die dit eventueel doorstuurt naar de Home Agent.
- De Home Agent controleert de aanvraag, valideert authenticatie en stuurt een registratieantwoord terug via de Foreign Agent.
- Bij goedkeuring wordt een binding gecreëerd die het thuisadres koppelt aan het Care-of Address (CoA) dat de mobiele node momenteel gebruikt.
Deze binding stelt de Home Agent in staat om alle inkomende pakketten naar het juiste tijdelijke adres te sturen via tunneling. Beveiliging en verificatie zijn essentieel in dit proces om te voorkomen dat niet-geautoriseerde apparaten verbinding maken.
Tunnelingmechanisme
Zodra de registratie succesvol is, wordt tunneling gebruikt om pakketten van het thuisnetwerk naar de huidige locatie van de mobiele node te sturen. Dit proces omvat encapsulatie van de originele IP-pakketten in nieuwe IP-headers die het CoA als bestemming hebben.
- Encapsulatie: De Home Agent verpakt het IP-pakket in een ander IP-pakket dat gericht is aan het CoA van de mobiele node.
- Routering: Het pakket wordt via het internet verzonden naar de Foreign Agent, die het uitpakt en aflevert aan de mobiele node.
- Transparantie: Voor de communicatiepartners van de gebruiker lijkt het alsof het IP-adres ongewijzigd is gebleven.
| Stap | Actie |
|---|---|
| 1 | HA ontvangt verkeer gericht aan de mobiele node |
| 2 | HA encapsuleert het pakket met een nieuwe IP-header (destination: CoA) |
| 3 | Pakket reist door het internet naar de FA of direct naar de MN |
| 4 | Pakket wordt uitgepakt en afgeleverd aan de mobiele node |
Belang in WiMAX
In WiMAX-netwerken maakt het gebruik van Mobiele IP het mogelijk om voortdurende internetverbinding te behouden zonder onderbreking, ook wanneer de gebruiker zich tussen verschillende basisstations of subnetten verplaatst. Dit is van bijzonder belang voor realtime toepassingen zoals VoIP, videostreaming en mobiele bedrijfsdiensten.
- Ondersteuning voor naadloze handover tussen WiMAX-basisstations.
- Beheer van mobiliteit zonder verlies van connectiviteit of sessies.
- Verbeterde gebruikerservaring voor mobiele klanten in stedelijke en landelijke gebieden.
Mobiele IP-procedures binnen WiMAX-netwerken vormen een fundamentele bouwsteen voor mobiliteit in draadloze communicatie. Ze stellen gebruikers in staat om effectief en veilig toegang te krijgen tot internetdiensten terwijl ze zich vrij verplaatsen binnen en buiten WiMAX-gebieden.