29/09/2021
CÔNG NGHỆ MOBILE INTERNET (Phần 5)
Bản tin tìm kiếm đại lý (Agent Solicitation) có khuôn dạng giống với bản tin tìm kiếm bộ định tuyến ICMP (ICMP Router Solicitation). Tuy nhiên, có thêm một ràng buộc đó là trường TTL, trong phần tiêu đề của gói tin IP, phải được thiết lập 1 và trường địa chỉ IP đích phải là địa chỉ multicast đến tất cả các bộ định tuyến trên mạng (224.0.0.2) hoặc địa chỉ broadcast trực tiếp (255.255.255.255). Bất kỳ đại lý (hay bộ định tuyến) nào khi nhận được bản tin này sẽ trả lời bằng một bản tin quảng cáo đại lý (hay quảng cáo bộ định tuyến) trực tiếp tới địa chỉ unicast của trạm đã yêu cầu. Trạm di động xử lý bản tin này giống như các bản tin quảng cáo khác gửi theo địa chỉ multicast hay broadcast.
6.3 Hoạt động của đại lý di động
Bất kỳ đại lý di động nào mà không thể được phát hiện bằng giao thức lớp liên kết đều phải gửi đi các bản tin quảng cáo đại lý. Với đại lý mà giao thức lớp liên kết có thể phát hiện ra cũng nên thực hiện việc quảng cáo. Tuy nhiên, chỉ cần gửi đi các quảng cáo này khi trạm di động được yêu cầu phải đăng ký (bit R đựơc thiết lập) hoặc khi cần trả lời các bản tin tìm kiếm đại lý.
Các thủ tục, các giá trị mặc định và các hằng số trong bản tin quảng cáo đại lý được sử dụng giống như trong bản tin quảng cáo bộ định tuyến ICMP. Tuy nhiên có một số ngoại lệ sau:
- Đại lý di động phải hạn chế tốc độ gửi các bản tin quảng cáo. Tốc độ tối đa theo khuyến nghị thường là một lần trong một giây.
- Đại lý ngoại phải chấp nhận các bản tin tìm kiếm đại lý ngay cả khi địa chỉ IP của nguồn gửi thuộc về một subnet khác.
- Đại lý di động có thể được cấu hình để chỉ gửi đi bản tin quảng cáo đại lý khi cần trả lời cho bản tin tìm kiếm đại lý.
Nếu mạng gốc không phải là một mạng ảo thì đại lý gốc của trạm di động cần phải được đặt trên tuyến được xác định bởi địa chỉ gốc của trạm di động. Và trong các bản tin quảng cáo mà đại lý gốc gửi đi trên tuyến này, bit H cần phải được thiết lập. Bằng cách này, các trạm di động có khả năng phát hiện liệu chúng đã thực sự nằm trên mạng gốc hay chưa. Nếu đại lý gốc được liên kết với nhiều tuyến, nó sẽ gửi đi các bản tin quảng cáo đại lý với bit H được thiết lập trên những tuyến nào mà nó hoạt động với tư cách là một đại lý gốc.
Nếu mạng gốc là một mạng ảo, thì sẽ không có liên kết mạng vật lý để đại lý gốc gửi đi các bản tin quảng cáo. Với các trạm di động mà đây là mạng gốc thì chúng luôn được xử lý như khi đang ở mạng ngoài.
Số thứ tự và việc xử lý quay vòng:
Số thứ tự của bản tin quảng cáo đại lý nằm trong dải từ 0 đến 65.535. Sau khi khởi động, đại lý sẽ sử dụng 0 cho bản tin quảg cáo đầu tiên của mình. Sau mỗi bản tin quảng cáo, số thứ tự lại được tăng lên một đơn vị, ngoại trừ sau số 65.535 phải là số 256 do việc xử lý quay vòng. Bằng cách này, các trạm di động có thể phân biệt được việc giảm số thứ tự là do khởi động lại hay do việc xử lý quay vòng. Nếu là xử lý quay vòng, trạm di động không cần thực hiện đăng ký lại. Tuy nhiên, nếu đại lý ngoại khởi động lại và khởi tạo số thứ tự bắt đầu là 0, thì trạm di động bắt buộc phải đăng ký lại để đại lý ngoại một lần nữa nhận ra sự có mặt của nó. Ngoài ra, trường hợp trạm di động nhận được một bản tin quảng cáo với số thứ tự nhỏ hơn số thứ tự của bản tin quảng cáo trước đó gửi đến từ cùng một đại lý, nằm trong dải từ 0 đến 255, trạm di động cũng phải thực hiện đăng ký lại.
6.4 Hoạt động của trạm di động
Mọi trạm di động đều được yêu cầu hỗ trợ việc tìm kiếm đại lý. Trạm di động chỉ nên gửi đi bản tin tìm kiếm đại lý khi không nhận được các bản tin quảng cáo đại lý hoặc khi không thể xác định được địa chỉ care – of bằng giao thức lớp liên kết hay các phương tiện khác. Trạm di động cũng sử dụng các thủ tục, các giá trị mặc định và các hằng số trong bản tin tìm kiếm đại lý giống như trong bản tin tìm kiếm bộ định tuyến.
Trạm di động phải tự hạn chế tốc độ gửi các bản tin tìm kiếm đại lý. Trạm có thể gửi đi ba bản tin đầu tiên với tốc độ tối đa là một bản tin trong một giây để tìm ra một đại lý. Sau đó, trạm phải giảm tốc độ tìm kiếm xuống để không làm ảnh hưởng đến lưu lượng trên đường truyền.
Trong khi vẫn đang cố gắng tìm kiếm một đại lý, trạm di động không được phép tăng tần suất gửi các bản tin tìm kiếm trừ khi trạm này nhận được dấu hiệu cho thấy nó đã di chuyển đến một tuyến mới. Và trạm di động cũng chỉ được tăng tốc độ gửi bản tin tìm kiếm đại lý khi nó cần tìm một đại lý mới để đăng ký.
Khi nhận được bản tin quảng cáo đại lý với bit R được thiết lập 1, trạm di động phải thực hiện đăng ký thông qua đại lý ngoại, ngay cả khi trạm có thể yêu cầu hay đang sử dụng một địa chỉ colocated care – of. Đặc trưng này thường được áp dụng trên những site cần thiết lập các chính sách bảo mật, như yêu cầu các trạm khách thực hiện thủ tục nhận thực trước khi được phép truy nhập vào mạng.
Trạm di động có thể phát hiện ra là nó đã trở về mạng gốc khi nhận được các bản tin quảng cáo từ đại lý gốc của nó. Nếu đúng như vậy, trạm di động sẽ thực hiện huỷ đăng ký với địa lý gốc của mình.
6.5 Thông tin liên lạc với đại lý ngoại
Như đã trình bày trong phần trên, một đại lý ngoại có thể gán một trong những địa chỉ IP của nó để sử dụng làm địa chỉ care – of. Làm như vậy trạm di động sẽ không có địa chỉ duy nhất trong mạng ngoại. Vì thế câu hỏi đặt ra là: Làm thế nào một đại lý ngoại và máy tính động có thể thông tin liên lạc được với nhau qua một mạng khi trạm di động không có địa chỉ IP hợp lệ trên mạng đó? Việc thông tin liên lạc đòi hỏi phải nới lỏng những quy tắc về định địa chỉ IP và sử dụng một mô hình khác cho việc liên kết địa chỉ. Cụ thể là, khi một trạm di động gửi gói tin đến địa chỉ ngoại, trạm di động được phép sử dụng địa chỉ gốc của nó làm địa chỉ nguồn. Hơn thế nữa, khi địa chỉ ngoại gửi dữ liệu đến trạm di động, đại lý ngoại được phép sử dụng địa chỉ gốc của trạm di động làm địa chỉ đích.
Mặc dù địa chỉ gốc của trạm di động có thể được sử dụng, đại lý ngoại không được phép sử dụng ARP cho địa chỉ này (nghĩa là ARP vẫn được phép giới hạn đối với các địa chỉ IP hợp lệ trên mạng). Để thực hiện việc liên kết địa chỉ mà không sử dụng ARP, đại lý ngoại cần được yêu cầu ghi tất cả các thông tin về trạm di động khi nó nhận được yêu cầu đăng ký và giữ lại thông tin này trong suốt quá trình trao đổi thông tin. Cụ thể, đại lý ngoại phải ghi nhận địa chỉ phần cứng của trạm di động. Khi cần gửi dữ liệu đến trạm di động, đại lý sẽ tham khảo thông tin đã lưu trữ của nó để tìm ra địa chỉ phần cứng thích hợp. Như vậy, mặc dù ARP không được sử dụng, đại lý ngoại vẫn có thể gửi gói tin đến đúng trạm di động thông qua địa chỉ unicast phần cứng. Có thể tóm tắt như sau:
Nếu trạm di động không có địa chỉ ngoại duy nhất, thì đại lý ngoại phải sử dụng địa chỉ gốc của trạm di động cho việc trao đổi thông tin. Thay vì dựa vào ARP để liên kết địa chỉ, đại lý ngoại ghi nhận địa chỉ phần cứng của trạm di động khi nhận được yêu cầu đăng ký và sử dụng thông tin đã ghi nhận để tạo liên kết khi cần.
Mobile IPv4 cung cấp một cơ chế đăng ký linh hoạt và tin cậy cho phép các trạm di động có thể trao đổi các thông tin cần thiết với đại lý gốc. Đây là phương pháp mà qua đó trạm di động có thể:
- Yêu cầu chuyển tiếp các dịch vụ khi đang ở mạng ngoài.
- Thông báo với đại lý gốc về địa chỉ care – of hiện thời của nó.
- Đăng ký lại khi hết hạn.
- Huỷ đăng ký khi trở về mạng gốc.
Các bản tin đăng ký nhằm trao đổi các thông tin về liên kết hiện thời của trạm di động được thực hiện giữa trạm di động, đại lý gốc và có thể thông qua một đại lý ngoại. Thủ tục đăng ký sẽ tạo ra hoặc hiệu chỉnh một liên kết di động tại đại lý gốc. Liên kết di động là sự kết hợp của bộ ba giá trị: Địa chỉ gốc của trạm di động, địa chỉ care – of hiện thời và thời gian tồn tại của đăng ký.
7.1 Thủ tục đăng ký với đại lý gốc
Mobile IPv4 hỗ trợ hai thủ tục đăng ký tram di động với đại lý gốc: Thủ tục thứ nhất là sử dụng đại lý ngoại để chuyển tiếp các bản tin đăng ký. Thủ tục thứ hai là cho phép trạm di động đăng ký trực tiếp với đại lý gốc của nó. Các nguyên tắc sau đây sẽ xác đinh thủ tục đăng ký nào sẽ được sử dụng trong từng tình huống cụ thể.
- Nếu trạm di động đã đăng ký địa chỉ care – of của một đại lý ngoại thì trạm di động phải thực hiện đăng ký thông qua đại lý ngoại đó.
- Nếu trạm di động sử dụng địa chỉ colocated care – of thì nó có thể gửi yêu cầu đăng ký trực tiếp đến đại lý gốc.
- Trong bất kỳ tình huống nào, nếu trạm di động nhận được một bản tin quảng cáo từ một đại lý ngoại, với bit R được thiết lập, thì trạm di động buộc phải đăng ký thông qua đại lý ngoại.
- Nếu trạm di động trở về mạng gốc nó sẽ gửi bản tin đăng ký trực tiếp tới đại lý gốc để huỷ bỏ việc đăng ký.
Hình dưới mô tả các bước của thủ tục đăng ký đại lý di động với đại lý gốc thông qua một đại lý ngoại:
- Trạm di động gửi yêu cầu đăng ký tới đại lý ngoại để bắt đầu quá trình đăng ký.
- Đại lý ngoại xử lý yêu cầu đăng ký rồi chuyển tiếp yêu cầu tới đại lý gốc. Địa chỉ của đại lý gốc được xác định bên trong bản tin yêu cầu đăng ký.
- Đại lý gốc gửi bản tin trả lời đăng ký đến đại lý ngoại để chấp nhận hoặc từ chối đăng ký này.
- Đại lý ngoại xử lý bản tin trả lời đăng ký rồi chuyển tiếp tới trạm di động để thông báo về kết quả của đăng ký.
Khi trạm di động đăng ký trực tiếp với đại lý gốc, thủ tục đăng ký chỉ bao gồm hai bước sau:
- Trạm di động gửi yêu cầu đăng ký tới đại lý gốc.
- Đại lý gốc gửi bản tin trả lời đăng ký đến trạm di động để thông báo việc chấp nhận hoặc từ chối đăng ký này.
Các bản tin đăng ký trong Mobile IP sử dụng giao thức truyền tải UDP thay cho giao thức TCP. Nguyên nhân là do Mobile IP không cần sử dụng các cơ chế như: cửa sổ trượt, điều khiển luồng, điều khiển tắc nghẽn,… mà giao thức TCP cung cấp. Các đại lý sẽ lắng nghe tại cổng UDP 434. Các yêu cầu có thể được gửi đi từ cổng nguồn bất kỳ đến cổng đích 434.
Một bản tin đăng ký được bắt đầu bằng một nhóm các vùng có kích thước cố định, tiếp theo là các phần mở rộng có độ dài thay đổi. Trong mỗi yêu cầu phải chứa một phần mở rộng “Mobile – home authentication” để cho phép đại lý gốc kiểm chứng định danh của trạm di động.
- Địa chỉ nguồn: Là địa chỉ care – of của trạm di động, nếu trạm di động đang sử dụng địa chỉ colocated care – of. Trong các trường hợp khác, địa chỉ nguồn là địa chỉ gốc của trạm di động.
- Địa chỉ đích: Có thể là địa chỉ của đại lý ngoại hay đại lý gốc. Trường hợp trạm di động đăng ký trực tiếp với đại lý gốc mà không biết địa chỉ chính xác của đại lý, trạm di động có thể gửi yêu cầu đăng ký bằng địa chỉ broadcast trực tiếp lên tuyến có chứa đại lý đó. Cần lưu ý rằng địa chỉ broadcast trực tiếp tới mạng gốc không thể được sử dụng trong trường địa chỉ IP đích nếu quá trình đăng ký được thực hiện thông qua đại lý ngoại.
- Cổng nguồn: Có giá trị bất kỳ.
- Cổng đích: 434.
- Kiểu (Type): 1 (Yêu cầu đăng ký).
- S: Các liên kết đồng thời (Simultaneous bindings). Nếu bit này được thiết lập, trạm di động yêu cầu đại lý gốc bổ xung thêm liên kết và không xoá đi các liên kết trước đó.
- B: Các gói tin quảng bá (Broadcast Datagram): Trạm di động yêu cầu đại lý gốc chuyển cho nó tất cả các gói tin được quảng bá trên tuyến gốc.
- D: Trạm di động thực hiện mở gói (Deencapsulation): Bit này được thiết lập nếu trạm di động đang sử dụng địa chỉ colocated care – of.
- M: Trạm di động yêu cầu địa lý gốc sử dụng phương pháp đóng gói tối thiểu.
- G: Trạm di động yêu cầu đại lý gốc sử dụng phương pháp đóng gói GRE.
- V: Yêu cầu đại lý di động sử dụng phương pháp nén tiêu đề Van Jacobson.
- Rsv: Các bit dự trữ.
- Lifetime: Xác định khoảng thời gian (tính bằng giây) mà thông tin đăng ký được xem là hợp lệ. Giá trị 0 chỉ ra rằng trạm di động muốn huỷ đăng ký. Giá trị 65.535 sẽ tạo ra một đăng ký không bao giờ hết hạn.
- Home Address: Địa chỉ IP của trạm di động.
- Home Agent: Địa chỉ IP của đại lý gốc của trạm di động.
- Care – of Address: Địa chỉ IP ở điểm cuối của đường hầm.
- Indentification: Là số định danh gồm 64 bit, được phát sinh bởi trạm di động và được sử dụng để so khớp giữa yêu cầu với trả lời đăng ký để ngăn ngừa việc trạm di động chấp nhận các bản tin cũ, chống lại hiện tượng “replay attack”.
Nếu sử dụng địa chỉ colocated care – of, trạm di động có thể gửi yêu cầu đăng ký trực tiếp đến đại lý gốc. Nếu không, trạm di động sẽ gửi yêu cầu thông qua một đại lý ngoại. Đại lý ngoại sẽ nhận và chuyển tiếp yêu cầu đến đại lý gốc. Đại lý gốc sẽ gửi một bản tin trả lời theo hướng ngược lại với bản tin yêu cầu. Bản tin trả lời sẽ bao gồm các trường cần thiết để thông báo cho trạm di động về tình trạng của yêu cầu cùng với khoảng thời gian tồn tại của đăng ký mà đại lý gốc cho phép. Khoảng thời gian này có thể nhỏ hơn so với yêu cầu ban đầu.
Đại lý ngoại không được phép sửa đổi trường này trong bản tin yêu cầu cũng như bản tin trả lời đăng ký. Khi thời gian tồn tại nhận được trong trả lời đăng ký nhỏ hơn thời gian tồn tại trong yêu cầu thì phải sử dụng thời gian tồn tại trong trả lời đăng ký. Nói cách khác, thời gian tồn tại là giá trị nhỏ nhất trong yêu cầu và trả lời đăng ký.
Cấu trúc bản tin trả lời đăng ký gần giống với bản tin yêu cầu đăng ký. Trong đó các trường cờ và dự trữ của bản tin yêu cầu đăng ký được thay bằng trường mã (code), biểu thị kết quả của đăng ký. Trường kiểu có giá trị là 3, biểu thị đây là bản tin trả lời đăng ký.
(còn tiếp)
Chia sẻ: