ノード状態情報に基づいた fasthandoff 制御機構の設計と実装
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ノード状態情報に基づいた FastHandoff 制御機構の設計と実装. i-car B4 小柴 晋 [email protected]. 親:湧川 隆次 サブ親:三屋 光史朗. 研究概要. ノード状態情報の取得 利用可能 IF L2, L3 状態情報 利用可能 ARs 位置情報 利用者の要望 ( 携帯電話は極力使わない等 ) 複数の Handoff 機構の制御 適切な Handoff 機構の選択. 研究背景. 無線通信機器の普及、小型計算機の普及 移動中の接続性への需要 移動透過性への需要 移動透過性の提供 - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
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研究概要 ノード状態情報の取得
利用可能 IF L2, L3 状態情報 利用可能 ARs 位置情報 利用者の要望 ( 携帯電話は極力使わない等 )
複数の Handoff 機構の制御 適切な Handoff 機構の選択
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研究背景 無線通信機器の普及、小型計算機の普及
移動中の接続性への需要 移動透過性への需要
移動透過性の提供 Mobile IPv6, LIN6 等 複数 IF サポート
Fast MIPv6 handoff latency 短縮、確実なパケット配信
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本研究における問題意識 Fast Handoff 機構の trigger が未定義
利用可能な IF 依存 ( 数、特性等 ) messaging の timing 、内容が未定義 trigger となる情報と Handoff 処理の対応が未定義
複数ある Handoff 機構が選択できない 利用状況に応じた最適な Handoff ができない
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本研究のアプローチ Fast Handoff/Handoff Trigger 制御機構の提供
trigger となる状態情報を抽象化 trigger と Handoff 処理の対応管理 リモートホストの状態情報の取得 ポリシーに基づいた Handoff 処理提供 trigger 条件と実行される処理の定義可能性提供
- 不明確な trigger/ 処理対応を抽象化、詳細な設定可能性提供- リモートホストの状態に基づいた Handoff 管理による互換性提供
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システム構成 ノード状態情報取得機構
全レイヤーの情報を取得可能、 Proc Control 機構へ情報提供 リモートホスト状態情報取得機構
リモートホストと状態を交換、 Proc Control 機構へ情報提供 Proc Control 機構
取得した情報から trigger となる条件を監視 trigger となる条件を得た場合、対応する処理を実行
User Front End ノード管理者による policy 設定用 Front End
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設計 ( 全体図 )
L1
L2
L3
L4
L5
L6
L7
node info.
Front Endset_policy();
show_status();
context trans
FHHO
FVHO
fnc1(values);
fnc2(values);
fnc3(values);
1 計算機内での処理の流れ
Proc Control
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Proc Control 機構について Trigger 情報と Handoff の対応を管理
ノード内の全ての状態情報を監視可能 Policy DB を所有し、 trigger と処理の対応を管理 リモートホストの状態を取得、適切な処理を選択可能 Policy は Handoff 以外の trigger/ 処理を管理可能
•Fast Handoff 以外のシステムにも応用可能-Fast Handoff においては AR, MN, CN での利用を想定
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設計 ( 動作概要 )internet
AR AR
電波が弱くなったMN
Handoff 処理検索 ( 電波が弱くなった ) ; →AR に通知 ↓context_trans( 弱い , H@, CoA, MAC);
Ack
Handoff 処理検索 (MN 弱くなった , GPS 無し ) ; →移動先 AR 検索 ↓context_trans(MAC, 検索 , 近隣 AR);
発見Handoff 処理検索 ( 移動先発見 ); →start HI-draft05send_HI(MAC, H@, oCoA); メリット: -Handoff 前に独自の移動先
AR 検索が可能 ↓確実な Fast Handoff の実現
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Trigger となる情報に関して trigger として利用可能と思われる情報
L2 情報:電波強度、 Link UP/Down 、 AP 混雑状況 L3 情報: prefix の変化 L4 情報: window size 、 DACK 、 RTO AP 位置情報 +MN 位置情報
最も効率的な Handoff に必要な情報 取得可能な情報の組み合わせを trigger とし、比較 基本となる挙動として定義
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期待される成果 ノード上の状態情報取得機構 リモートホストとの状態情報共有機構 Fast Handoff 機構 +Handoff 処理制御機構
Vertical & Horizontal を同様に利用可能 Fast Handoff をより確実にするための拡張サポート
ノード管理者による Handoff 制御用 Front End 実験結果に基づいた基本制御仕様
Trigger 情報 vs Handoff 処理の基本セット定義
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実装に関して NetBSD-1.5.3(or 1.6?) + KAME snap 使用言語: C Mobile IPv6 の実装として SFC-MIP6 を利用
Draft-18 実装 Fast Handoff
draft-ietf-mobileip-fast-mipv6-05.txt を実装 リモートホスト状態情報取得機構
draft-koodli-seamoby-ctv6-03.txt を実装
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評価項目 定量評価
Trigger 情報 /Handoff 別性能評価 Handoff Latency Packet Loss Rate
プロトコルスイッチオーバーヘッド Horizontal to Vertical Vertical to Horizontal
計算処理オーバーヘッド 定性評価
Policy DB の内容通りに Handoff 処理を制御できたか
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質疑応答、コメント下さい以上
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例: Handoff 効率化についてInternet
・ L2 info を用いた HH の場合: 802.11b の場合
oAR nAR
MN1. 電波が弱くなってきた!
3. 電波弱いんだけど && GPS 無いです
2.HO 処理検索→ AR に通知4.HO 処理検索 条件: GPS 無し && 電波弱い ↓ 近隣 AR に MN の MAC 検索
5. この MAC 知らない?6. 見えるよ7.HO 処理検索 条件:移動先 AR 発見 ↓ HI-draft05 を開始 メリット:
・ GPS が無くても移動先 AR を特定 ・より確実な Handoff
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設計(FMIP による vertical handoff support)
internet
AR
携帯基地局
MN=802.11b=cell phone電波弱い!
接続開始(get nCoA)
handoff_prep(H@, nCoA)
MN Link Down!
Ack
Fwd packets dst to MN(nCoA)
Packets from ARBU
BA
fwd_stop (H@)
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研究背景 無線通信機器の普及、小型計算機の普及
移動中の接続性への需要 移動透過性への需要
移動体通信計算機上アプリケーションの可能性 P2P Grid Computing Realtime Streaming etc.
本研究のメインターゲット
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移動体通信に対する要望 Realtime Streaming において : 電話等
Handoff Latency の短縮 時間が経過したパケットは必要無い
その他の Streaming(buffer 有り ) :音楽配信等 Handoff Latency の短縮 Buffer 用に多少時間が経過しても確実に配送
共通点 無駄なパケット配送の削減
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MIPv6 における問題点 高速な Handoff は全く約束されていない
L3 情報を移動検知に利用: RA の間隔に依存 移動後通信再開までの処理に時間が必要 移動時にパケットロスが生じる
Handoff 最適化機構への需要 -Handoff Latency を短縮するための機構 - 確実にパケットを MN へ配送するための機構
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MIPv6 :移動時の処理・あらかじめ CN と通信を行いながら移動した場合:
internet
CNHA
router router
移動通信パケットフロー
MN
RA
DAD
BU
BABA
通信再開
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既存の解決手法 2種類の Handoff に対する最適化機構の提案
Horizontal Handoff:同種ネットワーク AP間の移動 Vertical Handoff :異種ネットワーク AP間の移動
Fast Horizontal Handoff(FHHO) draft-ietf-mobileip-fast-mipv6-05.txt L2 情報を用いた最適化も考慮
Fast Vertical Handoff(FVHO) ドラフト無し、実装及び論文有り 複数 IF を用いた Handoff の最適化
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問題点に対するアプローチ より柔軟な Handoff 機構の提供
利用可能 IF 、状態による Handoff 処理制御 利用可能状態情報の模索 Handoff 処理と状態情報の関連付けの汎用化 独自の Handoff 処理の定義及び拡張可能性提供
ノードの利用形態及び状況に最適な Handoff 処理を実現 - 利用環境において最短な Handoff Latency - 利用環境において最も確実な packet 配信
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FHHO :移動時の処理概要internet
Access Router(AR) AR
AckMN Link Down
Fwd packets dst to oCoA
MN Link Up
Fwd packets dst to oCoA
Packets dst to CNDAD
BU
L2 addr + H@ + oCoA電波が弱い!!
MN
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Fast Handoff における問題点 Handoff 処理開始の基準が不明確
L2 情報と Handoff 処理の関連付けが不明確 AR 主導 or MN 主導 AR<-->MN 間の messaging が不確定 (timing 、内容
等 ) 適切な Handoff 処理は計算機依存
利用可能 IF 利用可能 ARs 利用可能サービス (GPS 等 ) 利用者の要望 ( 携帯は極力使いたくない等 )
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実装内容 ノード状態情報取得機構 ノード状態情報と Handoff 対応管理機構
コンフリクトの処理 対応設定用 Front End
ノード状態情報通知機構 draft-koodli-seamoby-ctv6-03.txt
Fast Handoff 実装 draft-ietf-mobileip-fast-mipv6-05.txt Vertical Handoff support拡張
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本研究における解決手法 基本プロトコルとして以下の研究を利用
Fast Handoff:draft-ietf-mobileip-fast-mipv6-05 Context Transfer:draft-koodli-seamoby-ctv6-03 Mobile IPv6:SFC-MIPv6
基本プロトコルを以下の項目について拡張 ノード上のあらゆる状態情報を取得 (not only L2) リモートのノード状態情報取得 上記ノード状態情報に基づいた Handoff 処理制御 ノード管理者による Handoff 処理設定用フロントエンド
![Page 31: ノード状態情報に基づいた FastHandoff 制御機構の設計と実装](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062411/56814d70550346895dbac195/html5/thumbnails/31.jpg)
期待される成果 利用状況における最適な Handoff 処理を提供
アプリケーション: how reliable should Handoff be? 位置情報: which AR? What kind of Handoff? 利用可能 IF : which IF? What kind of Handoff? L2 情報: timing, What kind of Handoff?
拡張 Handoff が全て Fail した場合 Draft で述べられている最低限の Fast Handoff 処理 通常の MIPv6 の処理 最低限移動透過性の保証