Toledo 27 29 de octubre de 2004 Medida

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Toledo, 27 -29 de octubre de 2004 Medida de prestaciones de Mobile IP y

Toledo, 27 -29 de octubre de 2004 Medida de prestaciones de Mobile IP y Hierarchical Mobile IP JORNADAS TÉCNICAS RED IRIS 2004 Autores: Ignacio Martínez Arrúe Jorge Martínez Bauset Ponente: Ignacio Martínez Arrúe Grupo de Interconexión de Redes de Banda Ancha, ITACA Universidad Politécnica de Valencia

Toledo, 27 -29 de octubre de 2004 JORNADAS TÉCNICAS RED IRIS 2004 Índice 1.

Toledo, 27 -29 de octubre de 2004 JORNADAS TÉCNICAS RED IRIS 2004 Índice 1. Introducción 2. Red experimental 3. Medida de prestaciones en la red experimental Mobile IP (MIP) 4. Medida de prestaciones en la red experimental Hierarchical Mobile IP (HMIP) 5. Conclusiones Grupo de Interconexión de Redes de Banda Ancha, ITACA Universidad Politécnica de Valencia 2

Toledo, 27 -29 de octubre de 2004 1. Introducción l Nuevas necesidades de los

Toledo, 27 -29 de octubre de 2004 1. Introducción l Nuevas necesidades de los usuarios (independencia del punto de conexión): necesidad de nuevos protocolos l Surge el acceso nómada n JORNADAS TÉCNICAS RED IRIS 2004 n l Independencia del punto de conexión a la red Requiere reiniciar las comunicaciones al cambiar de punto de conexión Otra alternativa: la movilidad n n Permite mantener las conexiones abiertas al cambiar el punto de conexión En redes TCP/IP, cada dirección IP representa un nodo fijo en la red Mobile IP y Hierarchical Mobile IP Grupo de Interconexión de Redes de Banda Ancha, ITACA Universidad Politécnica de Valencia 3

Toledo, 27 -29 de octubre de 2004 JORNADAS TÉCNICAS RED IRIS 2004 1. Introducción

Toledo, 27 -29 de octubre de 2004 JORNADAS TÉCNICAS RED IRIS 2004 1. Introducción 2. Red experimental 3. Medida de prestaciones en la red experimental Mobile IP (MIP) 4. Medida de prestaciones en la red experimental Hierarchical Mobile IP (HMIP) 5. Conclusiones Grupo de Interconexión de Redes de Banda Ancha, ITACA Universidad Politécnica de Valencia 4

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Toledo, 27 -29 de octubre de 2004 JORNADAS TÉCNICAS RED IRIS 2004 2. Red experimental Mobile IP: l l Grupo de Interconexión de Redes de Banda Ancha, ITACA Universidad Politécnica de Valencia Nodos implicados: n Home Agent (HA) n Foreign Agent (FA) n Mobile Node (MN) n Correspondent Node (CN) Direcciones del MN: n Home address n Care-of address 5

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Toledo, 27 -29 de octubre de 2004 JORNADAS TÉCNICAS RED IRIS 2004 2. Red experimental Hierarchical Mobile IP: l Diferencias entre las redes HMIP y MIP: n Varios FA n Estructura jerárquica en árbol: • Primer nivel: HFA • Segundo nivel: Estaciones base (FAs) • Posibilidad de niveles adicionales Grupo de Interconexión de Redes de Banda Ancha, ITACA Universidad Politécnica de Valencia 6

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Toledo, 27 -29 de octubre de 2004 JORNADAS TÉCNICAS RED IRIS 2004 2. Red experimental l Limitaciones de las redes experimentales MIP y HMIP: n Efecto de cuello de botella en los interfaces wireless • IEEE 802. 11 b permite 11 Mbps de caudal bruto • Limitación a 2 Mbps por nivel de interferencia detectado n Capacidad del router para encaminar tráfico entre subredes n Capacidad de los agentes para realizar las tareas de tunneling ante altas tasas binarias de tráfico Grupo de Interconexión de Redes de Banda Ancha, ITACA Universidad Politécnica de Valencia 7

Toledo, 27 -29 de octubre de 2004 2. Red experimental l (subredes 10. 0.

Toledo, 27 -29 de octubre de 2004 2. Red experimental l (subredes 10. 0. 1. 0 y 10. 0. 2. 0) l JORNADAS TÉCNICAS RED IRIS 2004 Direccionamiento: privado con máscara de 24 bits l Equipos heterogéneos n PCs con sistema operativo Linux n Necesaria alta capacidad computacional para los agentes Dispositivos inalámbricos IEEE 802. 11 b en modo ad-hoc Grupo de Interconexión de Redes de Banda Ancha, ITACA Universidad Politécnica de Valencia 8

Toledo, 27 -29 de octubre de 2004 2. Red experimental l Diseño de tablas

Toledo, 27 -29 de octubre de 2004 2. Red experimental l Diseño de tablas de encaminamiento n El router interconecta las subredes existentes n El MN puede comunicarse con nodos de su subred con: JORNADAS TÉCNICAS RED IRIS 2004 • Rutas específicas • Activación de la funcionalidad Proxy ARP l Software que proporciona servicios de movilidad n Dynamics HUT versión 0. 8. 1 n Instalación del software n Configuración de scripts en HA, FAs, y MN Grupo de Interconexión de Redes de Banda Ancha, ITACA Universidad Politécnica de Valencia 9

Toledo, 27 -29 de octubre de 2004 JORNADAS TÉCNICAS RED IRIS 2004 1. Introducción

Toledo, 27 -29 de octubre de 2004 JORNADAS TÉCNICAS RED IRIS 2004 1. Introducción 2. Red experimental 3. Medida de prestaciones en la red experimental Mobile IP (MIP) 4. Medida de prestaciones en la red experimental Hierarchical Mobile IP (HMIP) 5. Conclusiones Grupo de Interconexión de Redes de Banda Ancha, ITACA Universidad Politécnica de Valencia 10

Toledo, 27 -29 de octubre de 2004 3. Medida de prestaciones en la red

Toledo, 27 -29 de octubre de 2004 3. Medida de prestaciones en la red experimental Mobile IP l Escenarios de evaluación n Generación de flujos de tráfico UDP y TCP • Herramientas: Mgen y Nttcp JORNADAS TÉCNICAS RED IRIS 2004 • Sin tráfico de background n Monitorización de la transmisión y recepción de flujos • Herramientas: Netperf y Tcpdump l Estudio del handover n Se fuerza durante cada prueba n Interrupción del flujo de tráfico durante un intervalo temporal Grupo de Interconexión de Redes de Banda Ancha, ITACA Universidad Politécnica de Valencia 11

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Toledo, 27 -29 de octubre de 2004 JORNADAS TÉCNICAS RED IRIS 2004 3. Medida de prestaciones en la red experimental Mobile IP Test con paquetes UDP de 1024 bytes y caudal medio de 100 paquetes por segundo (819. 2 kbps) l Transparencia en el funcionamiento l Handover n n o : paquetes transmitidos x : paquetes recibidos Grupo de Interconexión de Redes de Banda Ancha, ITACA Universidad Politécnica de Valencia n Interrupción del flujo de tráfico hacia el MN Duración ~ 100 ms Relacionado con el tiempo de registro Inevitable Transitorio tras el tiempo de latencia 12

Toledo, 27 -29 de octubre de 2004 3. Medida de prestaciones en la red

Toledo, 27 -29 de octubre de 2004 3. Medida de prestaciones en la red experimental Mobile IP Test con paquetes UDP de 1024 bytes y caudal medio de 200 paquetes por segundo (1. 638 Mbps) l MN en la subred local n JORNADAS TÉCNICAS RED IRIS 2004 n l MN en la subred visitada n n l n Grupo de Interconexión de Redes de Banda Ancha, ITACA Universidad Politécnica de Valencia Retardos Pérdida de paquetes Causas n o : paquetes transmitidos x : paquetes recibidos Buen funcionamiento Transparencia del protocolo n Alta carga en enlaces wireless Mecanismos de tunneling Congestión computacional de los agentes 13

Toledo, 27 -29 de octubre de 2004 3. Medida de prestaciones en la red

Toledo, 27 -29 de octubre de 2004 3. Medida de prestaciones en la red experimental Mobile IP l Test con tráfico TCP (819. 2 kbps) y handovers consecutivos en el tiempo n Pérdida de tasa binaria efectiva tras cada handover • Interrupción en el flujo de tráfico: vencen los temporizadores del transmisor • Interpretación de situación de congestión en el transmisor JORNADAS TÉCNICAS RED IRIS 2004 • Disminución de la ventana efectiva de transmisión (slow-start) n Mayor frecuencia de handover implica mayor disminución de la tasa binaria de transmisión Ratio de tasa binaria efectiva medida respecto a la tasa máxima sin movilidad Grupo de Interconexión de Redes de Banda Ancha, ITACA Universidad Politécnica de Valencia Handover cada 5 s 84 % Handover cada 3 s 72. 2 % Handover cada 2 s 56. 1 % 14

Toledo, 27 -29 de octubre de 2004 JORNADAS TÉCNICAS RED IRIS 2004 1. Introducción

Toledo, 27 -29 de octubre de 2004 JORNADAS TÉCNICAS RED IRIS 2004 1. Introducción 2. Red experimental 3. Medida de prestaciones en la red experimental Mobile IP (MIP) 4. Medida de prestaciones en la red experimental Hierarchical Mobile IP (HMIP) 5. Conclusiones Grupo de Interconexión de Redes de Banda Ancha, ITACA Universidad Politécnica de Valencia 15

Toledo, 27 -29 de octubre de 2004 4. Medida de prestaciones en la red

Toledo, 27 -29 de octubre de 2004 4. Medida de prestaciones en la red experimental Hierarchical Mobile IP l Escenarios de evaluación n Generación y monitorización de tráfico UDP y TCP: • UDP: Mgen y Netperf JORNADAS TÉCNICAS RED IRIS 2004 • TCP: Nttcp y Tcpdump l Estudio del handover n Se fuerza en cada prueba n Handover entre células de una misma subred • No hay proceso de registro • ¿Tiempo de latencia? • ¿Duración del intervalo de comunicación del MN? Grupo de Interconexión de Redes de Banda Ancha, ITACA Universidad Politécnica de Valencia 16

Toledo, 27 -29 de octubre de 2004 JORNADAS TÉCNICAS RED IRIS 2004 4. Medida

Toledo, 27 -29 de octubre de 2004 JORNADAS TÉCNICAS RED IRIS 2004 4. Medida de prestaciones en la red experimental Hierarchical Mobile IP l Prueba con paquetes UDP de 1024 bytes a razón de 100 paquetes por segundo (819. 2 kbps) l Hay tiempo de latencia l El tiempo de latencia es de orden menor (20 - 40 ms) l Causas de la latencia n n l Causas de la reducción de la latencia n o : paquetes transmitidos x : paquetes recibidos Grupo de Interconexión de Redes de Banda Ancha, ITACA Universidad Politécnica de Valencia Hay un intercambio de mensajes de señalización entre los FA Hay reestructuración de rutas n No hay registro del MN con su HA Los mensajes de señalización no viajan fuera de la subred visitada 17

Toledo, 27 -29 de octubre de 2004 JORNADAS TÉCNICAS RED IRIS 2004 1. Introducción

Toledo, 27 -29 de octubre de 2004 JORNADAS TÉCNICAS RED IRIS 2004 1. Introducción 2. Red experimental 3. Medida de prestaciones en la red experimental Mobile IP (MIP) 4. Medida de prestaciones en la red experimental Hierarchical Mobile IP (HMIP) 5. Conclusiones Grupo de Interconexión de Redes de Banda Ancha, ITACA Universidad Politécnica de Valencia 18

Toledo, 27 -29 de octubre de 2004 JORNADAS TÉCNICAS RED IRIS 2004 5. Conclusiones

Toledo, 27 -29 de octubre de 2004 JORNADAS TÉCNICAS RED IRIS 2004 5. Conclusiones l Ventajas de las redes MIP y HMIP n Comportamiento transparente con handovers poco frecuentes y con aplicaciones sin requerimientos de tiempo real l Inconvenientes de las redes MIP y HMIP n Hay limitaciones en la implementación de redes MIP y HMIP n Un handover produce una interrupción en el flujo de tráfico y un transitorio n Errores en aplicaciones de tiempo real con deadline menor que el tiempo de latencia n Disminución de tasa binaria en conexiones TCP Grupo de Interconexión de Redes de Banda Ancha, ITACA Universidad Politécnica de Valencia 19