Budapest University of Technology and Economics, Faculty of Electrical Engineering and Informatics

    Belépés
    címtáras azonosítással
    vissza a tantárgylistához   nyomtatható verzió    

    Mobil IPv6 technológiák

    A tantárgy angol neve: Mobile IPv6 Technologies

    Adatlap utolsó módosítása: 2015. december 17.

    Tantárgy lejárati dátuma: 2021. július 31.

    Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
    Villamosmérnöki és Informatikai Kar
    Villamosmérnöki szak
    Mérnök informatikus szak
    BSc és MSc képzés
    Szabadon választható tárgy
    Tantárgykód Szemeszter Követelmények Kredit Tantárgyfélév
    VIHIAV16   3/0/1/v 4  
    3. A tantárgyfelelős személy és tanszék Dr. Bokor László,
    4. A tantárgy előadója Dr. Jeney Gábor    tudományos főmunkatárs    Hálózati Rendszerek és Szolgáltatások Tanszék
    Dr. Bokor László    egyetemi adjunktus   Hálózati Rendszerek és Szolgáltatások Tanszék
    Varga Norbert     doktorandusz            Hálózati Rendszerek és Szolgáltatások Tanszék
    Dr. Huszák Árpád    adjunktus            Hálózati Rendszerek és Szolgáltatások Tanszék
    5. A tantárgy az alábbi témakörök ismeretére épít Számítógép hálózatok, ISO/OSI 7 rétegű modellje, Internet protokoll.
    6. Előtanulmányi rend
    Ajánlott:
    Tematikaütközés miatt a tárgyat csak azok vehetik fel, akik korábban nem hallgatták a következő tárgyakat:
    VIHIAV72    Mobil Internet

    7. A tantárgy célkitűzése Az Internetet rögzített (fix) hálózatokra tervezték, de napjainkban a mozgás/mozgathatóság általános követelménnyé vált. A tárgy célja az, hogy megismertesse a hallgatókat az Internet mobilitást támogató, IPv6 protokollra épülő megoldásokkal. A technikai részletekre és elérhető implementációkra külön hangsúlyt fektetünk. A félév végére a hallgatóságnak értenie kell az Internetre kapcsolt IPv6-kompatibilis eszközök és hálózatok különböző mobilitás-támogatási lehetőségeit, a létező optimalizációs kiegészítések alapelveit és működését. Tudniuk kell választani a létező megoldások közül, a környezet és a követelmények ismeretében. Alapszinten tudniuk kell alkalmazni a választott megoldást.

    8. A tantárgy részletes tematikája 1.    Bevezetés, alapok: IPv4, mint a jelenlegi Internet alapprotokollja; IPv6, mint a (közel)jövő Internetének alapvető protokollrendszere. Különbségek és azonosságok, az átjárás és együttélés alapvető kérdései. IPv6 címzés, a csomagok célba juttatása. Kapcsolatok azonosítása a szállítási rétegben IP cím és portszám alapján. Az IP azonosító és helymeghatározó funkciói (szemantikai túlterheltség).
    Problémafelvetés, problématér: a mobil Internet evolúciója, heterogén all-IP hozzáférési rendszerek terjedése, kihívások és követelmények (amikor a hálózathoz kapcsolódó hoszt elindul, amikor a hosztok hálózata indul el), Always Best Connected elv, végpont-végpont (end-to-end) QoS és QoE, észrevétlen mobilitás, amikor nem jelent problémát a mobilitás: megoldások és korlátok a meglévő mobil rendszerekben.
    2.    Terminológia: mobilitás-kezelés, forgatókönyvek, használati esetek, horizontális és vertikális hálózatváltás, mikro- és makromobilitás, paging, multi-homing és multi-access, folyam-mobilitás, proaktív mobilitás-kezelés, hálózat-központú és kliens-központú mobilitás-kezelés.
    3.    Az alapmegoldás: hoszt szintű mobilitás támogatás az IP rétegben (MIPv6 – Mobile IPv6), a MIPv6 működése, szükséges infrastrukturális elemek, a honi ügynök (Home Agent) fogalma és feladatai, a protokoll működése és biztonsági megoldásai.
    4.    Hálózatok mobilitásának támogatása: NEMO BS (NEtwork MObility Basic Support), a NEMO BS működése és elemei, a honi ügynök a NEMO szolgálatában, a mobil útvonalválasztó (mobile router) NEMO specifikus feladatai, egymásba ágyazott hálózatok mobilitásának támogatása.
    5.    IPv4-IPv6 átjárás a mobilitás-kezelésben: Dual-Stack Mobile IPv6 (DSMIPv6), NAT átjárás problematikája a DSMIPv6 protokollban.
    6.    A MIPv6 és NEMO megoldások főbb korlátai és hátrányai, létező javaslatok I.: a mikromobilitás-kezelés (HMIPv6 – Hierarchical MIPv6, CIPv6 – Cellular IPv6), Útvonal optimalizálás (routing optimisation) a MIPv6-ban (pl. Return Routeability, Enhanced Route Optimization for Mobile IPv6)
    7.    A MIPv6 és NEMO megoldások főbb korlátai és hátrányai, létező javaslatok II.: Útvonal optimalizálás (routing optimisation) a NEMO-ban (ONEMO, MoRaRo, stb.).
    8.    Az otthoni ügynök megbízhatósági problémáinak kezelése: HARP, HAHA, GHAHA.
    9.    Hálózat-központú mobilitás-kezelés az IPv6-ban: PMIP (Proxy Mobile IPv6) segítségével megvalósított transzparens mobilitás IPv6 hosztok és hálózatok számára.
    10.    IPv6 mobilitás heterogén és átlapolódó hozzáférési rendszerekben: többszörös cím (MCoA – Multiple Care-of-Address), terhelés- és forgalom megosztás a linkek között, Flow-Bindings, folyamok mobilitásának szeparált kezelése.
    11.    Proaktív és prediktív mobilitás-kezelés IPv6 alapokon:, hálózatváltások optimalizálása (FMIPv6 – Mobile IPv6 Fast Handovers), egyéb cross-layer megoldások (pl. IEEE 802.21 MIH + MIPv6/HMIPv6/PMIP), előrejelzéseken alapuló hálózatváltás (Predictive binding update).
    12.    Skálázhatósági problémák a jövő IPv6 alapú mobil Internetében: Dinamikus és elosztott mobilitás-kezelés az IPv6-ban (DMM megoldások áttekintése), Flat és Ultra Flat IPv6 architektúrák.
    13.    IPv6 alapú mobilitás-kezelés a hálózati réteg felett: hosztok kriptográfiai névtérben történő azonosítása (HIP – Host Identity Protocol), LISP6, SHIM6, IPv6 mobilitás támogatás a transzport protokollokban (UDP, TCP, DCCP, SCTP, GTP) és az alkalmazási rétegben (DNS, SIP, IMS).
    14.    14.    IPv6 alapú mobilitás-kezelés kapcsolódási pontjai a kooperatív járműkommunikácós rendszerekkel (C-ITS, Cooperative Intelligent Transportation System): V2V / V2I / V2X kommunikáció, MIPv6, NEMO, MCoA az ETSI/ISO referencia architektúrában, IPv6 és GeoNetworking, (ETSI TR 101 555, ISO 21210, stb.).
    9. A tantárgy oktatásának módja (előadás, gyakorlat, laboratórium) A tárgy oktatása heti három óra előadás és egy óra laboratóriumi gyakorlat keretében történik (praktikusan minden második héten tartunk egy – 2x45 perces - laborgyakorlatot). A hallgatók a félév során az előadásokon megismert anyagot a gyakorlatban is kipróbálhatják laboratóriumi foglalkozások keretében. A laboratóriumi mérések előtt beugrót kell írniuk a hallgatóknak, amely sikeressége esetén a mérés elvégezhető.
    Az előadásokon a félév során öt darab kisZH megírására kerül sor.
    10. Követelmények A tárgy aláírásának és félévközi érdemjegyének megszerzési feltételei a hatályos BME Tanulmányi és Vizsgaszabályzatával (TVSz) összhangban a következők:

    A szorgalmi időszakban:
    Órai részvétel: A laboratóriumi órákon a részvétel kötelező. Hiányozni maximum 2 alkalommal lehet. A hiányzásokat pótolni kell.
    Órai ellenőrzések: A laboratóriumi órákra történő otthoni felkészülés a mérési alkalmak során ellenőrzésre kerül beugró formájában. A laboratóriumi órán való részvételhez a beugró feladatsor legalább elégséges szintű megoldása szükséges. Ezen szintet nem teljesítő hallgatók az órát nem folytathatják, ami értelemszerűen az órai részvétel mulasztását is maga után vonja, vagyis egy pótlandó hiányzási alkalmat jelent.
    Zárthelyi dolgozatok: A félév sikeres teljesítésének egyik követelménye az öt kisZH közül legalább 3 elégséges szintű megírása. A kisZH-k összpontszáma pozitív irányba módosítja a vizsgajegyet.
    A fenti követelményekre vonatkozó pótlási lehetőségek a 11. pontban olvashatók.
    A zárthelyi dolgozatok és gyakorlati feladatok értékelése az alábbiak alapján történik:
    0-49 %        elégtelen (1)
    50-69 %        elégséges (2)
    70-79 %        közepes (3)
    80-89 %        jó (4)
    90-100 %        jeles (5)

    A vizsgaidőszakban:
    sikeres szóbeli vizsga. A szóbeli vizsga eredménye és a mérésekre kapott osztályzatok átlaga alapján, a számtani közepük kerekített értéke lesz a vizsgajegy.

    11. Pótlási lehetőségek Órai részvétel és órai ellenőrzések: A laboratóriumi órákon való részvétel mulasztása vagy az óra eleji esetleges beugró feladatsor elégtelen teljesítése miatt előálló hiányzásokból együttesen maximum 2 pótolható az erre kijelölt pótlási alkalmak során (a szorgalmi időszakban illetve a pótlási héten).
    Zárthelyi dolgozatok: A zárthelyik közül legfeljebb az egyik pótolható – azaz legalább két zárthelyit sikeresen kell teljesíteni félév közben – az erre kijelölt pótlási időpontban (a szorgalmi időszakban vagy a pótlási héten).
    Javítóvizsga és pótvizsga: a TVSZ szerint
    12. Konzultációs lehetőségek Minden előadás és laborgyakorlat előtt az oktatók konzultációs lehetőséget biztosítanak. Igény esetén a félév végén további alkalmakat is biztosítunk.

    13. Jegyzet, tankönyv, felhasználható irodalom
    1. Wesley M. Eddy, “At What Layer Does Mobility Belong?”, IEEE Communications Magazine, October 2004, pp. 155–159
    2. Deguang Le, Xiaoming Fu, Dieter Hogrefe: “A review of mobility support paradigms for the internet”, IEEE Communications Surveys & Tutorials, Vol. 8, Issue 1, pp. 38–51, 2006.
    3. Pierre Reinbold, (FUNDP) and Olivier Bonaventure, (UCL): “IP Micro-Mobility Protocols”, IEEE Communications Surveys & Tutorials Third Quarter 2003, pp. 40–57

    További irodalom érdeklődőknek

    1. J. Manner, M. Kojo, “Mobility Related Terminology”, IETF RFC 3753, June 2004.
    2. V. Devarapalli, R. Wakikawa, A. Petrescu, P. Thubert: “Network Mobility (NEMO) Basic Support Protocol”, IETF RFC 3963, January 2005
    3. Wakikawa, R. et al., Multiple Care-of Addresses Registration IETF Internet RFC5648, http://tools.ietf.org/html/rfc5648, 2009.
    4. C. Ng, E. Paik, T.Ernst, M. Bagnulo: “Analysis of multihoming in network mobility support”, IETF Internet RFC 4980, 2007.
    5. Tsirtsis, G. et al., Flow Bindings in Mobile IPv6 and Network Mobility (NEMO Basic Support IETF Internet RFC 6089, http://tools.ietf.org/html/rfc6089, 2011.
    6. C. Ng, P. Thubert, M. Watari, F. Zhao: “Network Mobility Route Optimization Problem Statement”, IETF Internet RFC 4888, 2007.
    7.  T. Henderson: “End-Host Mobility and Multihoming with the Host Identity Protocol”, IETF Internet RFC 5206, 2008.
    8. D. Johnson, C. Perkins, J. Arkko: “Mobility Support in IPv6”, IETF RFC 6275, July 2011.
    9. H. Soliman et al., Mobile IPv6 Support for Dual Stack Hosts and Routers, IETF RFC 5555, June 2009.
    10. P. McCann: “Mobile IPv6 Fast Handovers for 802.11 Networks”, IETF RFC 4260, November 2005
    11. H. Soliman, C. Castelluccia, K. El Malki, L. Bellier: “Hierarchical Mobile IPv6 (HMIPv6) Mobility Management”, IETF RFC 5380, 2008.
    12. H. Chan et al., Problem statement for distributed and dynamic mobility management, IETF Internet draft < draft-chan-distributed-mobility-ps-05>, October 2011.
    13. R. Wakikawa et al., Home Agent Reliability Protocol (HARP), IETF Internet Draft , 2011.
    14. R. Wakikawa et al., Global HA to HA Protocol Specification, IETF Internet Draft < draft-wakikawa-mext-global-haha-spec-02>, 2011.
    15. R. Moskowitz, P. Nikander: “Host Identity Protocol (HIP) Architecture”, IETF RFC 4423, May 2006.
    16. J. Rosenberg, H. Schulzrinne, G. Camarillo, A. Johnston, J. Peterson, R. Sparks, M. Handley, E. Schooler, “SIP: Session Initiation Protocol”, IETF RFC 3261, June 2002
    14. A tantárgy elvégzéséhez átlagosan szükséges tanulmányi munka
    Kontakt óra56
    Félévközi készülés órákra10
    Felkészülés zárthelyire12
    Házi feladat elkészítése0
    Kijelölt írásos tananyag elsajátítása12
    Vizsgafelkészülés30
    Összesen120
    15. A tantárgy tematikáját kidolgozta Dr. Imre Sándor    egyetemi tanár    Hálózati Rendszerek és Szolgáltatások Tanszék
    Dr. Jeney Gábor    tudományos főmunkatárs    Hálózati Rendszerek és Szolgáltatások Tanszék
    Dr. Bokor László    egyetemi adjunktus    Hálózati Rendszerek és Szolgáltatások Tanszék
    Dr. Huszák Árpád    adjunktus    Hálózati Rendszerek és Szolgáltatások Tanszék