A comunicaç ão por mult icast f oi sem dúv ida um a das gr andes i novações d o Local- centr ic Mo bilit y System. Desde do i nici o p ret endia-se que o enc amin hame nt o dos p acot es na r ede do m ic ro- d omí nio f osse f lex ível, dinâm ica m as ro busta o sufic ient e para ser i nt egra da num am biente de oper ador . Acrescido a ist o pr et endia -s e tam bém aplicar o conceito d e pagin ação de terminais m óveis em Pagin g Are as que permiti ria env iar um dado pac ot e para um conju nt o d e B as e St at ions s em nec ess it ar de re plic ação de pac ot es de dados. Estas n ecessid ades não podi am ser fac ilm ent e c ober tas pelo routin g IP u nicast q ue s e ut iliza nas redes actua is. Por outr o lado prete ndia- se que o m eca nism o de encam inham ent o f oss e o m ais com patív el p ossível c om as infr a- estr ut uras a ct uais. D est a f orm a opt ou-se por d esenvolver um mecanism o de enca minh am ento bas eado em routin g mult ic ast e et iq uet agem de pac ot es. A Fig ura 49 repr ese nt a a red e n ucle ar de um micro -domí nio.
F i g u r a 4 9 – L M S , i l u s t r a ç ã o d o m e c an i s mo d e en ca m i n h a m e n t o d e n t r o d o m i c r o - d o m í n i o
M O B I L I D A D E R Á P I D A H E T E R O G É N E A E M A R Q U I T E C T U R A S D E R E D E S D E P R Ó X I M A
G E R A Ç Ã O
8 0
C omo po de obs ervar-se n a Fi gura 4 9, na P agin g Ar ea 1 a emis são de um pacot e d o tipo A LL_NODES é r eceb ido por t odas as Bas e St ation s dessa Pag ing A rea s em ser nec ess ári o replica r os d ados na r ede. Na Pagin g Ar ea 3 poderá obs ervar-s e a em issão d e um p acote do tip o SPECIFI C_NODE que é recebi do ape nas por um a Bas e St ation espec if ica.
O enc am inham ent o de pac ot es d ent ro da r ede do m icro- dom ínio é exclus ivam ent e bas eado em algo ritm os de m ult ic ast . Dest a fo rm a cons egue-se criar um m ec anismo de c om unic ação e ntre qualquer e lem e nt o da r ede assim c omo t am b ém é p ossível env iar a me sm a i nf orm açã o pa ra vá rios e quipam ent os ( ou mesmo todos) sem r eplicar p acotes. Com est e novo si st em a é t ambém possível or ganizar várias Bas e St ations em gr upos ( ou na t erminologia das re des celular es, em Pagin g Ar eas) onde c ada um é um gr upo m ult icast.
F i g u r a 5 0 – L M S , p r o c e s so d e e mp a c o t a m e n t o p a r a a re d e mu l t i c a s t O sist em a de comuni caç ão dent ro da re de n uclea r do m icro- d omí nio f uncion a com ba se num mec anism o de ide ntif icaç ão por eti quet as. Cada um dos agentes do Micro-Dom í nio é identificado por um ID pess oal que sur ge com o um a etiqu et a. Sem pr e que um pac ot e é em it ido p ara a r ede n uclear d o m icr o-d omínio o p acot e é e ncapsula do s obr e outro pacote IPv 6 e é et iquet ado com o ID d o a gent e de stinatário. Ass im é gar ant ido que o pac ot e apen as s er á int er pret ad o p elo agent e cor rect o, e t odos os outr os irã o de sc art a-
M O B I L I D A D E R Á P I D A H E T E R O G É N E A E M A R Q U I T E C T U R A S D E R E D E S D E P R Ó X I M A
G E R A Ç Ã O
81 l o n o m om e nt o de recepção. De fo rm a id êntica o pac ot e p ode ser eti quet ado de um a f orma es peci al de man eira a q ue to dos os agent es d o m icro-d omí nio o recebam e o pr ocess em. Est es dois p roc edim ent os podem s er vis ualizados na figura anter ior. Fig ura 50, m ostr a com o os p acotes s ão captu rados n a r ede de acesso e d epois e ncapsula dos e enviados par a dentr o da rede do m icr o-d omí nio. N o cenário pode- se visualiza r q ue o pacot e de dad os é capt ur ado n a r ede de acesso e é reen cam inhad o p ela red e mult ic ast at é ao se u d est ino.
Através dest e m eca nism o é pos sív el ao MAP envi ar or dens p ara um c onju nt o d e B as e St ations o u toda s as B ase Sta ti ons do seu m icro- dom ín io aum ent ando dr as ticam ent e a des em pe nho da re de, ess encialm ent e so b a f orm a de dim inuição do t em po de propa gaçã o d e inf orm aç ões e c onf igur aç ões r ef ere nt es à r ede.
Um bom exem plo das vant ag ens deste t ipo de m ecani sm o d e e ncaminham ent o acont ece dur ant e os cená rios h andov ers. Q uan do se d á um han dove r é possí vel que o termin al “ julgu e” que v ai e ntrar n um a dete rm inada Base St at ion m as no ent anto, devido ao tip o d e m ovim ento f ísico que e le est á a ef ec tu ar, é pos síve l q ue ele entr e o ut ra, no ent ant o am bas de nt ro da me sm a Pagin g Are a. Dest a f orm a, sem pre que um han dove r se dá é pos sív el envi ar o r egis t o dess e termi nal para a Pagi ng Ar ea c om plet a de form a a permiti r que o termi nal consiga com unicar em qualqu er um a das Bas e St ations d ess a Paging Area, m esm o que não s eja a que el e requis ito u i nici alm e nt e. Utili zand o as t éc nic as tr adiciona is, MAP teria que fa zer um a lig ação a c ada Base Statio ns e env iar o novo re gist o do t ermina l p ara c ada um delas. Est e processo levari a a um t em po t ot al igu al a o som at ório do t em p o da c riaç ão do c anal e da tr ansf erência de dados p ara c ada um a das Bas e St ations.
Este t ip o de me cani sm o de enc ami nham ento de pac ot es n a r ede perm ite a um enta r sub st ancialm ent e a ef iciê ncia do uso dos r ec urs os d e red e bem com o dim inuir o t em po de notif icaç ão dos a gent es de mo bilida de LMS. Pa ra m elho r c om pr eens ão dos m otivos p elos q uais s e dese nvolveu est e novo m ét odo, se guidam ent e ir á a pres ent ar -s e alguns exem plos conc retos de car ácter prátic o num a r ede de o pera dor.
Exemplo 1
• C onsidere-s e uma rede de um m icro- dom ín io t em n Bas e Stat ions num a P agin g Are a e o MAP prete nde enviar pa ra t odas e las um p acot e que c ont em inf orm aç ão s obre um term inal q ue irá associar -s e na re de.
M O B I L I D A D E R Á P I D A H E T E R O G É N E A E M A R Q U I T E C T U R A S D E R E D E S D E P R Ó X I M A
G E R A Ç Ã O
8 2
o Usand o m ultic ast o tem po de t r ansfe rênc ia de inf orm açã o e nt re MAP e as B ase Stati on é n v ezes menor do qu e usand o méto dos tr adiciona is, s endo n o númer o de Base Stat ions da Pag ing Ar ea.
Exemplo 2
• C onsidere-s e um term inal móv el em es tado Dorm ent e (I dle) m apeado n um a dada P aging Ar ea de um micro -domí nio LMS. C onsidere-s e ai nda um term inal corres pond ent e a iniciar um a sessão d e tran sf erê nci a de um f iche iro p ara o t erm inal m óv el. D evid o ao f act o de o te rm inal m óvel est ar em m odo Dor me nt e a r ede nã o t em rot as direct as pa ra ele, ape nas c onhec e a Pagin g Are a o nde est e se enc ontra . Dado que a Paging Ar ea é um conju nt o d e Bas e Stat ions, a r ede t er á q ue encam inh ar os p acot es d e dado s pa ra tod as as B ase St ations de form a a qu e o t ermin al r ec eba os d ados e p ass e par a o est ado Activ o (A ctiv e).
o C onsidera ndo que o t erminal passa ao est ad o A ctiv o ap ós o p rim eir o pac ot e de dados re cebi do, usan do mu lt icas t o tr áf ego no MAP é n v ezes meno r do q ue usand o m ét odos tr adicionais, s endo n o núm ero de B ase St at ions da Pagin g Are a.
C omo pod e s er obs ervado nos e xem plos a nt erio res, est e m ec anismo baseado em enc ami nham ent o m ult ic ast permite opt im izar os r ecurso s da r ede d e oper ador sig nif ica ti vam ent e. É t am bém p ossível ver if icar que utiliza ndo este mecanism o é p ossível replicar d ados na r ede co m um cust o mí nim o perm itind o assim que a red e seja mais esca láve l dim inuí do o over head nas ligaç ões ent re MAP e Bas e St ations.
b. Gestão dos grupos multicast
Os gr upos m ult ica st s ão g erad os autom ati cam ent e pelo MAP sem pre qu e um a B ase St ation r equer um a P aging A rea q ue ainda n ão est á a s er us ada. Este pr oce dim e nt o acontece s empr e no m ome nt o d e r egis t o d a B ase Stati on n o MAP. Quand o a B ase St at ion s e liga e e nvia a m ens agem BS Reg ist r at ion Request para o MAP est e começa p or verif ica r s e a Paging Are a r equerida p ela B as e St atio n já est á a ser usada.
M O B I L I D A D E R Á P I D A H E T E R O G É N E A E M A R Q U I T E C T U R A S D E R E D E S D E P R Ó X I M A
G E R A Ç Ã O
83 N o caso de já est ar a ser us ada, o MAP ap enas pr ecis a de a dicionar a no va B ase Stati on à cac he int er na e envia r o Regist ratio n R espo nse com os dad os n ecessá rios pa ra q ue a Bas e Station s e p oss a a ss ociar ao gr upo mu lt icast que def in e a Paging Ar ea r eque rida. Tipic am ente est e dados s ão represent ad os sobr e a form a d o end ereç o d o gr upo mult ic ast e o port o de com u nica ções ut ilizad o p ara o ef eito.
N o c as o da P aging Ar ea re querida pela Bas e St at ion aind a nã o est ar a ser usa da, ent ão o MAP c ri a um novo gr upo m ultica st par a a greg ar to das as futu ras Base St ations que pr et enderem posicion ar- se n aquela Pag ing Area. Com o t al, o MAP c om eça por gerar o nov o e nder eço e porto pa ra o gru po m ult ic ast. Após iss o, a B ase St at ion é a dicionada à cac he int ern a de f orm a a f icar m apeada naq uele gru po. O MAP po r f im , depois de ef ec t uar t odas as oper ações n ecessárias, constrói um a m ensagem BS Regist rat ion Response e e nvia par a a Bas e Station i ndicando todos os dados ne cessár ios par a a su a conf iguraç ão.
As Bas e St ation s t êm obrigatoriamente qu e env iar m ensagens d e K eep-Ali ve par a o MAP de f orm a a ref res car a s ua en tr ada na BS C ache. O MAP im plem ent a um m ecanismo de softs t at es em t odas as suas cac hes, inc lusive na BS Cache. Sem pre qu e é d etectado qu e um a Bas e Stat ion n ão r ef resc a a sua entra da c om um Keep-Aliv e n um perí odo m ai or d o que estipu lado, entã o o MAP elim ina ess a Bas e St at ion de todas as C ache s ond e est a est ive r r egista da. C onse quent em ent e, o MAP v erifica a inda s e na Pag ing Area onde a Bas e St ation est ava a ss ocia da existe alguma B ase S tat ion ain da act iv a. Cas o o seja det ecta do que a Paging Ar ea e ncon tr a- se vazia, o MAP elim ina essa Pa ging Ar ea e libe rt a t odos os rec ursos utiliza dos pa ra est a, i ncluindo o gr upo m ult ica st.
D est a f orm a, us ando est e m ecan ism o, c ons egue-se obter um sistem a f lexível qu e proc essa a criaç ão e rem oç ão de Pa ging A reas e subs equente gest ão d e gru pos m ult icast de f orm a c omplet am e nt e a ut om átic a e di nâmica. Assim é perm itido ao a dminist r ador d a red e r em over e ins eri r Bas e St ations no sist em a s em que seja nec ess ár io r einiciar t odo o m icr o- domíni o. Es te m ecan ism o pe rm it e aind a a um en tar a r obust ez do sist em a vist o q ue atra vés deste g arante -s e q ue apen as os recursos nec ess ári os são ut ilizados. Sem pr e que os r ec urs os de sist em a deixam d e s er necessários o m ec anismo lib ert a- os aum ent ando a ef ic iência da red e. O f act o de t oda a gest ão ser a ut om atizada e c om plet am ent e t r ansp aren te par a o adm inist rador d e r ede, permit e ev it ar a pos sibilidade de er ros hum a nos assim c om o d imin uir o tem po de int egr ação de novos com pone nt es na rede. Est e tip o de f act or es aum ent a a robu st ez da rede LMS assim c om o g aran te ao s oper ador es o men or cust o possível no pr oc esso d e crescim ento d a rede. A
M O B I L I D A D E R Á P I D A H E T E R O G É N E A E M A R Q U I T E C T U R A S D E R E D E S D E P R Ó X I M A
G E R A Ç Ã O
8 4
Fig ura 51 m ostr a c om o o MAP ger e o s grupo s m ult ic ast assim com o as Paging Are as no mic ro- dom ín io d ura nte o registo de uma nov a Bas e Sation.
F i g u r a 5 1 – L M S , p ro c e s s o d e re g i s t o d e u ma n o va B a s e St a t i o n
A Figura 52 il ust ra com o o MAP ge re os gr upos mult ic as t assim com o as Paging Are as no micro-domí nio dur ant e o proc ess o de e nvel hecimento da s Ba se Stati ons.
M O B I L I D A D E R Á P I D A H E T E R O G É N E A E M A R Q U I T E C T U R A S D E R E D E S D E P R Ó X I M A
G E R A Ç Ã O
85
c. Paginação (paging) de terminais móveis
O Local-centric Mo bil ity Sy st em im pl ementa um proces so o qual se designa por Pagin ação (Pag ing). A paginação de te rm inais p erm it e c riar dois esta dos d ist int os par a ca da t erminal móv el em cada ins t ant e d o tem po, o esta do Activo e o esta do Do rment e. Tec nic ame nt e, os age nt es in te gram duas cac hes distintas, um a Pagin g Cac he qu e co nt em a lis ta gem d e t odos os term inais i ndepen dent em ent e do seu e st ado (Act iv o ou Dorm ent e) e um a R outing Cac he q ue cont em ape nas os terminais em esta do Act iv o n a r ede.
C ada age nt e da red e rec orr e à Rou ti ng Cac he par a enco nt rar um c am inho p ara a B ase St at ion onde o t erm inal activ o s e enc ont r a n aquele pr ec iso m om ent o. Por outro lad o, os a gent es da re de podem r ec orr er à Pagin g Cac he para enc ont rar a P aging Ar ea onde o termi nal se enc ontra nesse mom ent o. A im plem e nt ação de duas cac hes p erm it e aum ent ar a desem penh o na r ede visto que na R outing Cache ape nas est ão lista dos os t erm inais act iv os qu e tipicam ent e sã o em muito m enor núm er o do que a rest ant e t ot alida de d os m esm os. Dest a f orma , as pes quis as de enc ami nham ent o sã o ext rem am ent e optimizada s visto que o n úm er o de el em entos d a p esqu isa é m uit o mais red uzid o do que se f osse pr oc urad o n a Pagin g C ache q ue contem a t ot alida de dos t er minais.
A Figur a 53 ilust ra a r elaçã o entre um a Pa ging Cac he e um a R outing Cac he num agent e de m obil idade LMS.
M O B I L I D A D E R Á P I D A H E T E R O G É N E A E M A R Q U I T E C T U R A S D E R E D E S D E P R Ó X I M A
G E R A Ç Ã O
8 6
Apes ar da ide ia de p aginaç ão t er surgid o das re des c elulares, n o LMS a ges tão d as cac hes é c om plet am ent e diferent e da utilizad a n out ros pr ot ocolos, tais c om o o Cellu lar IP. No LMS tento u-s e o pt imizar os r ec urs os da red e, enviand o m enos p acot es de sinalização, t ent ando par alelament e co rrigir alg um as das f alhas d e segur anç a que o Cellular IP apr esenta.
F i g u r a 5 4 – L M S , m e c a n i s m o d e e n c a m i n h a m e n t o d o L M S
Este t ipo de m ecan ism o perm it e que ca da agent e do sist em a p oss a pes quis ar uma rot a para um terminal acti vo de um a fo rm a m uit o m ais eficaz e rápi da aum entando assim dr astic am e nt e a d esem penh o do sistem a. Apes ar d e algum as sem elhanças com o C ellula r IP, a gest ão das c ach es no LMS f uncion a de f orma m uit o d ist int a. No L MS a Paging Cache d e cada a gent e apen as pod e ser m anip ulada s obre as o rdens de um agen te hie rar quic am e nt e superior. Est a decisão pro veio d o f ac to de no Cellular IP a Pagin g C ache s er cr iada por um Paging Updat e enviados p elo te rm inal, o q ue t orn ava o sistem a v ulne ráv el a ataq ues d e personificaç ão. Teo ric ame nt e num a red e Ce llular IP é pos síve l um a tacant e captu rar um pacote P aging Upd ate e criar um sem f im de ent r adas em P agin g C aches dos varia dos a gent es da célula. Ass im, p ara c ont r ariar est a f al ha de s egur ança, no L MS o pt ou-s e por apena s criar as entr adas n as cac hes do sist em a ap enas quando é recebi do um a ordem d e um
M O B I L I D A D E R Á P I D A H E T E R O G É N E A E M A R Q U I T E C T U R A S D E R E D E S D E P R Ó X I M A
G E R A Ç Ã O
87 a gent e hierar quic amente supe rior. Segu ndo est e raciocínio as Bas e Stat ions apena s criam ent rad as nas suas P aging Caches quand o r ec ebem um Pagi ng Updat e do MAP e o MAP apen as cr ia um a e nt rada na sua Pa ging Cach e qu ando rec ebe orde ns do MMP pa ra o f azer. Not e- se q ue um a entr ada na Paging Cach e ref e ren te a um termi nal indica que ele est á re gist ad o na quele micr o-do mínio. Assim , cas o este processo foss e sub vert ido por um at ac ant e seri a pos síve l p ers onif ic ar um te rm inal n ão pr ese nte naqu ele m icr o- domí ni o num d ado inst ant e. Com est e m ecani sm o, é p ossível garantir que um termi nal apena s se enc ont ra r egist ado num m icr o-dom ínio s egund o d uas sit uaç ões : por via d e um regist o f ided igno n a red e, ou por v ia d e um Int er- Domain Handover N ot ify env iado pelo MMP, qu e é um a gent e de c onf iança. Assim gar ant e-se a im possibilidad e que um atacante po ss a cr iar um reg ist o f als o num d ado micr o-do mínio LMS.
A Routin g Cach e serve no L MS p ara dest ac ar os term inais act iv os dos inactivo s. Apesar do senti do ser o m esmo usado n o C ellula r IP, no LMS mais um vez o proces so de gest ão dest a c ach e f uncion a de f orm a m uit o dife rent e. N o Cel lular IP o t ermina l n ecessita de env iar exp licitam ent e par a a red e v árias m ensagens d e R outing Update a um a t axa elevada sem pre que est ava act iv o. Ist o significav a que o te rm inal s at ura a rede de ac ess o co m pac ot es d e cont r olo que im plica a per da de l argu ra de ba nda dispo nível par a os p acotes de dad os. De f orm a a cont r ari ar est e pont o neg ativo d o C ellula r IP, no LMS o m ecan ism o de sina liza ção dos te rm inais m ov eis é dife rent e. No LMS, s em p re que um agent e verifica q ue um termi nal e nvia um pac ot e de dados p ara a r ede, autom atic ame nt e cria-lh e um a ent r ada na Rout in g C ache i ndic ando qual o m elhor cam inho par a o at ingir. S em pre qu e e ste t ipo de sit uação a cont ec e, a r ede pas sa o t erm inal par a o est ado act iv o de f orm a c omplet am e nt e a ut om átic a e trans parent e. Caso o t er min al rec eba pac ot es vindos da