Gestion des flux dans les réseaux mobiles Antoine Boutet

Benoit Le Texier

Nicolas Montavont

INRIA Rennes - Bretagne Atlantique

IT/Telecom Bretagne

IT/Telecom Bretagne

benoit.letexier@telecom- [email protected]@irisa.fr bretagne.eu bretagne.eu Tanguy Ropitault César Viho IT/Telecom Bretagne

IRISA - Université de Rennes1

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[email protected] ABSTRACT The Network Mobility Basic Support (NEMO BS) protocol is the IETF standard to support mobility of entire IPv6 networks. Every network movements are fully transparent to the nodes located inside the mobile network without interruption on their ongoing communications. In addition to the mobility support, a mobile router may be equipped with several wireless network interfaces in order to connect heterogeneous access technologies. These networks can be available at the same time, and consequently the mobile network may benefit from these multiple paths to connect the Internet. All access networks have different characteristics in terms of bandwidth, latency, cost, etc. It is therefore important to install flow policies on an embedded mobile network in order to distribute, adapt or filter communications according to preferences of the operator and the availability of the technologies. In this demonstration, we propose to show how to apply flow policies on an embeded mobile network inside a vehicule.

RÉSUMÉ Le protocole Network Mobility Basic Support (NEMO BS) est un standard IETF qui prend en charge la gestion de la mobilit´e d’un r´eseau IPv6. Tous les mouvements du r´eseau sont transparents pour les noeuds du r´eseau mobile, sans rompre leurs communications en cours. Par ailleurs, plusieurs r´eseaux d’acc`es peuvent ˆetre disponibles au mˆeme moment. Un r´eseau mobile peut alors b´en´eficier de ces chemins multiples pour se connecter a ` l’Internet. Cependant, tous les r´eseaux d’acc`es n’ont pas les mˆemes caract´eristiques (en terme de bande passante, latence, coˆ ut, etc), ni les mˆemes disponibilit´es. Il est donc important de mettre en place une politique de gestion des flux dans un r´eseau mobile embarqu´e pour distribuer, adapter ou filtrer des communications selon la connectivit´e du r´eseau mobile et les pr´ef´erences de l’op´erateur. Afin d’illustrer cette solution, nous montrons

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dans cette d´emonstration la mise en oeuvre de diverses politiques pour la r´epartition de flux, au sein d’un r´eseau mobile embarqu´e dans un v´ehicule.

Categories and Subject Descriptors C.2.0 [Computer-Communication Network]: Data communications; C.2.1 [Computer-Communication Network]: Network Architecture and Design—Network communicatons

General Terms Design, Experimentation

Keywords IPv6, Mobile IPv6, Network Mobility Basic Support (NEMO BS), Flow Management

1.

INTRODUCTION

La popularit´e croissante et les progr`es des technologies sans fils font ´emerger de nouveaux types d’utilisation et d’attentes de la part des utilisateurs. A l’avenir, les usagers souhaiteront b´en´eficier sans discontinuit´e de leurs applications r´eseaux usuelles lors de leurs d´eplacements ou chaque fois qu’ils changeront de r´eseau ou de technologies d’acc`es. Les acc`es a ` des r´eseaux sans fil h´et´erog`enes augmentent la complexit´e des terminaux. Faute de connaˆıtre les caract´eristiques de chaque technologie d’acc`es, quand plusieurs r´eseaux sans fil sont accessibles au mˆeme moment a ` partir du mˆeme mobile, il est difficile pour l’utilisateur de choisir le plus pertinent selon ses besoins et l’offre disponible a ` l’endroit o` u il se trouve : minimiser le coˆ ut ? maximiser la bande passante ? plus de s´ecurit´e ? une meilleure qualit´e de service ? Dans le but de faciliter l’acc`es aux r´eseaux h´et´erog`enes IPv6 [2], la gestion de la mobilit´e et le choix du r´eseau d’acc`es ont ´et´e d´eplac´es dans un ´equipement distinct des terminaux rendant ainsi tout d´eplacement ou changement de technologie d’acc`es totalement transparent pour les utilisateurs. C’est l’id´ee derri`ere le protocole Network Mobility Basic Support (NEMO BS) [3] qui introduit la notion de routeur mobile pour prendre en charge la mobilit´e. Les syst`emes de transport et particuli`erement les transports publics sont un environnement typique d’application de cette solution en fournissant un acc`es a ` l’Internet sans discontinuit´e aux usagers durant leurs d´eplacements. Grˆ ace a ` l’extension

lectionner le r´ eseau d’acc` es le plus avantageux selon les crit`eres d´efinis par l’utilisateur (fiabilit´e, coˆ ut, latence, etc) ; Adapter au mieux la distribution des communications des passagers entre les diff´erents r´eseaux d’acc`es ; Filtrer certaines des communications qui satureraient le ou les r´eseaux d’acc`es accessibles.

3.

DÉMONSTRATION

du protocole NEMO BS appel´ee Multiple Care-of Address (MCoA) [5], un routeur mobile munis d’interfaces multiples peut utiliser plusieurs interfaces simultan´ement connect´ees a ` l’Internet. Cependant, ni le protocole NEMO BS, ni l’extension MCoA ne d´efinit comment le routeur mobile doit utiliser ses interfaces pour transf´erer les paquets de ou vers l’Internet. Pour prendre avantage de l’utilisation de ces multiples chemins, l’IETF1 d´efinit actuellement le support Flow Bindings [4]. Cette extension du protocole NEMO BS permet d’attacher un ou plusieurs flux a ` des interfaces sp´ecifiques. De cette mani`ere l’op´erateur du routeur mobile peut d´efinir des politiques de gestion efficace des flux, en fonction des r´eseaux d’acc`es disponibles et de leurs caract´eristiques, ainsi que de ses attentes et contraintes sp´ecifiques.

Cette d´emonstration pr´esentera une vid´eo mettant en sc`ene le sc´enario d´ecrit ci-dessus, avec des politiques de gestion des flux diff´erentes. Le v´ehicule embarque une cam´era, un GPS et un routeur mobile pouvant acc´eder a ` l’Internet via l’Ethernet, le Wi-Fi et la 3G. La vid´eo commence dans le local technique par une pr´esentation du v´ehicule et de ses principaux composants. Ensuite, avant le d´epart du v´ehicule, la premi`ere ´etape consiste a ` jouer le rˆ ole de l’op´erateur du r´eseau mobile et de d´efinir les politiques de gestion des flux a ` appliquer durant le parcours (pr´ef´erence de r´eseaux d’acc`es, distribution, adaptation ou filtrage des flux). Puis les deux occupants prennent place a ` bord du v´ehicule. Ils ont acc`es ` a plusieurs applications (navigation web, vid´eo a ` la demande, etc.) et peuvent communiquer avec le local technique durant le voyage via un service de messagerie instantan´ee. Enfin, le cycab part effectuer son parcours sur le campus. Durant l’itin´eraire, le suivi du v´ehicule s’effectue au travers d’une interface web rassemblant toutes les informations : suivi du d´eplacement du v´ehicule, image de la cam´era embarqu´ee, le monitoring des diff´erents composants du r´eseau mobile, les r´eseaux d’acc`es disponibles ainsi que la liste des flux et leurs politiques de gestion.

2.

4.

Figure 1: Le r´ eseau mobile embarqu´ e dans le cycab.

SCÉNARIO

Un cycab (petit v´ehicule d’exp´erimentation) se d´eplace sur le campus de Beaulieu a ` Rennes. Il traverse diff´erents r´eseaux d’acc`es, couverture Wi-Fi ext´erieure du campus, couverture 3G de l’op´erateur de t´el´ephonie, etc. Chaque r´eseau d’acc`es a ses propres caract´eristiques en terme de tarif, d´ebit, latence, etc. Le v´ehicule embarque un routeur mobile acc´edant a ` Internet via diverses technologies (Wi-Fi, 3G), et qui fournit une connectivit´e a ` Internet a ` ses occupants et aux diff´erents composants int´egr´es au v´ehicule (cam´era, capteurs, etc). Les occupants du v´ehicule sont ´equip´es d’ordinateurs portables et d’assistants personnels et peuvent b´en´eficier des divers services tel que la vid´eo a ` la demande et peuvent communiquer via un service de messagerie instantan´ee et de voix sur IP. Chacune de ces applications a un besoin diff´erent en terme de bande passante et de latence qui n’est pas n´ecessairement atteignable sur tous les r´eseaux d’acc`es. Il faudra donc adapter la politique de gestion des flux au cours de l’itin´eraire du v´ehicule pour prendre en compte les r´eseaux d’acc`es disponibles et distribuer, adapter ou filtrer les flux en cons´equence afin d’´eviter les congestions et l’effondrement des communications entre le r´eseau mobile et l’Internet. Tous les aspects li´es a ` la mobilit´e et la gestion des flux sont op´er´es par le routeur mobile, ce qui permet de servir une flote d’´equipements embarqu´es sans modifier leur syst`eme. Ce routeur mobile va permettre de : Maintenir les communications des passagers et des composants embarqu´es durant le voyage (travers´ee de diff´erents r´eseaux) ; S´ e1

Internet Engineering Task Force

REMERCIEMENTS

Cette d´emonstration utilise la plate-forme rennaise ainsi que des services du projet europ´een FP6 IST ANEMONE [1]. Les auteurs remercient toutes les personnes qui ont permis cette d´emonstration.

5.

REFERENCES

[1] FP6 - IST ANEMONE Project : Advanced Next gEneration Mobile Open NEtwork. http ://www.ist-anemone.eu. [2] S. Deering and R. Hinden. Internet Protocol Version 6 (IPv6) Specification, Internet Engineering Task Force, Request for Comments (RFC) 2460, December 1998. [3] V. Devarapalli, R. Wakikawa, A. Petrescu, and P. Thubert. Network Mobility (NEMO) Basic Support Protocol, Internet Engineering Task Force, Request for Comments (RFC) 3963, January 2005. [4] H. Soliman, N. Montavont, N. Fikouras, and K. Kuladinithi. Flow Bindings in Mobile IPv6 and Nemo Basic Support, Work in Progress, Internet Engineering Task Force, draft-soliman-monami6-flow-binding-04, August 2007. [5] R. Wakikawa, T. Ernst, K. Nagami, and V. Devarapalli. Multiple Care-of Addresses Registration, Work in Progress, Internet Engineering Task Force, draft-ietf-monami6-multiplecoa-03, March 2007.