La micro Mobilité

On parle de la micro mobilité quand la mobilité d’une hôte a lieu à l’intérieur d’un domaine et reste invisible pour les hôtes externes. Une foi s qu’un datagramme destiné à l’hôte mobile arrive à la bordure du domaine, le protocole de mic ro-mobilité doit assurer par des moyens et fonctions spécifiques la remise du datagramme à l’hôte mobile à l’intérieur du domaine. Les objectifs des protocoles de micro-mobilité sont d’assurer un handover rapide avec peu de pertes de paquets, tout en préservant la transparence vis-à-vis des hôtes correspondantes et couches supérieures, pour garder ouvertes les connexions TCP actives et pour gérer la mobilité dans des aires de taille limitée (domaine,site). De nombreux protocoles aux caractéristiques très variées ont été proposés pourlagestion de la micro-mobilité. Parmi ces solutions, on cite HAWAII[26] (Handoff-Aware Wireless Access Internet Infrastructure), Cellular IP [27] et MIP-RR (Mobile IP Regional Registration). Cependant, Cellular IP et Hawaii n’utilisent pas le routage IP ordinaire.

Notion de Handover

Dans cette section nous parlons de la mobilité et de handover. Le handover ou transfert intercellulaire est la fonction qui autorise le passage d’une cellule à une autre sans interruption de la communication. La mobilité souvent utilisée pour les réseaux filaires et en particulier les réseaux IP, alors que la handover est employée pour les réseaux sans fil, elle est composante de la gestion de mobilité et se produit au niveau de la couche physique et liaison de données.
Le Handover (Europe) (ou Handoff (North America)) est le processus qui se produit quand un mobile “est remis” d’un point d’accès (AP – Access Point) à un autre, c.-à-d., le point d’accès que le mobile emploie change.
Nous distinguons plusieurs types de handover:
Soft Handover : Le mobile peut communiquer avec l’ancien et le nouveau AP (voir figure 20).
Hard Handover : Le mobile communique soit avec l’ancien soit avec le nouveau AP (voir figure 20).
Seamless Handover: Le Handover est transparent pour l’utilisateur et l’applicatio n (par exemple : pas d’effet sur le trafic entrant et sortant du Mobile).
Fast Handover : Le temps d’interruption est très faible pendant le Handover.
Horizontal Handover : Lorsque la nouvelle cellule est de même nature que l’ancienne (voir figure 19).
Vertical Handover : Lorsque la nouvelle cellule est de nature différente que l’ancienne (voir figure 19).

Les étapes de Handover

De manière générale, la procédure dehandover se réalise en trois phases principales.
Phase 1 : Au cours de ses déplacements, le composant mobile mesure et évalue périodiquement le lien radio (la puissance du signal reçue, le taux d’erreurs binaires, etc). En cas de détection de l’affaiblissement du signal, le composant mobile sélectionne un composant d’accès offrant un meilleur signal et demande une association avec ce dernier;
Phase 2 : Si l’association est acceptée, le composant mobile et le gestionnaire de la nouvelle zone s’authentifient. Une adresse temporaire est attribuée au composant mobile. Le transfert de la connexion vers le nouveau lien et la libération de l’ancien lien sont ensuite effectués;
Phase 3 : Si l’association est refusée, le mobile continue à rechercher un composant d’accès avec lequel une association est possible. Les communications en cours continuent sur l’ancien lien.

Les protocoles de contrôle du Handover

Les procédures de handover impliquent l’utilisation d’un ensemble de protocol es pour signaler à une entité qu’un handover a été exécuté et que la connexion doit être redéfinie. Quand un mobile se déplace d’un point à un autre, il exécute la handover d’un point d’attachement à l’autre. Dans le hard handover la nouvelle connexion est établie après que l’ancienne est terminée, pour le soft handover le passage d’une cellule à l’autre sans aucune rupture de lien en maintenant le deux connexions simultanément jusqu’à ce que le transfert soit fini. La décision pour exécuter lahandover peut être prise au niveau de réseau, dans network-controlled handover (NCHO), au niveau de mobile, dans mobile controlled handover (MCHO) ou l’information peut être envoyée par le mobile tepar la suite utilisée par l’entité de réseau pour prendre la décision dehandover. Ceci s’appelle mobile assisted handover (MAHO). L’entité qui décide du handover emploie quelques métriques, algorithmes, et mesures de performance afin de prendre la décision.

Handover dans les réseaux mobiles et fixes

Mobilité dans les réseaux filaires

Afin de mieux comprendre la mobilité, il est important d’étudier les protocoles de mobilité.
Cette section présente quelques protocoles qui gèrent la mobilité.
Nous avons structuré ces protocoles en deux groupesprincipaux. À la première partie, nous avons décrit les protocoles de réseaux locaux sansfil et à la deuxième partie, les protocoles de réseaux Internet. Pour chaque protocole, nous avons décrit les architectures sur lesquelles il peut être déployé, les procédures qu’il définaitnsi que les couches protocolaires sur lesquelles il s’appuie.

Mobile IP

Le développement des extensions du protocole IP pour la mobilité des hôtes a débuté au sein de l’IETF ( Internet Engineering Task Force) au début des années 90. Les extensions du protocole IP sont regroupées dans le protocole appelé Mobile IP, le même nom que le groupe de travail qui les a introduit1. L’Internet a continué d’évoluer et des nouvelles problématiques et contraintes sont apparues.
En réponse, des nouvelles fonctionnalités et améliorations ont été proposées et ajoutées au standard spécifié initialement dans le RFC 2002[13].
Actuellement, les documents les plus récents qui spécifient les extensions pour la mobilité des hôtes sont le RFC 3344[14] pour IPv4 et le RFC 3775[11] pour sa version IPv6.
Mobile IP se veut une solution qui intervient exclusivement au niveau IP et qui fournit la transparence vis-à-vis des couches supérieures, y compris le protocole TCP. L’autre point important pris en compte dès le début dans la conception de Mobile IP, au moins pour sa version v4, a été la compatibilité avec les hôtes orrespondantsc. Nous discutons dans cette section le protocole Mobile IPv4.

Les Caractéristiques

Le Mobile IP est spécifique pour la gestion de la macro-mobilité[25, 27]. Il permet à un noeud connecté à l’Internet de se déplacer librement d’un point à l’autre, sans perturber la connectivité bout à bout. Les noueds mobiles (MN) sont exigés pour sécuriser l’enregistrement de Care-of-Address (CoA) avec leur Home Agent (HA) duranr le roaming dans un domaine étranger. Si cependant des mécanismes de sécurité ne sont pas utilisés, le réseau peut être compromis par des attaques à distance de redirection par des noeuds malveillants. Les éléments et la terminologie qui omposentc un réseau géré parMobile IP sont (voir la figure 21) :
Agent Mère (Home Agent – HA) : un routeur situé dans le réseau administratif du mobile.
Agent Relais (Foreign agent -FA) : un routeur situé dans le réseau visité par le mobile.
Nœud Mobile (Mobile Node -MN or STA in IEEE 802.11) : A la possibilité d’utiliser deux adresses IP : une adresse mère et une adresse mobile qui change à chaque point de connexion.
Nœud Correspondant (Correspondent Node -CN).
Les besoins remplis par le protocole Mobile IP Mobile IP a été créé pour répondre à des besoinsécispr :
Un mobile doit être capable de communiquer avec d’autres machines après avoir changé son point d’attachement sur Internet
Un mobile doit être capable de communiquer uniquement avec son adresse principale, indépendamment de sa localisation sur l’Internet,
1L’ancien groupe mobileip est maintenant divisé en deux groupes indépendantes, un pour chaque de deux versions IPv4 et IPv6.

La mobilité dans les réseaux sans fils

Un mobile doit pouvoir communiquer avec une autre machine, sans que celle-ci implémente le protocole Mobile IP,
Un mobile ne doit par être plus exposé qu’une autre machine sur l’Internet.
Figure 21: Les composantes de Mobiles.
CoA: Care-of-Address (Adresse temporaire).

Architecture de Mobile IP

Dans Mobile IP, un hôte a toujours associé une adresse IP de base qui reste inchangée. Celle-ci correspond au sous-réseau d’origine de l’hôte mo bile. Quand l’hôte se connecte dans un sous-réseau différent, il dispose d’une adresse temporaire, propre au nouveau point d’attachement. Il continue cependant d’utiliser son adresse IP fixe dans la communication avec ses correspondants. Dans le schéma d’opérationprésenté dans la figure 22, les paquets destinés à l’hôte mobile sont toujours adressés à s on adresse de base. Un nœud spécial dans le sous-réseau d’origine, appelé agent mère, intercepte les paquets et les remet à l’emplacement actuel de l’hôte mobile.
Figure 22: L’architecture de Mobile IP.
L’hôte mobile peut utiliser deux méthodes différentes pour recevoir les paquets qui lui sont adressés pendant qu’il se trouve connecté sur un autre sous-réseau qui celui d’origine.
Dans la première, l’hôte mobile reçoit sa propre ad resse IP sur le réseau visité, par exemple par un service de configuration automatique comme DHCP [17]. Chaque paquet reçu dans une première phase par l’agent-mère est empaqueté ansd un nouveau datagramme qui est transmis directement à cette adresse. L’hôte mobile reçoit ce datagramme et extrait le paquet original, contenant son adresse de base. La deuxième méthode est motivée par le fait qu’il est difficile de réserver et gérer d’une manière efficace un espace d’adresses pour les machines mobiles qui visitent un domaine. Mobile IP introduit alors la notion d’ agent visité, un autre noeud spécial qui se trouve dans le réseau visitét equi représente l’hôte mobile auprès du son agent-mère. Dans ce cas, les paquets envoyés à l’adresse de base de l’hôte mobile et interceptés par l’agent de base sont encapsulés et retransmis à l’agent visité. Celui-ci récupère les paquets originaux et les remets à l’hôte mobile sur le lien local.
Dans le sens inverse, les paquets envoyés par l’hôte mobile à ses correspondants ne passent pas par l’agent-mère du réseau d’origine et sont routés normalement à travers Internet en fonction de leur adresse destination. Parce que les hôtes correspondantes ignorent les mécanismes de Mobile IP, l’hôte mobile doit utiliser son adresse de base c omme adresse source de paquets envoyés. Cette différence entre esl deux chemins suivis par les paquets reçus et les paquets envoyés par l’hôte mobile s’ap pelle routage triangulaire.