Arquitetura de rede com suporte à mobilidade de fluxo IP e ao gerenciamento de Mobilidade Distribuído (DMM)

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 2016.

Nos últimos anos o desenvolvimento de aplicações e novos dispositivos móveis tem trazido um aumento no tráfego de dados nas redes celulares. Para resolver esta problemática o escoamento é apresentado como uma solução viável, com o fim de controlar a sobrecarga das redes e oferecer melhor qualidade dos serviços. Algumas arquiteturas tem sido propostas para fazer escoamento de tráfego, suportando mobilidade de fluxo. Por outro lado, diversos protocolos para gerenciamento de mobilidade têm sido propostos, sendo os principais os protocolos MIP (Mobile IP) [1-2] (que é baseado no host) e PMIPv6 (Proxy MIP) [3] (que é baseado na rede). Ditos protocolos são centralizados, onde todo o tráfego de dados atravessa a mesma entidade de rede, a qual também é encarregada do controle de mobilidade. Esta característica leva a problemas como: ter um ponto único de falha, escalabilidade e confiabilidade. Com o propósito de resolver esses problemas, surgiu o gerenciamento distribuído de mobilidade (DMM, do inglês Distributed Mobility Management) [4], tendendo a se mostrar uma melhor alternativa, considerando os problemas em questão. Nesta dissertação propomos uma arquitetura para suporte à mobilidade de fluxos IP e ao gerenciamento distribuído de mobilidade, SIFDMM (Seamless IP Flow and Distributed Mobility Management), que se caracteriza por: i) é baseada no protocolo PMIPv6, e portanto, baseada na rede; ii) o gerenciamento de mobilidade é totalmente distribuído; iii) é assistida pelo terminal móvel, que atua provendo informações de localização relativas a roteadores de acesso recentemente visitados; iv) integra funcionalidades de gerenciamento de mobilidade e de escoamento de tráfego de dados em uma entidade da rede; v) o escoamento é feito na camada de rede movimentando fluxos IP. Uma comparação entre a arquitetura proposta e duas outras arquiteturas (centralizada e parcialmente distribuída) é feita, por meio de modelagem analítica e simulação, sendo mostrada redução da latência de escoamento de fluxo (seletivo ou total), em relação a soluções centralizadas ou parcialmente distribuídas baseadas em PMIPv6. Os resultados mostraram também, que a arquitetura proposta apresenta um bom desempenho na transmissão de vídeo streaming. _____________________________________________________________________ ABSTRACT

In the recent years, the development of new applications and mobile devices, has brought an increase in data traffic on mobile networks. To solve this problem, the offloading is presented as a viable solution in order to control the overload of the network and offer better quality of services. Some architectures have been proposed to make flow traffic, supporting flow mobility. On the other hand, several protocols for mobility management as MIP (Mobile IP) [1-2] (which is host-based) and PMIPv6 (Proxy MIP) [3] (which is network based) have been proposed. Said protocols are centralized, where all the data traffic goes through the same network entity, which is also in charge of mobility control. This feature leads to problems such as having a single point of failure, scalability and reliability. In order to solve these problems, came the distributed mobility management (DMM) [4], tending to show a better alternative, considering the problems relative to centralized proposals. In this dissertation we propose an architecture, SIFDMM (Seamless IP Flow and Distributed Mobility Management), to support distributed mobility management and IP flows mobility. The architecture is characterized by: i) is based on PMIPv6 protocol, and therefore, based on the network; ii) the mobility management is fully distributed; iii) it is assisted by the mobile terminal that supplies location information related to recently visited access routers; iv) integrates features of mobility management and data offloading on a network entity; v) the offloading is done at the network layer moving the IP flows. A comparison of the proposed architecture and two other architectures (centralized and partially distributed) is performed through analytical modeling and simulation. It is displayed a reduce in the flow handover latency (selective or total) in the proposed architecture in relation to the partially and centralized ones. The result also showed that the proposed architecture has good performance in video streaming transmission.