Movement Detection(MD) : 이동 탐지 알고리즘

이동 탐지를 신속하고 신뢰성 있게 수행하는데에 어려움을 주는 요소들

1. IP 계층에서의 이동탐지는 하위계층, 즉, 링크 계층에서 이동 탐지를 신뢰성 있게 수행하는 것에 종속된다. 다른 링크로 이동하는 것이 꼭 다른 서브넷으로 이동하는 것을 의미하는것은 아니다. 어려운 문제는 서브넷 변경이 언제 실제로 발생했는지 결정하는 것이며 이를 위해 몇가지 작업이 수행되어야 하고 이로인한 지연의 발생이 불가피 하다.

2. 트래픽 부하에 대한 균형화 등의 이유로 단일 링크 상의 동일한 라우터에 의해 여러개의 접두어들이 광고될 수 있다. 따라서 새로운 접두어 정보를 받았다고 해서 새로운 서브넷으로 이동한 것으로 볼 수는 없다.

3. 라우터는 자신의 여러 인터페이스에서 동일한 링크-로컬 주소를 사용하면서 서로 다른 접두어들을 광고할 수 있다. 이 경우 이동 노드는 IP 핸드오버를 수행할 필요가 있지만, 라우터가 이전주소에서 여전히 도달가능하다는 사실을 이동 노드는 모를 수도 있다.

4. 여러 다른 접두어를 광고하는 여러 라우터가 동일 링크 상에 존재할 수 있다. 이 경우 이동노드에서 현재의 접속 라우터에 여전히 도달 가능하므로 이동 노드가 한 라우터에서 다른 라우터로 핸드오버를 수행할 필요는 없다.

이동 탐지 알고리즘

전체적인 방침은 현재의 기본 라우터에 더 이상 도달할 수 없게 되는 시점까지 IP 핸드오버를 최대한 늦추라는 것으로 요약될 수 있다. 이러헤 함으로써 IP 핸드오버에 수반되는 패킷 손실과 신호 교환에 따른 오버헤드를 최소화시킬 수 있다. 이동 탐지 메커니즘은 수동적/능동적 메커니즘으로 분류될 수 있다.

* 수동적 탐지 방식

이동노드는 IP 핸드오버를 겪었는지 알아보기 위해 라우터 광고를 기다린다. 이동 IP 는 라우터 광고를 위해 광고 간격 옵션을 새로 규정하고 있다. 광고 간격은 연속된 광고 사이의 최대 시간 간격을 밀리초 단위로 규정한다. 만일 해당 라우터로부터 광고를 받지 못한 채 이 시간 간격이 끝나버렸다면, 이동 노드는 최소한 한 번의 라우터 광고를 놓쳤다는 것을 확신할 수 있다. 이동 노드가 일정횟수의 광고를 놓쳤다면, 현재의 라우터에 더 이상 도달할 수 없다고 결정할 수있다. IP 핸드오버를 결정하기 위해 정확히 몇번의 광고를 놓쳐야 하는지는 이동 노드의 내부 정책에 따라 결정할 사항이다. 이 방식에서는 광고 사이의 간격을 꽤 짧게 잡아도 이동의 탐지에 시간이 많이 걸릴 것임을 알 수 있을 것이다.

* 능동적 탐지 방식

이동 노드는 (링크 계층 등에서) 받은 힌트에 기초하여 동작한다. 새 링크를 이용할 수 있다는 힌트를 링크 계층으로부터 받게 되면 이동 노드는 먼저 기본 게이트웨이에 유니캐스트 이웃 조회 메시지를 보낸다. 이러한 조회에 따른 이웃 광고를 라우터로부터 받지 못하면, 이동 노드는 멀티캐스터 라우터 조회를 보낸다. 이동 노드는 링크 이벤트에 대한 응답을 신속히 처리하겠지만 ND 작업으로 인해 지연이 발생한다. 이동 노드가 이미 실제로 여러 서브넷을 지나왔을 경우, 이동 노드가 보낸 이웃 조회에 대해 응답을 얻지 못한다. 따라서 1초씩의 간격을 두고 (대개 최대 3번까지) 이웃 조회를 재전송한다. 이동 노드가 어떠한 광고도 받지 못했을 때에는 멀티캐스트 라우터 조회를 보낸다. 새 라우터는 응답으로 라우팅 광고를 즉시 보내지 않을수도 있으며, 이로 인한 지연이 가중된다.

어떤 의미에서 NUD 알고리즘에 기초한 탐지는 두가지 방식의 혼합형으로 분류될 수 있다. 이동 노드가 서브넷 경계를 건넜다는 사실을 신뢰성 있게 탐지하기 위해 사용되는 것은 기본 알고리즘이다. NUD 알고리즘은 통신 개체 사이에 양방향 도달성을 요한다. 이는 송신 노드가 이웃 노드에 송신도 할 수 있고 그 노드로부터 수신도 할 수 있다고 결론지을 수 있어야 함을 의미한다. 따라서 라우터 광고와 같이 조회에 대한 응답이 아닌 메시지는 양방향 도달성의 증거로 간주되지 않는데, 이는 이러한 메시지의 수신 측에서 결론지을 수 있는 것은 메시지 송신 노드로부터 수신 노드에 이르는 경로가 동작한다는 것 뿐이며, 반대 방향의 경로에 대해서는 알 수 없기 때문이다.

출처 : IPV6에서의 이동 인터네트워킹(개념 원리 실무), 2008

* 일반적인 L3계층에서의 MD 메커니즘

1. Reachability of past Access Router

pAR로의 reachability를 확인하는 방법은 ICMPv6에서 정의한 NS, NA를 이용하는 Neighbor Unreachability Detection(NUD)를 사용하여 체크할 수 있다. 만약 pAR로의 reachability가 성공적으로 이루어지면 동일한 AR의 서브넷 영역으로 이동하였기 때문에 nCoA의 필요 없이, 기존에 사용하고 있는 CoA를 계속 사용하면 된다. 만약 pAR로의 reachability결과가 실패로 판명되면 nAR로의 이동을 의미하므로 nCoA 생성 및 BU등 기타 작업이 수반되어야 한다.

2. Validity of past CoA

link-local 영역 주소의 uniqueness는 link-local 영역에서만 유효하기 때문에 Mobile 환경에서는 NS/NA를 이용한 pAR를 확인하는 방법을 언제나 보장할 수가 없다. 따라서 MN들은 RS, RA를 사용하여 pCoA의 prefix 정보를 확인할 수 있고, 또 MIPv6의 modified Prefix Information Option을 이용하여 AR의 globally unique한 주소를 비교하여 pCoA의 validity를 확인할 수 있다. 앞의 경우와 마찬가지로 pCoA validity가 동일하게 판명되는 경우와 그렇지 않은 경우로 나누어 후속 작업이 결정된다. 

3. Discovery of new Access Router

nAR로의 discovery를 이용하여 L3계층 MD를 확인하는 방법은 일반적으로 알려진 Router Discovery를 이용한다. MN들은 RS메시지를 All-router multicast 주소 형태로 보내고 solicited RA 메시지를 받아서, nAR를 선택할 수 있다.