IPv4 (Internet Protocol Version 4) iletişim kurallarına dayanan internetin son yıllarda tahminlerinde ötesinde genişlemesi ile yeni kullanıcılar için IPv4 ile verilebilecek IP adresi sayısı neredeyse yetersiz hale gelmiştir. Birden çok bilgisayarın internete çıkarken bir IP adresinin paylaşımını sağlayan Ağ Adresi Dönüştürme (NAT - Network Address Translation ) gibi uygulamalar IP adres ihtiyacını karşılayacağı düşünülse de uçtan uca adreslemede paket iletim güvenliğini sağlamamaktadırlar.
IPv4’ün adreslemede yetersiz kalması üzerine IPv6 (Internet Protocol version 6) geliştirilmiş ve bu iletişim kuralları ile 32-bitlik adresleme alanı 128 bite çıkartılmıştır. Ayrıca IPv6’nın IPsec (IP Security) özelliğini desteklemesi, otomatik adres yapılandırması ve basitleştirilmiş başlık bilgisi özellikleri ile yeni nesil ihtiyaçlara cevap vereceği düşünülmektedir.
IPv6’ya geçiş çalışmaları Uzakdoğu, Avrupa ve ABD ülkelerinde hızlı bir şekilde ilerlemektedir. Uzakdoğu’da Japonya ve Çin IPv6 konusunda işbirliği geliştirilmiş ve 2002'de yapımına başlanan Çin-Japonya IPv6 ağı, 2005 yılında tamamlanarak faaliyete geçirilmiştir. Avrupa’da gerçekleştirilen çalışmalarda son 5 yılda 6INIT, 6WINIT, 6NET, 6DISS ve Euro6ix gibi projeler geliştirilmiştir. 6NET projesi kapsamında 16 Avrupa ülkesini birbirine bağlayan bir IPv6 ağı deneysel araştırmalar amacıyla oluşturulmuştur. ABD hükümeti ise tüm kurum ağlarının IPv6’ya hazır olması sürecini Ağustos 2008’de gerçekleştirmiştir [1].
Türkiye'de IPv6 kullanımının yaygınlaştırılması ile ilgili çalışmalar Türkiye Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Kurumu (TÜBİTAK) –Ulusal Akademik Ağ ve Bilgi Merkezi (ULAKBİM) tarafından yürütülmektedir. 8 Aralık 2010 tarihli ve 27779 sayılı Resmi Gazete ’de yayınlanan Başbakanlık Genelgesi’ne göre tüm kamu kurum ve kuruluşları internet üzerinden verdikleri kamuya açık tüm hizmetleri 31 Ağustos 2013 tarihinde IPv6’yı destekler hale getireceklerdir [2]. Tez çalışmasının ilerleyen bölümlerinde yapılan çalışmalara zemin oluşturmak amacıyla IPv6 iletişim kuralı yapısına ve getirdiği yeniklere ayrıca yer verilmiştir.
Çok yakın bir zamanda yerini alması beklenen IPv6 iletişim kuralları için hareketlilik, Gezici IPv6 (MIPv6 - Mobile IPv6) iletişim kuralları ile standartlaştırılmıştır [3]. MIPv6, Gezici Düğüm (MN – Mobile Node)’ün aynı ev adresini koruyarak bir ağdan başka bir ağa hareket etmesine yani hücre geçişi gerçekleştirmesine izin verir. Ancak, hücre geçişi sırasında gezici düğüm yeni ağı ile bağlantı kurmadan önce eski ağı ile olan bağlantısını koparmaktadır. Hücre geçişi süreci tamamlandığında gezgin düğümün bu değişikliği haberleştiği düğüme ve ev ağındaki yönlendiricisine bildirmesi gerekir. Bu bildirimler gerçekleştirilene kadar MN için gönderilen tüm paketler MN’nin eski adresine gönderilmeye devam eder ve bu sürede paket kayıpları oluşur [4]. Hücre geçişi sırasında yaşanan paket kaybı, özellikle gerçek zamanlı uygulamalarda ve Hizmet Kalitesi (QoS - Quality of Service) hizmetinde bozulmaya neden olmaktadır.
MIPv6 hücre geçişi için en önemli konulardan birisi, gezgin düğümün haberleşmesi etkinken yeni bir ağa kayıpsız bir şekilde geçişini sağlamaktır. Bu amaçla, MIPv6’da, hücre geçişi sırasında yaşanan gecikmeleri ve paket kayıplarını azaltmak ya da çözmek için internet standartlarını geliştiren İnternet Mühendisliği Görev Gücü (IETF-Internet Engineering Task Force) tarafından ve ayrıca araştırmacılar tarafından yeni yöntemler sunulmuştur. Bu yöntemler kullandıkları tekniklere göre hücre geçişi süresini azaltmaya ya da paket kayıp oranlarını düşürmeye odaklanmışlardır. Hücre geçişi süresini azaltmaya çalışan yöntemler başlıca, yeni ağ bilgisini önceden tahmin etme, Katman 2 (L2 - Layer 2) tetikleyicilerini kullanma, önceden eşsiz bir Duruma Bağlı Adres (CoA - Care-of Address) yapılandırma, Bağlama Güncellemesi (BU- Binding Update) süresini azaltma ya da hiç kullanmama ve MIPv6 ağında yeni yönlendiriciler yapılandırarak hücre geçişi sürecini yönetme tekniklerini kullanmışlardır. Hücre geçişi sürecinde yaşanan paket kayıplarını azaltmak için geliştirilen başlıca teknikler ise hücre geçişi tamamlanana kadar paketlerin bir vekil sunucu tarafından tutulması ve hücre geçişi sonrasında gezgin düğüme yönlendirilmesi, paketlerin gezgin düğümün her iki adresine aynı anda gönderilmesidir. Tez çalışmasında MIPv6 iletişim kuralları, hücre geçişi sırasında yaşanan kayıplar ve bu kayıplar için sunulmuş çözüm önerileri 2. bölümde ayrıntılı olarak ele alınmıştır. Çalışmann 3. bölümünde ise MIPv6’da hücre geçişi
sırasında yaşanan zaman gecikmesi ve paket kayıplarını ölçmek amacıyla kurulan gerçek bir MIPv6 ağı tanıtılmış ve bu ağ üzerinde gerçekleştirilen hücre geçişi testlerinin sonuçları incelenmiştir.
Bu tez çalışması kapsamında, gezgin ajan teknolojisi kullanılarak bir MIPv6 ağındaki gezgin düğümün hücre geçişi sürecinin başarılı bir şekilde yönetilmesi amaçlanmıştır. Gezgin ajanlar özellikle kablosuz ağ çevreleri gibi dağıtık yapıdaki alanlarda uygulama geliştirmek için ortaya çıkmış bir teknolojidir [5]. Gezgin ajanlar dağıtık yapıya sahip ağ çevrelerinde başarımı etkileyen QoS ve ağ trafiği problemlerini iyileştirebilir, ağa dağıtılan ajanlar ile bant genişliği, maliyet, kayıp oranı ve hata oranı gibi karakteristikleri yönetebilirler. Gezgin ajanlar veriyi hedef düğümde çalıştırmak için tasarlanmışlardır ve bu nedenle ağdaki durumlara hızlı tepkiler vererek işin gerçekleştirilme süresini azaltırlar [6]. Gezgin ajan teknolojisinin kullanım alanları ve gezgin ajan çalıştırma ortamları tez çalışmasının 4. bölümünde verilmiştir. Ayrıca bu bölümde IPv4 ağ alt yapısı üzerinde çalışabilen Mobile-C gezgin ajan çalıştırma ortamının IPv6 ağları için uyarlanması anlatılmıştır.
Tez çalışması kapsamında “Gezgin Ajan Tabanlı Hücre Geçişi” yöntemi geliştirilmiştir. Geliştirilen yöntemde, HA tarafından dağıtılan gezgin keşif ajanları ile ağda bulunan düğümlerin IPv6 adresleri, MAC adresleri, aygıt türleri ve düğümlerin ağdaki konumları gibi ağ bilgileri tek bir merkezde toplanmıştır. Gezgin keşif ajanları yoluyla toplanan bu veriler kullanılarak, hücre geçişi sırasında ihtiyaç duyulan MN’nin yeni konumunda kullanacağı CoA’nın yapılandırılması, CoA’nın eşsizliğinin test edilmesi ve CN’nin CoA hakkında bilgilendirmesi gibi süreçlerin hücre geçişi başlamadan önce başarılı bir şekilde tamamlanması sağlanmıştır.
Geliştirilen yöntemin IPv6 ağı üzerinde keşif sürecini nasıl gerçekleştirdiği, ağ verilerinin ajan yönetim merkezinde toplanması aşaması ve gezgin ajanlar kullanılarak hücre geçişi sürecinin nasıl yönetildiği 5.bölümde kapsamlı bir şekilde açıklanmıştır.
MIPv6 hücre geçişi sürecinin yönetilmesi için gezgin ajanların kullanıldığı sistemin başarım sonuçları 5. bölümün sonunda irdelenmiştir. Gezgin ajan tabanlı sistemin test edilmesi sırasında incelenen durumlar aşağıda verilmiştir.
• Keşif ajanları kullanılarak gerçekleştirilen ağ keşfi sürecinin ağ paket yüküne etkisi,
• Hücre geçişi anında gezgin ajanların ağ yüküne etkisi,
• İkili gönderilen paketlerin ağ yüküne etkisi,
• Kullanıcı Veri bloğu Protokolü (UDP – User Datagram Protocol) ve İletim Denetimi Protokolü (TCP - Transmission Control Protocol ) paketleri için hücre geçişi gecikmesi,
• Geliştirilen sistemin paket kayıp oranları
Gezgin Ajan Tabanlı Hücre Geçişi yöntemine üzerinde gerçekleştirilen testlere ait sonuçlar ve değerlendirmeler tezin 6. bölümünde sunulmuştur.