MIPv6 hücre geçişi için önerilen çözüm yöntemleri

MIPv6’da, hücre geçişi sırasında yaşanan gecikmeleri ve paket kayıplarını azaltmak ya da çözmek için IETF ve araştırmacılar yeni yöntemler sunmuşlardır. Bu yöntemler başlıca iki kategoride toplanabilirler; az gecikmeli hücre geçişi (hızlı) ve pürüzsüz hücre geçişi (kayıpsız) [4]. MIPv6 hücre geçişi süreci için IETF başlıca üç iletişim kuralını önermektedir; Hiyerarşik MIPv6 (HMIPv6 - Hierarchical Mobile IPv6), Hızlı MIPv6 (FMIPv6 - Fast Mobile IPv6) ve Vekil MIPv6 (PMIPv6- Proxy Mobile IPv6). HMIPv6 adres kaydı gecikmelerini azaltarak hücre geçişi başarımını arttırmak için Hareketlilik Çapa Noktası (MAP-Mobility Anchor Point) alanı içerisinde bir MAP kavramını sunmuştur. FMIPv6, MN’nin hareketini tahmin etme ve buna göre CoA’yı önceden hazırlama yoluyla gecikmeleri azaltır [31,32].

PMIPv6 ise MN’nin hücre geçişi sırasında her hangi bir hareketlilik sinyali göndermeden bağlı bulunduğu noktayı değiştirmesine olanak sağlayan ağ tabanlı bir hareketlilik çözümü sunar [26]. Bu iletişim kuralları mevcut MIPv6 hücre geçişi için ayrıca tanımlanmış yeni eklentiler gerektirirler. IETF tarafından sunulan bu iletişim kuralları ilerleyen bölümlerde ayrıntılı olarak ele alınmıştır.

IETF tarafından sunulan ana iletişim kurallarının yanında, araştırmacılar tarafından temel MIPv6 iletişim kuralı için ayrıca yeni yaklaşımlar sunulmuştur. Toplam hücre geçişi zamanını azaltmak için bazı araştırmacılar, hücre geçişi başarımını etkileyen ana faktörlerden DAD süreci üzerine odaklanmışlardır [4]. İyimser DAD (ODAD-Optimistic DAD) iletişim kuralı, mevcut IPv6 komşu keşfi ve durum denetimsiz adres yapılandırma süreçlerinin yenilenmesi sonucu geliştirilmiştir. ODAD süreci

MN’nin adres yapılandırma sürecini azaltmak için sunulmuştur [28]. ODAD her hangi yeni bir düğüm tanımlamayı gerektirmez ve IPv6’nın durum denetimsiz adres yapılandırma karakteristiklerini devam ettirme ve standart DAD ile birlikte çalışabilme gibi avantajlara sahiptir. ODAD sürecinde, MN yeni adresini DAD sürecinden önce kullanabilir. Ancak, ağın büyüklüğü ODAD’ın başarımını oldukça etkilemektedir. Bunun anlamı ağ büyüdükçe adres çakışma olasılığı da artmaktadır.

Ayrıca, eğer ODAD sürecinde bir adres çakışması meydan gelirse, bu durumu düzeltmek için gereken zaman DAD sürecininkine oranla çok daha uzundur. Standart DAD gecikmesini azaltmak için geliştirilen diğer bir yöntem ise Gelişmiş DAD (ADAD-Advance DAD) sürecidir [33]. Bu yöntem AR’de bir IP adresi listesi tutar.

Her bir AR rasgele bir IP adresi ürettikten sonra DAD işlemini gerçekleştirir. Eğer bu IP adresi eşsizse, AR bu adresi saklar. Eğer bir düğüm bu adres için DAD işlemi gerçekleştiriyor ise AR sakladığı adresin eşsizliğini garanti altına almak için bu adresi siler ve yeni bir adres üretir. Bir diğer çalışmada EHCF (Extended Handover Control Function) yöntemi, DAD kullanmadan her hangi bir adres çakışma sorunundan kaçınmak için sunulmuştur [31]. EHCF yaklaşımı, ağ üzerindeki bazı verilerin toplanması ve saklanmasına dayanır. Bu teknikte HCF yönlendiricisi MN’nin tarama sonuçlarına göre MN’nin yeni konumuna ve yeni IP adresine önceden karar verebilir. Bu nedenle, MN eski AP ile bağlantılı iken, BU iletisini önceden gönderebilir.

DAD sürecini azaltmak için geliştirilen tekniklerden birisi de önceden ayırtılmış adres kullanımıdır. Ayırtılmış adres, DAD sürecine gerek duyulmadan hücre geçişini önemli ölçüde azaltmaktadır [34]. Yapılan çalışmalar incelendiği zaman MN yeni adresi için bir ya da daha fazla NS iletisi göndermek ve en az 1s için yanıt beklemek zorundadır. Bu gecikme hücre geçişi için önemli bir zamandır. Bu nedenle, hücre geçişi süresini azaltmak için, DAD sürecinin ya iletişim devam ederken diğer iletiler ile aynı anda gerçekleştirilmesi ya da bu sürecin hiç uygulanmaması gereklidir [35].

RS iletileri de, MN’nin hareketliliğini tespit etmesi sırasında rasgele zamanlı bir gecikmeye neden olur. Bir AR komşu keşfinde yönlendirici keşfi mekanizmasındaki dâhili zamanlayıcıdan dolayı hemen cevap veremez. Bu nedenle, MIPv6’da bu tür

gecikmeler, DAD sürecinden sonraki en büyük gecikmelere neden olurlar. ND sürecindeki bu gecikmeleri azaltmak için Hızlı Yönlendirici Keşfi (FRD-Fast Router Discovery) yöntemi önerilmiştir [36]. Bu yöntem RS ve RA iletilerinin çok hızlı olarak gönderilmesi için hızlı ND ve DAD süreçlerini kullanır. Burada, her bir AR depolanmış RA iletilerinin tekil yayınla gönderimi yoluyla Hareketlilik Tespiti (MD-Mobility Dedection) sürecini gerçekleştirir. Bununla birlikte, CoA yapılandırması hızlı DAD altındaki değiştirilmiş bir Komşu Önbelleği (NC-Neighbor Cache) ile yerine getirilir. Diğer bir çalışmada [37], hızlı hareketlilik tespiti DAD ve yeni ND yönteminin kullanılması ile gerçekleştirilmiştir. Bu yöntem hızlı RD (FastRD) tekniği ile MN’nin RA iletisini yeni bir ağa geçer geçmez almasını sağlamaktadır.

Hareketliliğin tespiti süresini azaltmak için en basit tekniklerden birisi de RA’ların gönderim sıklığını arttırmaktır. Ancak bu durum ağ üzerinde aşırı yük ve ağ kaynaklarının gereksiz kullanımı ile sonuçlanmaktadır [25].

Hücre geçişi başarımını etkileyen diğer bir ana etken BU sürecidir. Özellikle, MN sayısının arttığı ağ ortamlarında BU iletilerinin sayısı da oldukça artmaktadır. Aynı zamanda, MN’nin ağ ortamındaki konumu ev ağına göre uzaklaştıkça BU sayısının artması sistem performansını azaltır ve sinyalleşme gecikmelerini arttırır [38]. Fakat görülebilir ki, BU sürecinin MN ağda erişilebilir oluncaya kadar gerçekleştirilmesine gerek yoktur. Bu nedenle, paketler MN’nin eski adresine gönderilebilir ve daha sonra BU süreci tamamlanmadan önce yeni adresine yönlendirilebilir. Çünkü BU süreci ve diğer süreçler bir noktada birbirlerinden bağımsızdırlar. Bu yaklaşıma göre, DAD sürecinin başarılı bir şekilde tamamlanmasından sonra, MN yeni adresini bilmektedir. Eğer HA ve CN bu adresi aynı zamanda öğrenirlerse, paketleri direk olarak MN’nin yeni adresine gönderebilirler. Bu şekilde paket kayıpları azaltılabilir ve MN’nin hücre geçişi başarımı arttırılabilir [4].

Çok sayıda paketin yönlendirilmesine ve daha sonra gönderilmek üzere buffer’da tutulmasına göre sistem performansı düşecektir. Bu yönde yapılan çalışmalarda mevcut RR süreci değiştirilmiş ya da bu süreç yerine yeni teknikler önerilmiştir [39].

RR sürecinde yaşanan gecikmeler MN ve HA ya da CN arasındaki rt (round trip) zamanı ile ilgilidir [40]. Çalışma [41]’de MN, HoT ve CoTI iletilerini alır ve bunları

hücre geçişinden sonra kullanır. Bu şekilde, MN’nin diğer bir hücre geçişinde RR süreci gerçekleştirmesine gerek yoktur. Bunun yerine MN, HA için sarmalanmış (encapsulated) bir paket ile bir BU iletisi gönderir. HA bu iletiyi aldığı zaman paketi açar ve CN için yönlendirir. Bu yöntem MN ve CN arasındaki hücre geçişi gecikmesini en az bir rt zamanı azaltır.

Hücre geçişi zamanı azaltmak için, diğer bir çalışma [40] MIPv6 için Akış Denetimi İletim Protokolü (SCTP-Stream Control Transmission Protocol) incelenmiştir.

Çalışmaya göre MIPv6 ve SCTP teknolojilerinin avantajları birleştirilerek hücre geçişi başarımı arttırılabilmektedir. Çalışma [42] ise Basit Hareketlilik Yönetimi Protokolü (SMMP -Simple Mobility Management Protocol)’yi kayıpsız hücre geçişi için önermiştir. SMMP, gezgin düğümler arasında dinamik olarak uçtan uca tünel oluşturma prensibine dayanmaktadır ve hücre geçişi başarımını arttırmak için kullanılmıştır.

MIPv6’nın hücre geçişinde bazı araştırmacılar zaman gecikmesi yerine paket kayıpları üzerine odaklanmışlardır. S. Gambhir ve S. Gupta çalışmalarında [43], hücre geçişi sürecinde paketlerin çoklu gönderimini önermektedirler. Bu süreçte paketler Önceki Erişim Yönlendiricisi (PAR-Previous AR)’den NAR’a yönlendirilmektedir ve burada daha sonra gönderilmek üzere buffer’da tutulmaktadır.

Tutulan bu paketler hücre geçişinden sonra MN’nin yeni adresi için gönderilirler.

Ancak bu yöntem gerçek zamanlı uygulamalarda paket sıralama sorunlarına neden olmaktadır.

Diğer bir çalışmada MIPv6 tabanlı Zamanlamalı Hücre Geçişi (SMIPv6-Scheduling handover based on MIPv6) tekniği hücre geçişi zamanını hesaplamak için önerilmiştir. SMIPv6, FMIPv6 ile benzer şekilde önceden IP adresinin yapılandırılmasına dayanır. Bu şekilde, CN’nin paketlerini MN’nin yeni konumuna belirli bir zamanda göndermesi sağlanır. SMIPv6 ile hücre geçişi başarılı bir şekilde gerçekleştirilir ve paket sıralama sorunları oluşmaz [44].

Kayıpsız hücre geçişi için, Küresel Konumlandırma Sistemi (GPS-Global Positioning System) teknolojisi diğer bir çalışma alanı olmuştur. GPS aygıtları

tarafından sağlanan koordinat bilgileri ile yeni AR öğrenilebilir ve bu şekilde MD ve ND süreçlerine gerek duyulmadan hücre geçişi yapılabilir. Ayrıca DAD süreci önceden gerçekleştirilebilir [45]. Bu tekniği kullanan bir yöntem çalışma [46]’da önerilmiştir. Burada GPS bilgisi ile Sinyal Gürültü Oranı (SNR-Signal to Noise Ratio) bilgisinin birleştirilmesi ile hücre geçişi başarımı arttırılmaya çalışılmıştır.

Ancak, yanlış alınan SNR değerleri ve bozucu sinyaller dolayısı ile önerilen şema her zaman doğru olarak çalışamamaktadır.