Gürcan ÇETİN
DOKTORA TEZİ
ELEKTRONİK VE BİLGİSAYAR EĞİTİMİ
GAZİ ÜNİVERSİTESİ BİLİŞİM ENSTİTÜSÜ
Mart 2013 ANKARA
GEZİCİ IPv6 AĞLARINDA HÜCRE GEÇİŞİNDE YAŞANAN VERİ KAYBI VE ZAMAN GECİKMESİNİN GEZGİN AJAN SİSTEMLER
KULLANILARAK İYİLEŞTİRİLMESİ (Doktora Tezi)
Gürcan ÇETİN
GAZİ ÜNİVERSİTESİ BİLİŞİM ENSTİTÜSÜ
Mart 2013
ÖZET
Bu tez çalışması kapsamında, gezgin ajan teknolojisinin dağıtık ağ yapılarındaki avantajları kullanılarak MIPv6 ağları için “Gezgin Ajan Tabanlı Hücre Geçişi” yöntemi geliştirilmiştir. Geliştirilen yöntemde ağ bilgileri gezgin keşif ajanları ile bir merkezde toplanmıştır. Ağ ortamından toplanan bu bilgiler kullanılarak, gezgin düğümün hücre geçişini başarılı bir şekilde tamamlaması gerçekleştirilmiştir. Geliştirilen yöntemin başarım sonuçları kurulan gerçek bir MIPv6 ağ ortamında test edilmiştir. Testlerde, hücre geçişi sırasında gezgin ajanların paket yüküne etkisi olmadığı ve ayrıca veri paket büyüklüklerinin paket kayıp oranına ya da ajan verimliliğine etkisi olmadığı görülmüştür. Sonuçlar, gezgin ajanlar kullanılarak gerçekleştirilen sistemin MIPv6 ağındaki bir gezgin düğümün hücre geçişi sürecini başarılı bir şekilde yönetebildiğini doğrulamaktadır. MIPv6 hücre geçişi sürecinin yönetimi için geliştirilen yöntemde ayrıca yeni bir düğümün tanımlanmasına ya da yeni başlık tiplerinin kullanılmasına gerek yoktur. Geliştirilen sistem mevcut bir MIPv6 ağı üzerinde ek maliyet gerektirmeden uygulanabilir.
Bilim Kodu : 702.1.014
Anahtar Kelime : MIPv6, hücre geçişi, zaman gecikmesi, gezgin ajanlar Sayfa Adedi : 125
Tez Yöneticisi : Doç. Dr. Aydın ÇETİN
IMPROVEMENT OF HANDOVER DATA LOSSES AND TIME LATENCY IN MOBILE IPV6 NETWORK BY USING MOBILE AGENT SYSTEMS
(Ph.D. Thesis)
Gürcan ÇETİN
GAZİ UNIVERSITY INFORMATICS INSTITUTE
March 2013
ABSTRACT
In this thesis, “Mobile Agent Based Handover” method was developed to provide a seamless handover by using advantages of mobile agent technologies in distributed network structures. Developed method uses mobile discovery agents to collect network information in a home agent. A successful handover of mobile node by using gathered network information was realized. The performance of new method was tested in a real MIPv6 network environment.
According to test results, mobile agents do not have negative efffects on packet loads during handover and size of packets does not affect data loss ratio and agent performance. Results confirm that mobile agent based system successfully manages handover process of a mobile node in a MIPv6 network. The Mobile Agent Based Handover method does not need to define an additional new node or to use new header types and it can be applied to a MIPv6 network without additional cost.
Science Code : 702.1.014
Key Words : MIPv6, handover, time latency, mobile agents Page Number : 125
Adviser : Assoc. Prof. Dr. Aydın ÇETİN
TEŞEKKÜR
Çalışmalarım boyunca her konudaki yardım ve katkılarıyla beni yönlendiren danışman hocalarım sayın Doç. Dr. Aydın Çetin’e ve Prof. Dr. Çetin Elmas’a, tez süresince yönlendirmeleri ve olumlu katkılarından dolayı sayın Prof. Dr. Ömer Faruk Bay’a, Yrd. Doç. Dr. Cemal Koçak’a ve Doç. Dr. O. Ayhan Erdem hocalarıma, çalışmayı Bilimsel Araştırma Projeleri kapsamında destekleyen Gazi Üniversitesi B.A.P birimine, çalışmalarım sırasında Linux bilgisi ile katkılarından dolayı Erdal Kaya’ya, bölüm çalışma arkadaşlarıma ve manevi destekleriyle beni hiçbir zaman yalnız bırakmayan sevgili eşim Saadet Kuru Çetin’e ve aileme teşekkür ederim.
İÇİNDEKİLER
Sayfa
ÖZET ... iv
ABSTRACT ... v
İÇİNDEKİLER ... vii
ÇİZELGELERİN LİSTESİ ... x
ŞEKİLLERİN LİSTESİ ... xi
SİMGELER VE KISALTMALAR ... xv
1. GİRİŞ ... 1
2. İNTERNET İLETİŞİM KURALI VE IPV6 ... 5
2.1. IPv6 İletişim Kuralının Özellikleri ... 5
2.2. IPv4 ve IPv6 İletişim Kuralları Arasındaki Farklar ... 7
2.3. Gezgin IPv6 ... 9
2.3.1. Gezici IPv6 iletişim kuralı kavramları ... 10
2.4. Gezici IPv6 Hücre Geçişi ... 12
2.4.1. MIPv6 hücre geçişi kayıpları ... 14
2.4.2. MIPv6 hücre geçişi için önerilen çözüm yöntemleri ... 17
2.5. HMIPv6 Ağı ve Hücre Geçişi ... 21
2.5.1. HMIPv6 hücre geçişinde yaşanan sorunlar ... 23
2.5.2. HMIPv6 hücre geçişi için önerilen çözüm yöntemleri ... 24
2.6. FMIPv6 Ağı ve Hücre Geçişi ... 25
2.6.1. FMIPv6 hücre geçişinde yaşanan sorunlar ... 28
2.6.2. FMIPv6 hücre geçişi için önerilen çözüm yöntemleri ... 30
2.7. PMIPv6 Ağı ve Hücre Geçişi ... 33
Sayfa
2.7.1. PMIPv6 hücre geçişinde yaşanan sorunlar ... 36
2.7.2. PMIPv6 hücre geçişi için önerilen çözüm yöntemleri ... 37
2.8. Karma İletişim Kuralları ... 40
3. MIPv6 TEST ORTAMI KURULUMU VE HÜCRE GEÇİŞİ TESTLERİ ... 41
3.1. MIPv6 Test Ortamının Yapısı ... 41
3.2. MIPL Düğüm Yapılandırması ... 42
3.2.1. HA yapılandırma süreci ... 43
3.2.2. MN yapılandırma süreci ... 45
3.2.3. CN yapılandırma süreci ... 46
3.2.4. IPv6 yönlendiricilerinin yapılandırılması ... 46
3.3. MIPv6 Hücre Geçişi Testleri ... 48
4. GEZGİN AJAN TEKNOLOJİLERİ ... 57
4.1. Ağ Uygulamalarında Gezgin Ajanların Kullanılması ... 57
4.2. Hücre Geçişi Sürecinde Gezgin Ajanların Kullanılması ... 59
4.3. Gezgin Ajan Çalıştırma Ortamları ... 60
4.3.1. JAT ... 60
4.3.2. AgentSpace ... 61
4.3.3. IBM Aglets ... 61
4.3.4. JADE ... 61
4.3.5. Ajanta ... 61
4.3.6. Mobile-C ... 62
4.4. Mobile-C Gezgin Ajan Çalıştırma Ortamının IPv6 için Uyarlanması ... 64
4.4.1. IPv6 adres ve port bilgilerinin düzenlenmesi ... 64
Sayfa
4.4.2. Mobile-C soket yapısının IPv6 için uyarlanması ... 65
4.4.3. MIPv6 ağ ortamında ajan dağıtımı testleri ... 66
5. GEZGİN AJAN TABANLI MIPV6 HÜCRE GEÇİŞİ ... 71
5.1. MIPv6 Ağının Gezgin Ajanlar Kullanılarak Keşfedilmesi ... 72
5.2. Ajan Yönetim Merkezi ... 78
5.2.1. AG veri yapısı ... 82
5.2.2. CoA veri yapısı ... 85
5.3. Keşif Ajanları ... 86
5.4. Gezgin Ajan Tabanlı Hücre Geçişi Süreci ... 88
5.4.1. MN üzerinde hücre geçişi süreci ... 91
5.4.2. HA üzerinde hücre geçişi süreci ... 93
5.4.3. CN üzerinde hücre geçişi süreci ... 96
5.5. Ajan Tabanlı Hücre Geçişi Başarım Testleri ... 97
5.5.1. Ağ keşfi sürecinin ağ yüküne etkisi ... 98
5.5.2. Gezgin ajan tabanlı hücre geçişi ... 105
5.5.3. Hücre geçişi ajan hareketliliğinin ağ yüküne etkisi ... 110
5.5.4. İkili gönderilen paketlerin ağ yüküne etkisi ... 113
6. SONUÇ ... 115
KAYNAKLAR ... 117
ÖZGEÇMİŞ ... 125
ÇİZELGELERİN LİSTESİ
Çizelge Sayfa
Çizelge 2.1. IPv6 ek başlıkları ... 8
Çizelge 3.1. MIPv6 hareketlilik başlığı tipleri ... 49
Çizelge 3.2. MIPv6 hücre geçişi UDP paket kayıpları ... 54
Çizelge 4.1. IPv6 için uyarlanan fonksiyonlar ... 66
Çizelge 5.1. Gezgin ajan tabanlı hücre geçişi UDP kayıpları ... 106
Çizelge 5.2. Gezgin ajan hücre geçişi hareketlilikleri... 111
ŞEKİLLERİN LİSTESİ
Şekil Sayfa
Şekil 2.1. IPv6 ve IPv4 başlıkları ... 8
Şekil 2.2. IPv6 ve IPv4 paket yapıları ... 9
Şekil 2.3. MIPv6 ağ ortamı ... 11
Şekil 2.4. MIPv6 hücre geçişi süreci ... 13
Şekil 2.5. MIPv6’da hücre geçişi gecikmesi ... 14
Şekil 2.6. HMIPv6 ağı ... 22
Şekil 2.7. Aynı MAP alanı içerisinde HMIPv6 hücre geçişi ... 23
Şekil 2.8. HMIPv6 hücre geçişi gecikmeleri ... 24
Şekil 2.9. FMIPv6 ağı ... 26
Şekil 2.10. Öngörücü yöntemde FMIPv6 hücre geçişi süreci ... 27
Şekil 2.11. Öngörücü yöntemde FMIPv6 hücre geçişi gecikmesi ... 29
Şekil 2.12. Reaktif yöntemde FMIPv6 hücre geçişi gecikmesi ... 29
Şekil 2.13. PMIPv6 ağı alt yapısı ... 34
Şekil 2.14. PMIPv6 hücre geçişi süreci ... 35
Şekil 2.15. PMIPv6 hücre geçişi zaman gecikmesi ... 37
Şekil 3.1. MIPv6 test ortamının fiziki yapısı ... 42
Şekil 3.2. MN için yeni adres yapılandırması ve BUL kaydı ... 52
Şekil 3.3. MN - HA ve MN - CN arasında BU süreci ... 52
Şekil 3.4. HA tarafından tünel kurulumu ... 53
Şekil 3.5. HA tarafından tünel yoluyla gönderilen bir paketin yapısı ... 53
Şekil 3.6. MIPv6 hücre geçişi UDP paket kayıpları ... 55
Şekil 3.7. UDP paket kayıp aralığı ... 55
Şekil 3.8. MIPv6 hücre geçişi zaman gecikmesi ... 56
Şekil Sayfa
Şekil 4.1. Ağ üzerinde istemci-sunucu ve gezgin ajan uygulamaları ... 58
Şekil 4.2. Mobile-C sistem mimarisi... 62
Şekil 4.3. Ch ajan çalıştırma motoru ... 63
Şekil 4.4. Soket işlemleri TCP istemci-sunucu mimarisi ... 66
Şekil 4.5. Mobile-C IPv6 ağ test ortamı ... 67
Şekil 4.6. Gezgin ajan sunucu uygulaması port açımı ... 68
Şekil 4.7. Ch terminalinde sunucu uygulaması ... 68
Şekil 4.8. Gezgin ajanın sunucu tarafından çalıştırılması ... 68
Şekil 4.9. AYM için döndürülen değer ... 70
Şekil 5.1. Örnek MIPv6 ağ keşfi yapısı ... 73
Şekil 5.2. MIPv6 ağı keşif süreci ... 74
Şekil 5.3. R6 düğümü üzerinde komşuluk tablosu ... 75
Şekil 5.4. FR’ye yeni bir düğümün eklenmesi ... 76
Şekil 5.5. HA’nın komşuluk tablosunun güncellenmesi ... 76
Şekil 5.6. MN2 düğümünün ağdan ayrılması durumu ... 77
Şekil 5.7. HA üzerinde ağ yönetimi yazılımı modeli ... 79
Şekil 5.8. Komşu izleme kanalı akış diyagramı ... 80
Şekil 5.9. Ajan gönder kanalı akış diyagramı ... 81
Şekil 5.10. Ajan veri dinle kanalı akış diyagramı ... 82
Şekil 5.11. AG veri yapısı ... 83
Şekil 5.12. Ağ no dağılımı ... 84
Şekil 5.13. CoA veri yapısı ... 85
Şekil 5.14. Keşif Ajanı akış diyagramı ... 87
Şekil 5.15. MN üzerinde gezgin ajan çalışması ... 88
Şekil Sayfa
Şekil 5.16. Ajan tabanlı hücre geçişi hareketlilik durumları ... 89
Şekil 5.17. MN düğümünden CoA isteği ... 92
Şekil 5.18. MN hücre geçişi ... 92
Şekil 5.19. HA hücre geçişi süreci ... 94
Şekil 5.20. HA’da hücre geçişi sonunda ekran görüntüsü ... 95
Şekil 5.21. HA için gönderilen hücre geçişi iletileri ... 96
Şekil 5.22. CN düğümünde hücre geçişi süreci ... 97
Şekil 5.23. HA (2002::2) üzerinde keşif ajanı iletim yükleri ... 99
Şekil 5.24. HA (2002::2) üzerinden keşif ajanı gönderimi ve veri alımı grafiği ... 100
Şekil 5.25. HA (2003::2) üzerinde keşif ajanlarının iletim yükleri... 100
Şekil 5.26. HA (2003::2) üzerinden keşif ajanı gönderimi ve veri alımı ... 101
Şekil 5.27. Keşif ajanlarının R6 üzerindeki paket yükü... 102
Şekil 5.28. R6 yönlendiricisinde keşif ajanlarının paket yükü grafiği ... 103
Şekil 5.29. FR yönlendiricisinde keşif ajanı yükü ... 103
Şekil 5.30. MN üzerinde keşif ajanı yükü ... 104
Şekil 5.31. UDP paket kayıplarının karşılaştırılması ... 107
Şekil 5.32. MN’nin hücre geçişi sonrası paket alımı ... 107
Şekil 5.33. Ev ağına dönüş durumunda UDP paket kayıpları ... 108
Şekil 5.34. MN üzerinde UDP paketlerinin akış grafiği ... 109
Şekil 5.35. Hücre geçişi gecikme süreleri ... 110
Şekil 5.36. MN tarafından hücre geçişi için gezgin ajan gönderimi ve alımı ... 111
Şekil 5.37. Gezgin ajan paket büyüklükleri grafiği... 112
Şekil 5.38. Gezgin ajan kullanılarak CoA isteği akış paket süreci ... 112
Şekil 5.39. İkili paket gönderimi ... 113
Şekil Sayfa
Şekil 5.40. İkili gönderilen paketlerin ağ yükü I ... 114 Şekil 5.41. İkili gönderilen paketlerin ağ yükü II ... 114
SİMGELER VE KISALTMALAR
Bu çalışmada kullanılmış simgeler ve kısaltmalar, açıklamaları ile birlikte aşağıda sunulmuştur.
Simgeler Açıklama
AVyuk Ajan verisi paket yükü
BWwired Bant genişliği
dframe Bir frame’in tek yönlü iletim gecikmesi
Dhop KA’nın sunucu düğümü ve AYM arasındaki hop sayısı dwd (LBAck, hH-A) Kablolu ağda BA iletisinin tek yönlü iletim gecikmesi dwd (LBU, hH-A) Kablolu ağda BU iletisinin tek yönlü iletim gecikmesi
Dwired Kablolu ağ gecikmesi
dwl (LRS) RS paketinin tek yönlü iletim gecikmesi
hC-A CN ve MN’nin yeni AR’si arasındaki hop sayısı
hC-H CN ve HA arasındaki ortalama hop sayısı
hH-A HA ve MN’nin yeni AR’si arasındaki hop sayısı
k Her paketteki frame sayısı
KAyuk Keşif ajanı paket yükü
Kb Kilobyte
LRA RA iletisinin paket büyüklüğü
LRS RS iletisinin paket büyüklüğü
ms Milisaniye
s Saniye
TDAD DAD gecikmesi
TH-M HA için konum güncelleme zamanı
THO (HMIPv6) HMIPv6 toplam hücre geçişi gecikmesi THO-MIPv6 MIPv6 toplam hücre geçişi gecikmesi
TKAyuk Toplam keşif ajanı paket yükü
TL2 L2 hücre geçişi gecikmesi
TLMA LMA gecikmesi
Simgeler Açıklama
TMAP MAP gecikmesi
TMD Hareketliliğin tespit edilmesi gecikmesi
TPRE Prediktif gecikme süresi
TR Bağlama gecikmesi
TRE Reaktif gecikme süresi
Tα HoTI ve HoT iletilerinin değiştirilmesi zamanı
Tβ CoTI ve CoT iletilerinin değiştirilme zamanı
frame’ler arasındaki zaman aralığı
Kısaltmalar Açıklama
ACC Agent Communication Channel (Ajan İletişim Kanalı) ADAD Advance Duplicate Address Dedection (Gelişmiş Çoklu
Adres Tespiti)
AEE Agent Execution Engine (Ajan Çalıştırma Motoru)
AID Agent Identifiers (Ajan Tanımlayıcıları)
AMS Agent Management System (Ajan Yönetim Sistemi)
API Application Programming Interface (Uygulama
Programlama Arayüzü)
ARP Address Resolution Protocol (Adres Çözümleme
Protokolü)
ASM Agent Security Manager (Ajan Güvenlik Yöneticisi) ATP Agent Transfer Protocol (Ajan İletim Protokolü)
AV Ajan Verisi
AYM Ajan Yönetim Merkezi
BA Binding Acknowledgement (Bağlama Onayı)
BC Binding Cache (Bağlama Kaydı)
BMAP Boundary Mobility Anchor Point (Sınır Hareketlilik Çapa Noktası)
Kısaltmalar Açıklama
BS Base Station (Ana İstasyon)
BSD Berkeley Software Distribution (Berkeley Yazılım Dağıtımı)
BTK Bilgi Teknolojileri ve İletişim Kurumu
BU Binding Update (Bağlama Güncellemesi)
BUL Binding Update List (Bağlama Güncelleme Listesi) CMIP Common Management Information Protocol (Genel
Yönetim Bilgi Protokolü)
CN Correspondent Node (Haberleşme Düğümü)
CoA Care of Address (Duruma Bağlı Adres)
CoT Care of Test (Durum Testi)
CR Crossover Router (Geçit Yönlendiricisi)
DAD Duplicate Address Dedection (Çoklu Adres Tespiti) DeRegPBU DeRegistration Proxy Binding Update (Vekil Bağlama
Güncelleme Silinmesi)
DF Directory Facilitator (Dizin Kolaylaştırıcı)
DHCPv6 Dynamic Host Control Protocol version 6 (Dinamik Host Denetim Protokolü sürüm 6)
DoS Denial of Service (Hizmet Reddi)
EBFH Early Binding Fast Handover (Erken Bağlama Hızlı Hücre Geçişi)
EHCF Extended Handover Control Function (Genişletilmiş Hücre Geçişi Denetim Fonksiyonu)
EIPMH Enabling Inter PMIPv6 – Domain Handover (PMIPv6 Alanları Arası Hücre Geçişi)
ETSI European Telecommunications Standard Institute (Avrupa Telekomünikasyon Standartları Enstitüsü) FBAck Fast Binding Acknowledgement (Hızlı Bağlama Onayı)
FBU Fast Binding Update (Hızlı Bağlama Güncelleme)
Kısaltmalar Açıklama
F-HMIPv6 Enhanced Fast Handover for Hiyerarchical MIPv6 (HMIPv6 için Geliştirilmiş Hızlı Hücre Geçişi)
FIPA Foundation for Intelligent Physical Agents (Zeki Fiziki Ajanlar için Kurum)
FLPMIPv6 Fast and Local Proxy MIPv6 (Hızlı ve Yerel Vekil MIPv6)
FMIPv6 Fast Mobile Internet Protocol version 6 (Hızlı Gezgin İnternet Protokol sürüm 6)
FNA Fast Neighbor Advertisement (Hızlı Komşu Yayını)
FR Foreign Router (Yabancı Yönlendirici)
FRD Fast Router Discovery (Hızlı Yönlendirici Keşfi) FTP File Transfer Protocol (Dosya İletim Protokolü) GPL General Public Licence (Genel Kullanım Lisansı)
GPS Global Positioning System (Küresel Konumlandırma
Sistemi)
HA Home Agent (Ev Yetkilisi)
HAck Handover Acknowledgement (Hücre Geçişi Onayı)
HI Handover Initiation (Hücre Geçişi Başlatma)
HMIPv6 Hierarchical Mobile Internet Protocol version 6 (Hiyerarşik Gezgin İnternet Protokol sürüm 6)
HoA Home Address (Ev Adresi)
HoT Home Test Init (Ev Testi Başla)
IAPP Inter-Access Point Protocol (Erişim Noktaları Arası Protokol)
ICMPv4 Internet Control Message Protocol for IPv4 (IPv4 için Internet Yönetim Mesaj Protokolü)
ICMPv6 Internet Control Message Protocol for IPv6 (IPv6 için Internet Yönetim Mesaj Protokolü)
Kısaltmalar Açıklama
IETF Internet Engineering Task Force (İnternet Mühendisliği Görev Gücü)
IGP Interior Gateway Protocol (Dâhili Ağ Geçiti Protokolü) IMD Intelligent Mobility Dedection (Zeki Hareketlilik
Tespiti)
IMIPv6 Intelligent Mobile Internet Protocol version 6 (Zeki Gezgin İnternet Protokol sürüm 6)
IP Internet Protocol (İnternet Protokolü)
I-PMIPv6 Inter-Proxy Mobile IPv6 (Vekil düğümler arası MIPv6) IPng Internet Protocol new generation (yeni nesil İnternet
Protokolü)
IPSec Internet Protocol Security (İntenet Protokol Güvenliği) IPv4 Internet Protocol version 4 (İnternet Protokol sürüm 4) IPv6 Internet Protocol version 6 (İnternet Protokol sürüm 6) JADE Java Agent DEvelopment framework (Java Ajan
Geliştirme Uygulama Çatısı)
KA Keşif Ajanı
KQML Knowledge Query Manipulation Language (Bilgi Sorgulama ve İşleme Dili)
KT Komşuluk Tablosu
L2 Layer 2 (Katman 2)
L3 Layer 3 (Katman 3)
LBA Local Binding Acknowledgement (Yerel Bağlama
Onayı)
LBU Local Binding Update (Yerel Bağlama Güncellemesi)
LCoA Link Care of Address (Bağlantı Duruma bağlı Adres) LMA Local Mobility Anchor (Yerel Hareketlilik Çapası) LT-Buffering Link Triggered Buffering (Bağlantı Tetiklemeli Buffer)
MA Mobile Agent (Gezgin Ajan)
Kısaltmalar Açıklama
MAG Mobility Access Gateway (Hareketlilik Erişim Ağ Geçidi)
MAP Mobility Anchor Point (Hareketlilik Çapa Noktası)
MAS Multi-Agent System (Çoklu-Ajan Sistemi)
MIP Mobile Internet Protocol (Gezgin İnternet Protokolü) MIPL Mobile Internet Protocol for Linux (Linux için Gezgin
İnternet Protokolü)
MIPv4 Mobile Internet Protocol version 4 (Gezgin İnternet Protokolü sürüm 4)
MIPv6 Mobile Internet Protocol version 6 (Gezgin İnternet Protokolü sürüm 6)
MN Mobile Node (Gezgin Düğüm)
MN-HNP Mobile Node Home Network Prefix (Gezgin Düğüm Ev Ağı Öneki)
NAR New Access Router (Yeni Erişim Yönlendiricisi)
NAT Network Address Translater (Ağ Adresi Çevrimi)
NC Neighbour Cache (Komşu Kaydı)
ND Neighbour Discovery (Komşu Keşfi)
nMAG new Mobile Access Gateway (yeni Gezgin Erişim Ağ Geçiti)
NS Neighbor Solicitation (Komşu İsteği)
ODAD Optimistic Duplicate Address Dedection (İyimser Çoklu Adres Tespiti)
OMAP Overlapping Mobility Anchor Point (Girişim Bölgesi Hareketlilik Çapa Noktası)
PAR Previous Access Router (Önceki Erişim Yönlendiricisi) PBA Proxy Binding Acknowledgement (Vekil Bağlama
Onayı)
Kısaltmalar Açıklama
PBU Proxy Binding Update (Vekil Bağlama Güncellemesi)
PCoA Proxy Care of Address (Vekil Duruma Bağlı Adres) PDAD Passive Duplicate Address Detection (Pasif Çoklu
Adres Tespiti)
PFMIPV6 Proxy Fast Mobile IPv6 (Vekil Hızlı Gezgin IPv6) pMAG previous Mobile Access Gateway (önceki Gezgin
Erişim Ağ Geçiti)
PMIPv6 Proxy Mobile Internet Protocol version 6 (Vekil Gezgin İnternet Protokolü sürüm 6)
PnP Plug and Play (Tak ve Çalıştır)
PrRtrAdv Proxy Router Advertisement (Vekil Yönlendirici Yayını)
PS Policy Server (İlke Sunucusu)
QoS Quality of Service (Hizmet Kalitesi)
RA Router Advertisement (Yönlendirici Yayını)
RADVD Router Advertisement Daemon (Yönlendirici Yayını Uygulaması)
RCoA Regional Care of Address (Bölgesel Duruma Bağlı Adres)
RFC Request For Comments (Yorum için İstek )
RIPng Router Information Protocol next generation (Yönlendirici Bilgi Protokolü yeni nesil)
RMI Remote Method Invocation (Uzak Yöntem Çağrısı)
RO Route Optimization (Yönlendirme Eniyileme)
RR Return Routability (Geri Yönlendirebilirlik)
RS Router Solicitation (Yönlendirici İsteği)
RtSolPr Router Solicitation for Proxy (Vekil İçin Yönlendirici İsteği)
SA Stationary Agent (Sabit Ajan)
Kısaltmalar Açıklama
SCTP Stream Control Transmission Protocol (Akış Denetimi İletim Protokolü)
SFMIPv6 Simplified Fast Mobile IPv6 (Basitleştirilmiş Hızlı Gezgin IPv6)
SMIPv6 Scheduling handover basen on MIPv6 (MIPv6 tabanlı Zamanlamalı Hücre Geçişi)
SMMP Simple Mobility Management Protocol (Basit Hareketlilik Yönetim Protokolü)
SMTP Simple Mail Transfer Protocol (Basit Mail İletim Protokolü)
SNMP Simple Network Management Protocol (Basit Ağ Yönetim Protokolü)
SNR Signal to Noise Ratio (Sinyal Gürültü Oranı) SPMIPv6 Simultaneous Binding Proxy Mobile IPv6 (Vekil
Gezgin IPv6 Eşzamanlı Bağlama)
SRA Stored Router Advertisement (Saklı Yönlendirici Yayını)
SSID Service Set Identification (Hizmet Kümesi Tanımlama)
T1 Trigger-1 (Tetikleyici-1)
T2 Trigger-2 (Tetikleyici-2)
TB-FMIPv6 Temporary Binding Fast Mobile IPv6 (Hızlı Gezgin IPv6 için Geçici Bağlama)
TCP Transmission Control Protocol (İletim Kontrolü Protokolü)
TM Tunnel Message (Tünel İletisi)
TÜBİTAK Türkiye Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Kurumu
UDP User Datagram Protocol (Kullanıcı Datagram
Protokolü)
ULAKBİM Ulusal Akademik Ağ ve Bilgi Merkezi
Kısaltmalar Açıklama
USAGI UniverSAl playGround for IPv6 (IPv6 için Uluslararası Alan)
VoIP Voice over Internet Protocol (İnternet Protokolü Üzerinden Ses)
VPN Virtual Private Network (Özel Sanal Ağ)
X-FMIPv6 Crossover based Fast Mobile IPv6 (Hızlı Gezgin IPv6 Tabanlı Geçit)
1. GİRİŞ
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.
2. İNTERNET İLETİŞİM KURALI VE IPV6
Ağ yönetimi birkaç görevi ve bilimsel disiplini bir arada barındırdığından dolayı karmaşık bir konudur. Ağ yönetimi problemlerinin çözümünü kolaylaştırmak için ağlar katman olarak adlandırılan alt problemlere ayrılmıştır. Her bir katman özel görevlerden sorumludur ve her biri üzerinde bulunan katmana bir hizmet sunar [7].
Internet modelini oluşturan katmanlar arasındaki ana iletişim kuralı IP katmanıdır.
TCP ve UDP gibi taşıma katmanlarının altında yer alan IP iletişim kuralı bir kaynaktan bir hedefe uçtan uca paketlerin iletiminden sorumludur [8].
Bugünkü internetin ağ katmanı iletişim kuralı IPv4’tür. IPv4 iyi tasarlanmasına rağmen veri iletişimi 1970’lerden bu güne oldukça gelişmiştir. İnternet iletişim kuralı ilk geliştirildiği zaman IP adresi sayısı yeterliydi, “elektronik ticaret” terimi henüz tanımlanmamıştı ve bu yüzden ağda güvenlik ihtiyaç hissedilen bir konu değildi.
Ayrıca, bir IP üzerinden Ses İletimi (VoIP-Voice over IP) ve video gibi gerçek zamanlı iletişim teknikleri henüz geliştirilmediği için bu işlevleri destekleyecek gereksinimler henüz tanımlanmamıştı [9]. IP yeni nesil (IPng-IP new generation) ya da bugünkü adıyla IPv6, internet iletişim kuralının karşılaştığı problemler için en iyi çözüm olarak görülüyor. Çünkü IPv6 son yirmi yılda IPv4’ün kazandığı deneyimleri hesaba kattı ve gelişiminin çoğu IPv4’ten elde edinilen bu deneyimlere dayandı [10- 12].
2.1. IPv6 İletişim Kuralının Özellikleri
IETF, yeni nesil IP için öneri çağrısını Temmuz 1992’de yaptı. İletişim kuralının ilk hali toplanan önerilerle şekillendirilerek 1995’te RFC 1752 (Request For Comments - 1752) belgesi ile yayınlamıştır. IPv6 iletişim kuralı için standartlar ise RFC 2460 belgesi ile Aralık 1998 tarihinde çıkarılmıştır [13]. IPv6 iletişim kuralı ile IPv4 adresleme alanı genişletilmiş, ağda ek yük getiren paket başlıkları kaldırılarak daha hızlı bir iletişim ortamı sunulmuştur. Ayrıca, daha etkili paket denetimi, yeni eklenen şifreleme sistemleriyle daha güvenli bir iletişim ortamı ve hareketlilik için daha iyi destek ve yönetim kolaylığı sağlanmıştır. Bunların yanında IPv6 iletişim kuralı ile gelen yeni özellikler aşağıda verilmiştir.
Geniş Adresleme ve Yönlendirme: IP adresleme alanı 32 bit’ten 128 bit’e çıkarılmıştır. Bu da adreslenebilir düğüm sayısını arttırmaya ve yeni tip adresleme tanımlamaları yapmaya olanak vermiştir [9]. Geniş adres aralığı kullanımının en önemli avantajlarından birisi de uçtan uca adresleme durumlarında IPv6 ağlarında NAT gibi birçok sorunu beraberinde getiren bir adres dönüştürme iletişim kurallarına ihtiyaç yoktur. Günümüzde IPv6 adres aralıklarının tümü kullanımda değildir.
Bunun başlıca nedeni IPv6 adres aralığının çok büyük bir yüzdesinin gelecekteki adres ihtiyaçları için ayrılmış olmasıdır [2].
Basitleştirilmiş Başlık ve Esnek Uzantı: IPv6, paket başlığını işlemci yükünü azaltmak ve ağ bant genişliğini korumak için basitleştirmiştir. Her bir IPv6 paketi bir ana başlık ve birçok uzantı başlıktan oluşur. IPv4’te sunulan çeşitli boyutlardaki seçenek alanı işlevleri şimdi IPv6 ana başlığını takip eden uzantı başlıklar zinciri tarafından sunulur. Daha az başlık alanı yönlendiricilerin işlem oranını hızlandırır.
Ayrıca IPv6 iletişim kuralında IPv4’ün başlık hata kontrolü (checksum) alanı çıkartılmıştır. Başlıca avantajı başlık işleme yükünün azaltılmasıdır.
Sınırsız Adresleme ve Daha Çok Adresleme Hiyerarşisi: Bir IPv4 adres 32 bit genişliğindedir. Bunun anlamı teorik olarak kullanıcı ve yönlendiricilerin oluşturduğu internetin boyutundaki üst sınır 232 dir. IPv6’da ağ katmanı başlığında adres alanı genişletilerek bu sınır 32 bit’ten 128 bit’e çıkarılmıştır. Bu nedenle, IPv6 beklenen gelecek için IP adresi tükenme problemini çözebilir. Dahası, IPv6 adres boyutu daha çok adresleme hiyerarşisine izin verir. Arttırılmış adresleme hiyerarşisi daha küçük yönlendirme tablolarının olmasını sağlar ve daha hızlı arama yapabilir.
Tak – kullan (PnP - Plug and Play): Tak kullan bir kullanıcının ağ ile iletişim kurması ve her hangi bir elle müdahaleye gerek olmadan kullanım için hazır olmasını sağlar. Tak kullan ağ yönetimi ve denetimi işini oldukça basitleştirir [10,11].
Komşu Keşfi (ND - Neighbor Discovery): Komşu keşfi iletişim kuralı direk olarak eklenmiş ağlar hakkında bilgiyi dinamik bir şekilde belirlemek için sunulmuştur. Bu bilgi yerel ağ parametrelerini, katman 2 adresleri için IPv6 adresleme çözümünü, yönlendirme yönü değiştirmelerini ve komşu düğümlerin durumlarını içerir. ND
iletişim kuralı İnternet Kontrol Mesajlaşma Protokolü sürüm 6 (ICMPv6 - Internet Control Message Protocol for IPv6) iletilerini kullanır. Bu iletiler IPv4’teki Adres Çözümleme Protokolü (ARP -Address Resolution Protocol)’nün yerini alır ve IPv6’yı destekleyen bütün ağlar üzerinde çalışır. ARP’nin kullandığı genel yayın (broadcast) yerine ND çoklu yayın (multicast) kullanır [14].
IP Katman Kimlik Denetimi (authentication) ve Gizlilik: Güvenlik daima internetteki en önemli konudur. IPsec güvenlik mimarisi IPv6 uygulamaları için zorunludur. IP katmanı için güvenliğin eklenmesi güvenliği internet üzerinden bütün uygulamalara yayar. Ayrıca IPv6’da güvenlik bütünlüğünü sağlayan yeni özellikler yoluyla ara düğümlerde paketlerin parçalanmadan aktarılması ve yeni başlık yapısı ile ağ üzerinde paketlerin izlenmesi kolaylaşmıştır [2].
Hizmet Kalitesi Garantisi: IPv4’ün en etkili tekniği bile bazı yeni internet üzerinden çalıştırılabilecek uygulamalar için yetersiz kalabilmektedir. Gelecekte telnet, e-mail vb. uygulamalar çeşitli daha karmaşık ve talep edilen video-konferans ve gerçek zamanlı ses gibi uygulamalar ile paralel olarak çalışacaklar. Bu uygulamaların çalışabilmesi QoS garantisi gerektirir. IPv6 iletişim kuralı ile kullanıcılar akış alanını kullanan özel bir trafik ağına ait paketleri tanımlayabilir. Akışlar QoS gerekliliklerine göre farklı sınıflara ayrılabilir ve her bir sınıf farklı öncelik sırası için atanabilir [10, 11,14].
2.2. IPv4 ve IPv6 İletişim Kuralları Arasındaki Farklar
IPv6’nın gelişimi, IPv4’ün kullanımındaki deneyimler hesaba katılarak tasarlanmış ve IPv4’te mevcut olmayan birçok yeni kavram IPv6’da kabul edilmiştir. IPv6 da IPv4 gibi bir ağ katmanı iletişim kuralıdır ve ağ mimarisinde aynı rolü oynar [10-12].
IPv6 paket işleme yükünü azaltmak için IPv4 başlık alanının bazılarını ya kaldırmış ya da seçimli hale getirmiştir. IPv6’da Çizelge 2.1’de gösterildiği gibi birçok uzantı başlık tanımlanmıştır. Yeni tanımlanan her bir uzantı başlık sabit uzunluktadır, özel bir işi başarır ve önde gelen başlığın sonraki başlık (next header) alanı tarafından tanımlanır.
Çizelge 2.1. IPv6 ek başlıkları [2]
Sonraki
Başlık Uzantı Başlığı Tanımı RFC
0 Sekme Seçenekleri (Hop-by-Hop Options Header )
Paketin yolu boyunca üzerinden geçtiği tüm cihazlar tarafından işlenmesi gereken bilgileri barındırır.
2460
43
Yönlendirme Başlığı
(Routing Header)
Paketin izleyeceği yol ile ilgili bilgi içerir. 2460
44 Parçalama Başlığı (Fragment Header)
Bu başlık kaynak tarafından hedefe mevcut paketin asıl verinin parçalarını içerdiği durumlarda kullanılır.
2460
51
Doğrulama Başlığı (Authentication Header)
Güvenlik için kullanılır. Verinin doğruluğunu, bütünlüğünü sağlamak ve tekrar gönderimini engellemek amacıyla kullanılır.
2402
50
Kapsüllenmiş Güvenlik Yük Başlığı (Encapsulating Security Payload Header)
Bu başlık bazen tek başına, bazen de doğrulama başlığı ile beraber IPv6’da güvenliği sağlamak için kullanılmaktadır.
Taşınan verinin şifrelenmiş olduğunu gösterir.
2406
60
Hedef Seçenekleri (Destination Options Header)
Bu başlıkla tanımlanan seçenekler sadece
hedef cihaz tarafından işlenmektedir. 2460 135
Dolaşılabilirlik Başlığı
(Mobility Header)
Bu başlık dolaşılabilirlik de bağlanma tablolarının oluşturulması için yayınlanan mesajlarda kullanılır.
3775
59 Sonraki başlık yok (Next Header)
Bu başlık kendisinden sonra herhangi bir ek
başlık olmadığını gösterir. 2460
IPv4’te sunulan çeşitli boyuttaki seçenek alanı işlevleri artık IPv6 başlığını takip eden bu uzantı başlıklar zinciri tarafından uygulanır. IPv6 ve IPv4 başlık yapıları Şekil 2.1’de gösterilmiştir [9,11].
Şekil 2.1. IPv6 ve IPv4 başlıkları
IPv4 paketleri yalnızca “sabit uzunlukta ana başlık + çeşitli uzunlukta veri” den oluşan tek bir çeşit yapıya sahiptirler. IPv6 paketlerinin yapısal çeşidi sayısızdır.
“sabit uzunlukta ana başlık + sabit uzunlukta uzantı başlık + sabit uzunlukta uzantı başlık + 1 +………+ n + çeşitli uzunlukta veri”. IPv6 paket biçiminde, her bir uzantı başlık sayısı olası on çeşitten biri olabilir. IPv6 ve IPv4 paketlerinin yapısı Şekil 2.2’de gösterilmiştir [11].
Şekil 2.2. IPv6 ve IPv4 paket yapıları
IPv4’te olduğu gibi IPv6’da da bir düğüm, datagramları bir ya da birçok hedef için adresleyebilir. IPv6 tekil yayın (unicast) ve çoklu yayın (multicast) adreslemeyi destekler ancak genel yayın (broadcast) adresleme kavramı yoktur. Onun yerine çoklu yayın adresleme kullanılır [15,16]. IPv6 ayrıca tekil yayın ve çoklu yayın adreslemeye ek olarak her hangi bir adres için yayın (anycast) tipini de getirmiştir.
Burada bir paket bir grup kullanıcıdan herhangi birine gönderilebilir [14].
2.3. Gezgin IPv6
Bir IP düğümü bir ağdan diğer bir ağa geçtiğinde ağda yaşanan değişikliklere uyum sağlamasının bir yolu her bir konumla uyumlu iki ya da daha fazla ağ yapılandırma parametresi kullanmasıdır. Ancak diğer bir çözüm ise gezici IP (Mobile IP – MIP) iletişim kuralı kullanmaktır [17].
IETF, internet kullanıcılarının hareketlilikle ilgili ihtiyaçlarını karşılamak ve gezici düğümlerin IP katmanındaki ağ hizmetlerinin devamlılığını sağlamak için MIP’yi
standartlaştırmıştır [18]. RFC 3344 standartları ile MIPv4 bugün kullanılan IPv4 ağlarında hareketliliği desteklemek için sunulmuştur. MIPv4 bir gezici düğüm, ev ağında olan bir ev yetkilisi, bir yabancı yetkili ve gezici düğümle iletişime geçmek isteyen ya da iletişimde olan bir haberleşme düğümünden meydana gelir. IPv6 ağlarında hareketlilik ise RFC 3775 ile birlikte MIPv6 ile MIPv4’te yaşanan güvenlik ve üçgen yönlendirme mekanizması gibi sorunlar göz önünde bulundurularak standartlaştırılmıştır [19]. MIPv6, bir düğümün aynı ev adresini koruyarak bir ağdan başka bir ağa hareket etmesine izin verirken IPv6 paketlerinin haberleşme düğümlerinden gezici düğümlere yönlendirilmelerinde şeffaflık sağlar [17,20,21].
2.3.1. Gezici IPv6 iletişim kuralı kavramları
IETF tarafından MIPv6 ile kablosuz ağ ortamları için tanımlanan değişmez düğümler Şekil 2.3’de verilmiştir. Şekil 2.3’e göre tanımlanan düğümler;
Gezici Düğüm (MN - Mobile Node): Internet topolojisinde yeri değişen düğüme gezici düğüm denir [7].
Haberleşme Düğümü (CN - Correspondent Node ): Gezici düğüm ile iletişimde olan her hangi bir düğümdür. Gezici ve haberleşme düğümü terimleri bir IPv6 ağı içerisindeki belirli işlevlere göre adlandırılır. Bu nedenle bir gezici düğüm aynı zamanda bir haberleşme düğümü de olabilir.
Ev Yetkilisi (HA - Home Agent): MN adına hücre geçişi işlemlerini gerçekleştiren, ev ağında bulunan bir yönlendiricidir. Ev yetkilisi MN’nin konuma bağlı adresini kullanılarak haberleşme düğümünden gezici düğüme gönderilen tüm paketleri tüneller [7]. Ev yetkilisi aynı zamanda gezici düğümün konum bilgisini tutar [17].
Yabancı Yönlendirici (FR - Foreign Router): Ziyaret edilen yeni ağda, gezici düğümün bağlantı kuruduğu ve gezici düğüm için yönlendirme hizmeti sağlayan yönlendiricidir.
Şekil 2.3. MIPv6 ağ ortamı
Ayrıca MIPv6 iletişim kuralı içerisinde tanımlanmış bazı kavramlar aşağıda verilmiştir;
Ev Adresi (HoA - Home Address ): Gezici düğüme ait sabit bir adrestir ve haberleşen düğümler tarafından gezici düğüme erişmek için kullanılır. Bir gezici düğüm birden fazla ev adresine sahip olabilir.
Ev Ağı (Home Link): Gezici düğümün varsayılan başlangıç ağıdır. Ev adresi öneki bu ağ tarafından yayınlanır.
Yabancı Ağ (Foreign Link): Gezici bir düğüm tarafından ziyaret edilen her hangi bir ağdır.
Konuma Bağlı Adres (CoA - Care-of Address): Gezici bir düğüm yabancı bir ağa geçtiği zaman bu ağ için yapılandırdığı yeni IPv6 adresidir. CoA’nın her hangi özel bir biçimi yoktur.
Bağlama (Binding): Gezici düğümlerin ev adreslerinin belirli sürelerle konuma bağlı adresler ile eşleştirilmesidir. Bu bir ev yetkilisinin gezici düğümün konuma bağlı
adresine paketleri yönlendirmesini sağlar. Bağlama, gezici düğüm yeni bir CoA aldığı zaman yenilenir ya da güncellenir.
Bağlama Önbelleği (BC - Binding Cache): Bu önbellek, bir ya da daha fazla gezici düğüm için birkaç bağlamayı geçici olarak kaydeder. Bir bağlama önbelleği hem haberleşme düğümü hem de ev yetkilisi tarafından tutulur. Bağlama önbelleğinde her bir kayıtta gezici düğümün ev adresi, konuma bağlı adresi ve kayıtın geçerliliğini gösteren geçerlilik süresi tutulur.
Bağlama Güncelleme Listesi (BUL - Binding Update List): Gezici düğüm tarafından tutulan bu liste gezici düğüm ve haberleşme düğümü tarafından gönderilen bütün bağlamaları tutar. Bu liste gezici düğüm için bir bağlamanın yenilenme zamanını bilmek ve bir haberleşme düğümü ile doğrudan haberleşeceği zaman doğru konuma bağlı adresi seçmek amacıyla kullanılır [7].
2.4. Gezici IPv6 Hücre Geçişi
Bir MN’nin hareketliliği sırasında ağ üzerinde ilk eklendiği noktayı değiştirerek yeni bir ağa geçmesi sürecine hücre geçişi (handover) denir. Hücre geçişi sırasında MN genellikle yeni ağ ile bağlantı kurmadan önce eski ağı ile olan bağlantısını koparır.
MN’nin bu değişikliği CN’ye ya da HA’ya bildirmesi gereklidir. Bu bildirimler tamamlanana kadar MN için gönderilen tüm paketler MN’nin eski adresine gönderilmeye devam eder [7].
MIPv6 iletişim kuralında, hareketliliğin tespit edilmesinden MN sorumludur. Şekil 2.4’e göre hücre geçişi süreci, MN bir Yeni Erişim Yönlendiricisi (NAR-New Access Router) alanına girdiği zaman, bu ağda bir Yönlendirici Keşfi (RA - Router Advertisement) iletisi alması ile birlikte başlar. RA mesajı NAR tarafından periyodik olarak ya da MN tarafından gönderilen Yönlendirici Yayını İsteği (RS - Router Solicitation) iletilerine karşılık olarak yayınlanır. MN yeni ağda hareketliliğini tespit ettikten sonra, durum denetimli (DHCPv6 – Dynamic Host Control Protocol version 6) ya da durum denetimsiz (stateless) adres yapılandırmayı kullanarak CoA adında yeni bir adres yapılandırır [22]. CoA yapılandırılmasından sonra, MN bu adresin ağda eşsiz bir adres olup olmadığını kontrol etmek amacıyla Eşsiz Adres Tespiti
(DAD - Duplicate Address Dedection) işlemini gerçekleştirir. Bunun için MN bir ileti gönderir ve 1s’lik bir zaman aralığı için bekler. Eğer MN bu sürede bir cevap almazsa, CoA’yı kullanmaya başlar.
Şekil 2.4. MIPv6 hücre geçişi süreci
MIPv6’da, MN için hizmet devamlılığı BU iletileri gönderilerek sağlanır. BU iletileri MN’nin yeni CoA’sını HA ve CN’ye bildirmesi için gereklidir. HA bu iletileri Bağlama Onayı (BA - Binding Acknowledgement) iletisi göndererek yanıtlar ve MN’nin HoA’sından CoA’sına bir tünel oluşturur. CN için gönderilen BU iletisi ek bir işlem daha gerektirir. Bu işlem Ters Yönlendirilebilirlik (RR-Return Routability) testi olarak adlandırılır. RR testi, Ev Sınaması Başla (HoT-Home Test Init) ve Duruma Bağlı Sınama (CoT-Care of Test) iletilerini kullanır. RR işlemi başarılı bir şekilde gerçekleştirildikten sonra hücre geçişi tamamlanır [23].
2.4.1. MIPv6 hücre geçişi kayıpları
MIPv6 hücre geçişi süreci, gerçek zamanlı ve VoIP gibi kayıp duyarlı uygulamaları kabul edilemez ölçüde etkiler [24]. Çünkü bir MN eklendiği Erişim Noktası(AP – Access Point)’nı değiştirdiği zaman internet bağlantısının sürekliliği ve paketlerin doğru yönlendirilmesi Katman 2 ve Katman 3 (L3-Layer 3) hücre geçişi işlemlerinden dolayı garanti edilemez [25]. Şekil 2.5’te gösterildiği gibi, L2 hücre geçişi, keşif (discovery) süreci, doğrulama (authentication) süreci ve yeniden bağlantı (re-association) süreçlerinden oluşurken, L3 hücre geçişi sırasıyla yönlendirici keşfi (Router Discovery), DAD süreci ve BU süreçlerinden oluşur. Bu hücre geçişi süreçleri boyunca, MN kendisi için gönderilen IPv6 paketlerini alamaz ya da paket gönderemez. Bu süreç zaman gecikmesi ve paket kayıpları ile sonuçlanır.
Şekil 2.5. MIPv6’da hücre geçişi gecikmesi [26]
Şekil 2.5’e göre, toplam MIPv6 hücre geçişi gecikmesi (THO-MIPv6) Denklem (2.1)’de verilen gecikme sürelerinden meydana gelir. Burada; TL2, L2 hücre geçişi gecikmesidir ve L2’nin üretim teknolojisine bağlıdır. TMD, hareketliliğin tespit edilmesi için geçen gecikme süresidir, link up sinyali ile başlar ve MN yeni ağında bir RA iletisi aldığı zaman sonlanır. TDAD, DAD gecikmesi ve TR bağlama gecikmesidir [26].
( )=
+
+
+
(2.1)Hareketliliğin tespiti link-up sinyalinin alınması ile hemen başladığı varsayılırsa, TMD gecikmesi Denklem (2.2)’de verildiği gibi ifade edilebilir. BuradaLRS ve LRA ifadeleri RA ve RS iletilerinin paket büyüklüklerini göstermektedir. Bu değerler göz önünde bulundurularak, kablosuz bir ağ ortamında bir paketin MN ve AR arasında tek yönlü iletim gecikmesi Denklem (2.3)’de gösterilmiştir [26].
= () + () (2.2)
() = + (k − 1)τ (2.3)
Denklem (2.3)’e göre, kablosuz bir ağ ortamında bir frame’in tek yönlü iletim gecikmesini, k her paketteki frame sayısını ve ! frame’ler arasındaki zaman aralığını gösterir.
HA için konum güncelleme zamanı Şekil 2.5’te TH-M ile belirtilmiştir. TH-M ifadesi Denklem (2.4) ile ifade edilebilir.
" = (#$") + %(#$, ℎ") + (#()") +%(#(), ℎ") (2.4) Denklem (2.4)’te ℎ", HA ile MN’nin yeni AR’si arasındaki ortalama hop sayısını temsil eder. Buna göre %(#$, ℎ") ve %(#(), ℎ") ifadeleri kablolu bir ağ ortamı üzerinde BU ve BA paketlerinin tek yönlü iletim gecikmelerini göstermektedir. Bu gecikmeler Denklem (2.5)’te verildiği gibi gösterilebilir. Burada
*+, % bantgenişliği ve -, % kablolu ağ gecikmesidir [26].
%(#$, ℎ") = #5./×1234
6789: + -, % (2.5)
Şekil 2.5’te gösterilen DAD gecikmesi (), RFC 4862’de belirtilen RetransTimer zaman aralığı olarak ifade edilebilir [27]. RetransTimer ard arda gönderilen Komşu İsteği (NS-Neigbour Solicitation) iletileri arasındaki gecikmeyi ifade eder ve varsayılan değeri 1000ms’dir. Bunun anlamı en iyi şartlar altında DAD gecikmesi 1000ms ile sonuçlanır [28].
MIPv6’da Yönlendirme Eniyileme (RO-Route Optimization) başarılı bir şekilde tamamlandığı zaman RR gerçekleştirilmelidir. Bu durumdaki gecikmesi Denklem (2.6)’da verilmiştir [26].
= max>?+ @A + B" (2.6)
Denkleme (2.6)’ya göre ?, MN ile HA arasında HoTI ve HoT iletilerinin değiştirilmesi için gerekli zaman aralığıdır ve Denklem (2.7)’de verildiği gibi ifade edilir. Burada ℎB" ifadesi CN ile HA arasındaki ortalama hop sayısını göstermektedir [26].
? = (CD) + %(CD, ℎ"+ ℎB")
+(CD) + %(CD, ℎ"+ ℎB") (2.7)
@, MN ile CN arasında CoTI ve CoT iletilerinin değiştirilmesi için gerekli zaman aralığıdır ve Denklem (2.8)’deki gibi ifade edilir. Burada ℎB" ifadesi CN ile MN’nin yeni AR’si arasındaki ortalama hop sayısını göstermektedir.
@ = (BCD) + %(BCD, ℎB")
+(BCD) + %(BCD, ℎB") (2.8)
Ayrıca Denklem (2.6)’da verilen B" ifadesi CN’ye BU iletisini göndermek ve CN’den ilk veri paketini almak için geçen süreyi temsil etmektedir. Buna göre B"
ifadesi Denklem (2.9)’da gösterilmiştir [26].
B" = (#$"BE) + %(#$"BE, ℎB")
+() + %(, ℎB") (2.9)
MIPv6 hücre geçişinde yaşanan bu gecikmeler, eğer HA ve CN coğrafi olarak MN’den uzağa konumlandırılmışlar ise MN’den HA’ya ve CN’ye gönderilen BU
gibi iletilerin iletim zamanı gecikmeleri artacağı için daha da artacaktır. Aynı zamanda bu durum ağın merkezinde aşırı trafiğe neden olacaktır [29].
Bunlarla birlikte MIPv6’da hücre geçişi MN’nin ping-pong hareketliliği durumunda daha da karmaşık bir konu haline gelmektedir. Eğer MN bir sınır bölgesinde sürekli olarak yeni ve eski ağları arasında hareketlilik gerçekleştiriyorsa, MN sürekli olarak konumunu güncellemelidir. Bu durumda, konum güncelleme maliyeti ve sinyal yükü hücre geçişi gecikmesini ve paket kayıplarını daha da arttıracaktır [30].
2.4.2. 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
