[Resume Paper] Perbandingan Performa Mobile IPv6, Hierarchical Mobile IPv6, Fast Handovers untuk Mobile IPv6, dan Kombinasinya

Original Title: A Performance Comparison of Mobile IPv6, Hierarchical Mobile IPv6, Fast Handovers for Mobile IPv6 and their Combination.
Authors: Xavier Perez Costa, Marc Torrent-Moreno, Hannes Hartenstein
Mobile Computing and Communication Review, Volume 7, Number 4, 2004

Pendahuluan

(Dua dari tiga penulis adalah orang yang sama dengan paper sebelumnya, sehingga bagian pendahuluan hampir sama isinya, hanya sedikit berbeda.)

Penelitian ini melakukan pengukuran penurunan kualitas layanan (handoff latency, laju packet loss, bandwidth per stasiun, dan beban pensinyalan) yang diterima pengguna mobile saat menerima data stream ketika handoff. 

Mobile IPv6

Neighbour Discovery

Neighbour Discovery digunakan oleh nodes untuk resolve alamat link-layer dan melacak keterjangkauan node tetangga-tetangganya. Host juga menggunakan ND untuk menemukan router di link mereka. Status yang terdapat pada IPv6 dalam mempelajari alamat MAC dan Neighbour Cache adalah: Incomplete, Reachable, Stale, Delay, dan Probe.

Saat melakukan handover, Mobile Node (MN) harus mempelajari alamat MAC milik Access Router (AR) sebelum memberi tahu yang lain tentang attachment point yang baru melalui Binding Updates (BU). Pada IPv6, MN tidak perlu melakukan proses ARP karena alamat MAC AR didapatkan dari Router Advertisement, sehingga MN dapat mengirim BU tanpa ada delay setelah handover.

Pada akhir proses ARP di IPv4 kedua pihak saling mengetahui alamat MAC. Namun, di IPv6, saat AR memiliki paket yang perlu dikirimkan ke MN, AR harus menjalankan proses resolusi alamat untuk mendapatkan alamat MAC MN.

Jadi, MN bisa segera kirim paket setelah handoff karena tahu MAC AR dengan cepat, sedangkan paket pertama yang dikirim ke MN melalui AR akan tertunda sebentar karena AR harus melakukan proses ARP untuk tahu alamat MAC MN.

Fast Handover di Mobile IPv6

Untuk menurunkan degradasi layanan yang dialami MN saat terjadi perubahan attachment point, Fast Handover di Mobile IPv6 diciptakan. Mekanisme yang digunakan adalah Anticipated Handover, yang hanya berdasarkan pada informasi network layer.

Anticipated Handover menawarkan pendekatan “make-before-break“. Kesepakatan MN dengan new Access Route (nAR) dibuat sebelum hubungan dengan old Access Route (oAR) terputus.

Ilustrasi Anticipated Handover
Ilustrasi Anticipated Handover

Step mekanismenya adalah:

  1. MN dapat info tentang attachment point baru di tempat tujuan bergerak, misal melalui Route Advertisement dari nAR.
  2. MN mengirim Router Solicitation for Proxy (RtSolPr) ke oAR yang berisi identifier nAR.
  3. oAR membuat new care of address (nCoA) berdasarkan ID interface MN dan nAR subnet prefix.
  4. oAR mengirim Proxy Router Advertisement (PrRtAdv) ke MN, berisi nCoA yang diajukan, dan alamat IP & MAC milik nAR.
  5. Pada saat yang sama dengan (4), oAR mengirim Handover Initiate (HI) ke nAR, memberi tahu alamat lama CoA milik MN dan nCoA yang diajukan.
  6. nAR mengecek Neighbour Cache, apakah sudah ada yang menggunakan IP nCoA yang diajukan. Jika nAR menyetujui nCoA, nAR menambahkan nCoA ke Neighbour Cache.
  7. nAR mengirim Handover Acknowledge (HAck) ke oAR, merespon bahwa nCoA tersebut valid.
  8. oAR menyiapkan penerusan paket untuk MN ke nCoA.
  9. Setelah MN mendapatkan PrRtAdv dan nCoA, MN mengirim Fast Binding Update (F-BU) ke oAR, sebagai pesan terakhir sebelum handover di link layer dilakukan.
  10. oAR menerima F-BU, lalu merespon dengan mengirim Fast Binding Acknowledgment (F-BAck) ke nCoA.
  11. Saat MN datang di nAR dan koneksi link layer sudah siap, MN mengirim Fast Neighbor Advertisement (F-NA).
  12. nAR mem-forward paket ke MN.
  13. MN melakukan prosedur normal MIPv6 untuk mengabari home agent & correspondent node tentang nCoA.

Hierarchical Mobile IPv6 (HMIPv6)

Pergerakan MN yang semakin jauuuh dari home domain atau correspondent node membuat trafik sinyal BU, handoff latency, dan packet loss meningkat. HMIPv6 adalah sistem manajemen mobilitas lokal yang bertujuan menurunkan beban sinyal karena pergerakan pengguna yang tinggi.

Mobilitas dalam domain lokal dikelola oleh Mobility Anchor Point (MAP). Mobilitas antara domain-domain MAP yang terpisah dikelola oleh MIPv6. MAP beraksi seperti Home Agent lokal.

Saat MN memasuki area MAP baru, MN mendaftar dan mendapatkan regional care-of-address (RCoA). RCoA adalah alamat yang digunakan MN untuk memberi tahu Home Agent & Correspondent Node. Paket-paket ke MN akan dikirim ke MAP, sebagai proxym dan dirutekan ke on-link care-of-address (LCoA). Saat MN melakukan handoff antara access point dalam area MAP yang sama, MN cukup mengabari MAP saja (tidak perlu mengabari Home Agent & Correspondent Node).

Note: cara tersebut tidak mengubah BU periodis MN yang dikirim ke HA, CN, dan MAP.

HMIPv6 + Fast Handovers for MIPv6

Pendekatan penerapan gabungan kedua metode tersebut adalah:

MAP diletakkan di router agregasi, di atas ARs yang terlibat handover. Proses fast handover biasa antara oAR & nAR tidak efisien karena paket harus melalui link MAP-oAR dua kali, dan urutan kedatangan paket bisa kacau. Di sisi lain, jika MAP yang bertanggung jawab menetapkan redirection sebelum handoff, inefisien bisa terhapus.

Pada fast handover biasa, MN akan melakukan handoff setelah mengirim F-BU ke oAR. Namun, pada sistem ini, handoff dilakukan setelah MN menerima F-BAck dari link lama, agar tidak ada paket yang hilang akibat dikirim ke CoA lama.

(Mengenai cara setup simulasi dan hasil penelitian detail, silakan cek langsung di paper aslinya 🙂 )

Ringkasan Hasil Penelitian

  1. Pergerakan acak dari MN yang diamati memengaruhi performa, namun efek dari perbaikan protokol masih dapat terlihat
  2. Jika pengguna mengirim paket berukuran kecil dengan laju rendah (misal dari VoIP), overhead yang timbul akibat proposed enhancements akan memperburuk performa. (karena ukuran overhead tidak jauh berbeda atau lebih besar daripada ukuran paket isi data)
  3. MIPv6 mampu mengungguli sistem yang telah di-enhance dalam aspek packet loss pada kondisi saturasi
Iklan

Penulis: fayruzrahma

always trying to be a simple person :)

Ada komentar?

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s