マルチホーミングを利用したPROXY MOBILE IPV6 のハンドオーバー早稲田大学大学院　基幹理工学研究科　情報理工学専攻後藤 滋樹 研究室 修士 2 年尾崎　吉彦

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修士論文審査

研究背景携帯電話、スマートフォン、ネットブックなどモバイル端末の普及拡大モバイル端末の通信継続性や IP mobility を保持する仕組みが求められている

Proxy Mobile IPv6携帯電話システムのオール IP化に伴って登場した移動支援プロトコル移動端末の移動を IP層で隠蔽通信の継続を保証 LTE/EPC、WiMAXで採用

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修士論文審査

PROXY MOBILE IPV6

InternetLMA

MAG

Proxy Mobile IP domain

① 接続

② プロキシー・ バインディング 通知③ プロキシー・バインディング応答

④ 双方向トンネル確立

⑤ ホーム・プレフィックスをルータ広告により通知⑥ ルータ広告よりアドレス自動　生成機能を用いて HoAを通知

MN

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修士論文審査

PROXY MOBILE IPV6用語 Proxy Mobile IPv6ドメイン

Proxy Mobile IPv6を用いて移動支援を提供できるネットワーク Local Mobility Anchor (LMA)

Proxy Mobile IPｖ６におけるホームエージェント 移動端末から送受信されるパケットはすべて LMAを経由

Mobile Access Gateway (MAG) 移動端末のデフォルト・ルータ 移動端末の接続を検知し、 LMAに移動端末の移動先情報を通知

Mobile Node (MN) 移動端末

Correspondent Node (CN) 通信相手

Home Address (HoA) MNに与えられるアドレス

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修士論文審査

ハンドオーバーとは基地局の切り替えをハンドオーバー・ハンドオフという本研究では、 Proxy Mobile IPv6におけるMAGの切り替えをハンドオーバーという

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修士論文審査

Hand Over

PROXY MOBILE IPV6のハンドオーバーMN MAG1 LMA MAG2双方向トンネル

PBA

ルータ要請

ルータ広告双方向トンネルパケット転送

PBU

PBU

PBA

Time パケット転送

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修士論文審査

既存手法の問題この一連の処理の間、MN と CN との通信は数秒程度ストップしてしまうユーザーにとってストレスを感じてしまいかねない時間であり、問題がある

マルチホーミングを利用してハンドオーバー処理の時間を短縮する！

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修士論文審査

マルチホーミングとは

if0 if0

if1 if1

Network0

Network1

複数のネットワークインタフェースを持ち、同一宛先に対して複数の経路で通信できる機能2/4/2011

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修士論文審査

MN MAG1 LMA MAG2

双方向トンネル

PBA

ルータ要請ルータ広告

双方向トンネルパケット転送PBU

PBUPBA

if0 if1

Tim

e パケット転送

提案手法

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修士論文審査

実証実験

LMA

MAG1

Mobile Nodes

Correspondent Node

Internet

MAG2• Proxy Mobile IPv6• IEEE802.16e 21Mbps• FTP 1000byte

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修士論文審査

実験１既存手法および提案手法で Proxy Mobile IPv6を実行 MNはMAG１→MAG２へ移動、 CNと通信 MNの数を 1、 2、 3、 4と変化させて、実験を行う既存手法を用いて Proxy Mobile IPv6を実行した場合と、提案手法を用いて Proxy Mobile IPv6を実行した場合のハンドオーバーの所要時間を測定する LMA-MAG間のディレイは 3ms

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修士論文審査

10

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

提案手法既存手法

Node Number

Tim

e (s

ec)

MNが１の場合のハンドオーバーの所要時間（実験１）

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修士論文審査

1 20

0.20.4

0.60.8

11.2

提案手法既存手法

Node Number

Tim

e (s

ec)

MNが２の場合のハンドオーバーの所要時間（実験１）

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修士論文審査

1 2 30

0.20.40.60.8

11.21.41.61.8

提案手法既存手法

Node Number

Tim

e (s

ec)

MNが３の場合のハンドオーバーの所要時間（実験１）

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修士論文審査

1 2 3 40

0.5

1

1.5

2

2.5

提案手法既存手法

Node Number

Tim

e (s

ec)

MNが４の場合のハンドオーバーの所要時間（実験１）

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修士論文審査

実験 2既存手法および提案手法で Proxy Mobile IPv6を実行 MNはMAG１→MAG２へ移動、 CNと通信 MNの数を 1、 2、 3、 4と変化させて、実験を行う既存手法を用いて Proxy Mobile IPv6を実行した場合と、提案手法を用いて Proxy Mobile IPv6を実行した場合のハンドオーバーの所要時間を測定する LMA-MAG間のディレイは 10msである

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修士論文審査

10

0.20.4

0.60.8

11.2

提案手法既存手法

Node Number

Tim

e (s

ec)

MNが１の場合のハンドオーバーの所要時間（実験２）

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修士論文審査

1 20

0.20.4

0.60.8

11.2

提案手法既存手法

Node Number

Tim

e (s

ec)

MN２の場合のハンドオーバーの所要時間（実験２）

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修士論文審査

1 2 30

0.5

1

1.5

2

2.5

提案手法既存手法

Node Number

Tim

e (s

ec)

MNが３の場合のハンドオーバーの所要時間（実験２）

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修士論文審査

1 2 3 40

0.51

1.52

2.53

3.54

提案手法既存手法

Node Number

Tim

e (s

ec)

MNが４の場合のハンドオーバーの所要時間（実験２）

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修士論文審査

実験結果　まとめ

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修士論文審査

MN数 提案手法 （ sec ） 既存手法 (sec)1 0.962775 1.122775 2 1.002775 1.082775 3 1.029720 2.149441 4 1.052983 3.242775

MN数 提案手法 （ sec ） 既存手法 (sec)1 0.962775 1.122775 2 1.002775 1.102775 3 1.029441 1.649441 4 1.042775 2.162775

表：実験１の平均ハンドオーバー所要時間

表：実験２の平均ハンドオーバー所要時間

結論 Proxy Mobile IPv6 環境において、マルチホーミングを利用してハンドオーバーの処理時間の短縮を提案既存手法と比べハンドオーバーの処理時間が短く、ノード数や LMA-MAG間のディレイにハンドオーバーの処理時間が左右されない安定した通信を実現

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修士論文審査

ご清聴ありがとうございました

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修士論文審査

補足資料

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修士論文審査

目次研究背景 Proxy Mobile IPv6 Proxy Mobile IPv6のハンドオーバー

既存手法提案手法

実証実験実験環境実験概要実験結果

まとめ

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修士論文審査

マルチホーミング詳しい説明

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修士論文審査

今後の課題

実機における実装実運用に近い環境でのシミュレーション

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修士論文審査

シミュレーション環境 IEEE802.1６ e（ 21Mbps）シミュレーション時間： 20 sec 0.1 sec～

CN→MNにパケット送信 FTP 1000byte

NS-2の問題で 1000byte以上だとパケットが分割されてしまう 10 sec付近

MNがMAG１からMAG2にハンドオーバー

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修士論文審査

LMA:Local Mobility Anchor

MAG-1MAG-2:Mobile Access Gateway

Base Stations

PMIP domain

Bi-directional Tunnel

Mobile Node 1 Mobile Node 2

Server

Internet

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LMA

MAG

MN

（１）ハンドオフ指示オプション＝１の場合

（３）ハンドオフ指示オプション＝３の場合

LMA

MAG1

MN（複数のインタフェース）（２）ハンドオフ指示オプション＝２の場合

LMA

MAG

MN

（４）ハンドオフ指示オプション＝５の場合

MAG2

LMA

MAG1 MAG2

MN（単一のインタフェース）

MN MAG LMA

Proxy Binding Update

ルータ広告Proxy Binding ACK

ルータ要請

双方向トンネル送受信

Tim

e