Seamless Handoff in Mobile IPv6
Authors
Andersen, Torben Wittrup ; Lildballe, Anders
Term
4. term
Education
Publication year
2001
Abstract
Internetprotokollen (IP) forventes at blive den vigtigste transport for trafik til mobile og trådløse enheder, både almindelige data (web og e‑mail) og tidsfølsomt indhold som tale og video. For at understøtte mobile enheder er IP udvidet med Mobile IP, som kan opsnappe og videresende pakker til en mobil, roamerende node. Sømløs roaming kræver, at brugere og applikationer ikke oplever afbrydelser eller mærkbare hak i trafikken. Denne afhandling foreslår forbedringer til Mobile IPv6 med fokus på, hvornår et celle‑skift igangsættes (handoff‑initiering). Vi undersøger to eksisterende strategier: Eager Cell Switching og Lazy Cell Switching. For hver strategi opstiller vi en matematisk model, der beskriver håndover‑forsinkelsen som en funktion af centrale protokolparametre. For at forbinde teori og praksis opbyggede vi et testmiljø med FreeBSD 4.1 og KAME Mobile IPv6 og målte den faktiske forsinkelse ved roaming for hver strategi. De målte resultater stemte tæt overens med modellerne. Med udgangspunkt i modellerne foreslår vi en ny protokolkonfiguration, der forbedrer håndover‑ydelsen for begge strategier uden at øge netværksbelastningen, og dette blev bekræftet i testmiljøet. Da både Lazy og Eager Cell Switching har alvorlige svagheder, foreslår vi en avanceret strategi, Parametric Cell Switching, som udnytter information fra linklaget og kan konfigureres til at bruge flere forskellige beslutningskriterier. En prototype indarbejdet i KAME‑softwaren viste markant bedre ydelse end de to eksisterende strategier. Vi konkluderer, at håndover‑forsinkelsen kan reduceres for de eksisterende strategier, men at sømløs roaming kræver, at linklagsinformation bruges i håndover‑beslutningen. I et uformelt forsøg i en hel bygning med trådløst LAN kunne prototypen skifte mellem tre basestationer på tre forskellige net uden pakkebortfald.
The Internet Protocol (IP) is expected to carry most traffic to mobile and wireless devices, including everyday data (web and email) and time‑sensitive content such as voice and video. To support mobility, IP has been extended with Mobile IP, which can intercept and forward packets to a roaming node. Seamless roaming requires no loss of connectivity or noticeable interruptions. This thesis proposes improvements to Mobile IPv6, focusing on when to start a handoff (handoff initiation). We study two existing strategies: Eager Cell Switching and Lazy Cell Switching. For each strategy, we build a mathematical model that predicts handoff latency as a function of key protocol parameters. To connect theory and practice, we set up a testbed with FreeBSD 4.1 and KAME Mobile IPv6 and measured the actual handoff delay for a roaming node using each strategy. The measurements closely matched the models. Using the models, we propose a new protocol configuration that improves handoff performance for both strategies without increasing network load, and we confirm this improvement in the testbed. Because both Lazy and Eager Cell Switching have serious shortcomings, we introduce an advanced strategy, Parametric Cell Switching, which uses link‑layer information and can be configured to apply different decision criteria. A prototype integrated into the KAME software showed much better performance than the two existing strategies. We conclude that handoff latency can be reduced for the existing strategies, but that seamless roaming requires using link‑layer information in the handoff decision. In an informal building‑wide Wireless LAN test, the prototype roamed across three base stations on three different networks without losing packets.
[This abstract was generated with the help of AI]
Documents