Movilidad Ipv6
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UNIVERSIDAD TÉCNICA PARTICULAR DE LOJALa Universidad Católica de Loja
Sistemas Basados en el Conocimiento
Tema
ONTOLOGÍA EN MOVILIDAD IPV6
MERCY JIMÉNEZ
Profesor
ING. NELSON PIEDRA
FechaLoja-Ecuador, (julio,2010)
Sistemas Basados en el Conocimiento
MOVILIDAD EN EL PROTOCOLO [email protected]
RESUMEN:
El presente trabajo hace referencia a representación del conocimiento semántico basado en el protocolo IPV6, el mismo que trae incorporado el servicio de movilidad permitiendo que los usuarios visiten varias redes (roaming) sin perder la conexión. Para ello es necesario describir la semántica y sus relaciones mediante ontologías con el fin de determinar conceptos, relaciones, términos en el dominio de movilidad IPV6.
INTRODUCCIÓN
En los últimos años las tecnologías inalámbricas como WLAN, GPRS, UMTS han tenido un auge debido al servicio de Internet que actualmente están incorporados en dispositivos como portátiles, PDAs., etc. Debido a la acogida de este ha tenido se ha incorporado un nuevo servicio denominado movilidad en IP.
Movilidad es la capacidad que tiene un nodo de una red para mantener la misma dirección IP, a pesar que se desplace físicamente a otra red. Es decir que sin importar su ubicación este puede seguir siendo accesible a través de su misma dirección IP. [1]
Funcionamiento de MIP6
Cuando un nodo móvil se mueve hacia una Red Foránea, el nodo móvil recibirá un Care-of-Address (CoA) usando autonfiguración. Entonces el nodo móvil enviará una actualización de unión (binding update) hacia su Home Address con el nuevo CoA que usará el nodo móvil mientras está en roaming.[2]
Fig. 1 Funcionamiento IPV6[2]
Sistemas Basados en el Conocimiento
OBJETIVOS
Objetivo General
Construir una base de conocimiento basada en MIP6
Objetivos Específicos
Construir una Ontología fuertemente basado en el tema Representar el conocimiento en Protege Aplicar la metodología Methontology Realizar consultas SPARQL
Sistemas Basados en el Conocimiento
METHONTOLOGYTAREA 1. GLOSARIO DE TERMINOS
Conceptos Sinónimos Acrónimos Descripción TipoAAA AAA AAA(Authentication,Authorization,Acouting)Permite
Autenticar al usuario para confirmar su verdadera identidad.
Concepto
Agentes Actores Es el que interviene en el proceso de comunicación (NC MN) .
Concepto
Anycast Asociación de una dirección destino a varias máquinas. ConceptoAutenticación Es la confirmación de que el usuario es el registrado
verdaderamente para gozar de los servicios MIP6 Concepto
Autorización Es el permiso otorgado por el ISP para el ingreso al servicio de movilidad.
Concepto
celulares Son dispositivos ConceptoNodo Corresponsal CN Es quien contacta al NM atreves de su HA para realizar
alguna actividad(llamada VoIP)Concepto
DireccionamientoIPV6 E s la asignación de una dirección IPV6 ConceptoFirewalls Son dispositivo que está diseñada para bloquear el acceso
no autorizado.Concepto
FMIP6 Protocolos ConceptoAgente Hogar HA Es quien se encarga de Macromovilidad La macro movilidad está orientada a Mobile IP ConceptoMicro movilidad Está orientado a celular IP y Hawaii ConceptoMIP6 El protocolo de red IPV6 tiene incorporado el servicio de
movilidad Concepto
Nodo Móvil MN Son dispositivos inalámbricos que se comunican atreves de una red con una dirección IP
Concepto
Multicast Se asocia una dirección destino a muchos destinos finales Concepto
Sistemas Basados en el ConocimientoPDA (Asistente Digital Personal), es un computador de mano
con un sistema de reconocimiento de escritura.Concepto
Portátiles Es una computadora personal móvil ConceptoProblemas Cuestión difícil de solucionar ConceptoProtocolos Es un conjunto de reglas que permiten comunicarse entre
computadores través de una redConcepto
Redes Son puntos de interconexión ConceptoRed Foránea Red Externa FA Es una red externa la misma que puede ser visitada por el
NMConcepto
Red Hogar HA Es una red donde el NM se encuentra y desde allí sale a visitar redes externas.
Concepto
SoporteIPV6 Significa que la infraestructura de red trabaja con direcciones IPV6
Concepto
Unicast Cada dirección destino se corresponde con un único destino
Concepto
Usuario Es la persona que usa el servicio de movilidad IPV6 ConceptoNombreusuario (DataTypeProperty) Instancia de AtributoTipo (DataTypeProperty) Instancia de atributoNombre_red_Hogar (DataTypeProperty) Instancia de atributoNombre_red_Foranea (DataTypeProperty) Instancia de AtributoTipo_red_Foranea (DataTypeProperty) Instancia de AtributoTipo_red_Hogar (DataTypeProperty) Instancia de atributoContacta mediante elMN, TraficoDeSenalizacion
El MN mediante el trafico de señalización mantiene su comunicaron con el HA y el CN
Relación
TransmitenRedes, TraficoDeDatos, TraficoDeSenalizacion
La red se encarga de transmitir todo tráfico ya sea de señalización o de datos.
Relación
visita_unaMN, RedForanea
El nodo móvil visita una red externa Relación
Notifica_IP_alMN, HA
Una vez que el nodo móvil se encuentra en una red externa notifica a su HA la IP actual.
Relación
Sistemas Basados en el ConocimientoRegistra_IP_del
HA, MNEl HA actualiza su base de datos con la nueva IP del nodo móvil.
Relación
Contacta_alCN, HA
Cuando el CN desea comunicarse con el MN contacta con el por medio de su HA.
Relación
Envia_paquetes_alCN, HA
El CN envía paquetes por medio de la red al HA Relación
reenvia_paquetes_alHA, MN
El HA captura los paquetes del CN y reenvía los paquetes al MN
Relación
respondeMN, HA
El MN responde a los paquetes del NC por medio del HA. Relación
Reenvia_respuesta_alCN, HA
Los paquetes son reenviados desde el HA hacia el CN Relación
TieneCN, SoporteIPV6
Si el CN tiene soporteIPV6 entonces estos se pueden comunicar directamente sin necesidad de un HA.
Relación
Informa_IP_alMN, CN
El MN le informa de su IP al CN para la comunicación directa.
Relación
se comunica_conCN, MN
El CN se comunica directamente con el MN Relación
No tieneFirewall, SoporteIPV6
Si el Firewall de una red no tiene soporte IPV6 este genera problemas en la comunicación entre los agentes.
Relación
bloquea_elTraficoDeDatos,
TraficoDeSenalizacion
El firewall bloquea el tráfico no recepta ningún paquete. El firewall no reconoce paquetes IPV6.
Relación
realiza_unaUsuario, Autenticación
El realiza una autenticación para poder hacer uso del servicio de movilidad.
Relación
utilizanRedes, IPSec
Para una transmisión segura las Redes utilizan IPSec. Relación
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TAREA 4. CONSTRUIR EL DICCIONARIO DE CONCEPTOS
Nombre del Concepto Instancias Atributos de clase Atributos de Instancia Relaciones
MIP6 --- TransparenciaSeguridad
--- areis-a
Usuario --- Nombrenacionalidad
is-arealiza_una
Direccionamiento IPV6 UnicastMulticastAnycast
Numero_de_bits areis-a
Protocolos --- Nombre ProtocoloTipo Protocolo
--- areare
Problemas --- Tipo de problema --- areAgentes CN
MNHA
tipo_de_servicioTipo_dispositivoNombre_agente
areis-a
Redes Red HogarRed Foranea
Tipo_de_redNombre_de_red
areare
Tráfico Trafico de SeñalizaciónTrafico de Datos
Tipo_de_mensajesTamaño_de_mensajes
is-a
Macromovilidad --- --- entorno Is-aMicromovilidad --- --- entorno Is-aAutenticación --- --- Usuario
contraseñaIs-a
Autorización certificado Is-aFirewall Tipo_firewall
Reglas_de_bloqueoIs-a
Soporte IPV6 Tipo_de_direcionamiento Is-a
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TAREA 5. DESCRIBIR RELACIONES BINARIAS AD-HOC
Nombre de la relación Concepto origen Cardinalidad máxima
Concepto destino Propiedad Matemática
Relación inversa
Visita MN N Red Externa --- Es visitada porabandona MN N Red Externa --- Es abandonada por
Bloquea_el Firewall 1 Trafico de Señalización FuncionalBloquea_el Firewall 1 Tráfico de Datos Funcional
Notifica_IP_al MN 1 HA Inversa Registra_IPContacta_al CN 1 HA Simétrica Contacta_al
Envía _ paquetes CN 1 HA TransitivaEnvía _ paquetes HA 1 MN TransitivaEnvía _ paquetes CN 1 MN Transitiva
Responde MN 1 HA TransitivaResponde HA 1 NC Transitivaresponde MN 1 NC Transitiva
Protegen_datos_con Redes N IPSec Inversa Encriptan_datos_de_laSe autentica en Usuario 1 AAA --- Autoriza_servicio_al
transmiten Redes N Trafico ---tiene CN 1 Soporte IPV6 ---
No_tiene Firewall 1 Soporte IPV6 ---
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TAREA 6. DESCRIPCIÓN DE LOS ATRIBUTOS DE INSTANCIA
Nombre del atributo de instancia Concepto
Tipo de Valor Rango de valores Cardinalidad
Tipo_protocolo Protocolo String String (1, 1)Nombre_red_Hogar Red Hogar String String (1,1)Nombre_red_Foranea Red Foranea String String (1,1)Tipo_red_Foranea Red Foranea String String (1,1)Tipo_red_Hogar Red Hogar String String (1,N)Tipo_de_mensajes Trafico de
señalización String String (1,1)Tamaño de mensajes Trafico de
datos integer (1,1)Tipo_de_Firewall Firewall String String (N, N)Reglas de bloqueo Firewall String String (1, N)Usuario Autenticación String String (1,1)Contraseña Autenticación String String (1,1)Certificado Autorización String String (1,1)Tipo_de direccionamiento Soporte IPV6 Integer 128 bits (1,1)
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TAREA 7. DESCRIPCION DE LOS ATRIBUTOS DE LA CLASE
Nombre del atributo de la clase Concepto Tipo de Valor Cardinalidad ValorTransparente MIP6 String (1,1) Publico
Seguridad MIP6 String (1,n) Privado
Numero_de_bits Direccionamiento IPV6
Integer (1, N) Publico
Nombre_de-protocolo Protocolos String (N, N) Publico
Tipo_de_protocolo Protocolos String (N, N) Privado
Tipo de problema Problemas String (N, N) Publico
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TAREA 9. DEFINICION DE AXIOMAS
Nombre del axioma
Descripción Expresión Conceptos Variables
Incompatibilidad de Transmisión
de paquetes
Si el nodo CN no tiene soporte IPV6 no puede comunicarse directamente con el NM
no comunicarse (no soporte IPV6 (A), B)
Nodo CorresponsalNodo Móvil
AB
Identificación del tipo de movilidad
Si las entidades funcionales tienen Agente Foráneo no se trata de Movilidad IPV6
¬ MIP6 (tiene Agente Foráneo(D))
MIP6Entidades Funcionales
CD
TAREA 10: DEFINIR REGLAS
Nombre de la regla
Descripción Expresión Conceptos Atributos Variables
MIP6 lleva direccionamiento IPV6
Si el direccionamiento es IPV6 se trata de una Optimización de Ruta
Si dirección IP (A=128 bits) entonces[Optimización de ruta(R) ]
MIP6 Direccionamiento 128 bits
Auto configuración
A
R
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TAREA 11: DEFINIR INSTANCIAS
Nombre de la instancia Nombre del concepto Atributo ValoresUnicast Direccionamiento IPV6
Multicast Direccionamiento IPV6Anycast Direccionamiento IPV6
CN Agentes tipo_de_servicio PCMN Agentes Tipo_dispositivo Portátil, PDAHA Agentes Nombre_agente router
Red Hogar Redes Tipo_de_redNombre_de_red
Red Foránea Redes Tipo_de_redNombre_de_red
Sistemas Basados en el ConocimientoCONSULTAS EN TWINKLE
Primeramente definimos los prefijos
xmlns:rdf="http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#" xmlns="http://localhost/default#" xmlns:owl="http://www.w3.org/2002/07/owl#" xmlns:xsd="http://www.w3.org/2001/XMLSchema#" xmlns:daml="http://www.daml.org/2001/03/daml+oil#" xmlns:rdfs="http://www.w3.org/2000/01/rdf-schema#">
En la primera consulta determinamos el Sujeto, Predicado, Objeto
PREFIX uri:<http://www.w3.org/2000/01/rdf-schema#>PREFIX rdfs:<http://localhost/default#>select*where{?S ?P ?O}
Fig1. Sujeto, Predicado, Objeto
Sistemas Basados en el Conocimiento Cuáles son los componentes para el funcionamiento de Movilidad IPV6?
PREFIX uri:<http://www.w3.org/2000/01/rdf-schema#subClassOf>PREFIX rdfs:<http://localhost/default#MIP6>
SELECT *WHERE{?Clase uri: rdfs: }
Fig2. Componentes de MIP6
En que entornos trabaja MIPV6
PREFIX uri:<http://www.w3.org/2000/01/rdf-schema#subClassOf>PREFIX rdfs:<http://localhost/default#Protocolos>
SELECT *WHERE{?Protocolos uri: rdfs: }
Fig3. Entornos de MIP6
Sistemas Basados en el Conocimiento Nombre los protocolos que intervienen en Macromovilidad
PREFIX uri:<http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#type>PREFIX rdfs:http://localhost/default#Macromovilidad
SELECT *WHERE{?protocolos uri: rdfs: }
Fig4. Protocolos de Macro movilidad
Nombre los dispositivos utilizados para realizar movilidad
PREFIX uri:<http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#type>PREFIX rdfs:<http://localhost/default#MN>
SELECT *WHERE{?protocolos uri: rdfs: }
Fig5. Dispositivos usados en MIP
Sistemas Basados en el Conocimiento Cuáles son las redes que debe identificar un servicio de movilidad
PREFIX uri:<http://www.w3.org/2000/01/rdf-schema#subClassOf>PREFIX rdfs:<http://localhost/default#Redes>
SELECT *WHERE{?protocolos uri: rdfs: }
Fig6. Redes en la que opera MIP6
¿Cómo se protege la información que viaja por la red?
PREFIX uri:<http://localhost/default#>PREFIX rdfs:<http://localhost/default#>
select ?s ?P ?C
WHERE{{?s rdfs:protegen_datos_con uri:IPSec . uri:Redes ?P rdfs:IPSec . uri:Redes rdfs:protegen_datos_con ?C}UNION {?s rdfs:encripta_datos_de_las uri:Redes . uri:IPSec ?P rdfs:Redes . uri:IPSec rdfs:encripta_datos_de_las ?C}}
Sistemas Basados en el ConocimientoFig7. Procedimiento de seguridad
¿Cuáles son los problemas que se presenta movilidad IPV6?
PREFIX uri:<http://localhost/default#>PREFIX rdfs:<http://www.w3.org/2000/01/rdf-schema#>
SELECT ?clase ?subclaseWHERE{uri:SoporteIPV6 rdfs:subClassOf ?clase OPTIONAL{?subclase rdfs:subClassOf uri:Problemas}}
Fig8. Inconvenientes de MIP6
¿Qué elementos se toman en cuentan para el funcionamiento MIP6?
Sistemas Basados en el ConocimientoPREFIX rdfs:<http://www.w3.org/2000/01/rdf-schema#>
PREFIX uri:<http://localhost/default#>
CONSTRUCT {?x rdfs:name uri: }WHERE {?x rdfs:subClassOf uri:MIP6 }
Fig9. Código RDF
Sistemas Basados en el ConocimientoPREFIX uri:<http://localhost/default#>PREFIX rdfs:<http://www.w3.org/2000/01/rdf-schema#>
SELECT DISTINCT ?name WHERE { ?x rdfs:subClassOf ?name }
Fig10. Subclases que determinan el funcionamiento de MIP6
¿Cuál es el funcionamiento básico de Movilidad IPV6?
Sistemas Basados en el ConocimientoPREFIX uri:<http://localhost/default#>PREFIX rdfs:<http://localhost/default#>
SELECT ?S ?P ?O
WHERE {{ ?S rdfs:es_visitada_por uri:MN. uri:RedExterna ?P rdfs:MN. uri:RedExterna rdfs:es_visitada_por ?O FILTER regex(str(?P), "es_visitada_por") }UNION{ ?S rdfs:notifica_IP_al uri:HA. uri:MN ?P uri:HA. uri:MN rdfs:notifica_IP_al ?O FILTER regex(str(?P),"notifica_IP_al"). FILTER regex(str(?O),"HA") }UNION{ ?S rdfs:registra_IP_del uri:MN. uri:HA ?P rdfs:MN. uri:HA rdfs:registra_IP_del ?O FILTER regex(str(?P),"registra_IP_del") }UNION{ ?S rdfs:contacta_al uri:HA. uri:CN ?P rdfs:HA. uri:CN rdfs:contacta_al ?O FILTER regex(str(?P),"contacta_al")}UNION{ ?S rdfs:contacta_al uri:CN. uri:HA ?P rdfs:CN. uri:HA rdfs:contacta_al ?O FILTER regex(str(?P),"contacta_al")}UNION{ ?S rdfs:envia_paquetes uri:HA. uri:CN ?P rdfs:HA. uri:CN rdfs:envia_paquetes ?O FILTER regex(str(?P),"envia_paquetes") FILTER regex(str(?O),"HA")}
UNION{ ?S rdfs:reenvia_paquetes uri:MN. uri:HA ?P rdfs:MN. uri:HA rdfs:reenvia_paquetes ?Og FILTER regex(str(?P),"reenvia_paquetes")}
Sistemas Basados en el ConocimientoUNION{ ?S rdfs:responde uri:HA. uri:MN ?P rdfs:HA. uri:MN rdfs:responde ?O FILTER regex(str(?P),"responde") FILTER regex(str(?O),"HA")}UNION{ ?S rdfs:responde uri:CN. uri:HA ?P uri:CN. uri:HA rdfs:responde ?O FILTER regex(str(?S),"HA") FILTER regex(str(?P),"responde")}
}
Fig12. Funcionamiento básico de MIP6
¿Cuándo se da una Optimización de ruta?
PREFIX uri:<http://localhost/default#>
Sistemas Basados en el ConocimientoPREFIX rdfs:<http://localhost/default#>
select ?S ?P ?C
WHERE{ {?S rdfs:es_visitada_por uri:MN. uri:RedExterna ?P rdfs:MN. uri:RedExterna rdfs:es_visitada_por ?C FILTER regex(str(?P), "es_visitada_por")}UNION { ?S rdfs:tiene uri:SoporteIPV6. uri:CN ?P rdfs:SoporteIPV6. uri:CN rdfs:tiene ?C}UNION{ ?S rdfs:notifica_IP_al uri:CN. uri:MN ?P rdfs:CN. uri:MN rdfs:notifica_IP_al ?C
FILTER regex(str(?P),"notifica_IP_al") FILTER regex(str(?C),"CN")}UNION{ ?S rdfs:establece_comunicacion_con uri:MN. uri:CN ?P rdfs:MN. uri:CN rdfs:establece_comunicacion_con ?C FILTER regex(str(?P),"establece_comunicacion_con") }UNION{ ?S rdfs:envia_paquetes uri:MN. uri:CN ?P rdfs:MN. uri:CN rdfs:envia_paquetes ?C FILTER regex(str(?P),"envia_paquetes") FILTER regex(str(?C),"MN") }UNION{ ?S rdfs:responde uri:CN. uri:MN ?P rdfs:CN. uri:MN rdfs:responde ?C FILTER regex(str(?S),"MN") FILTER regex(str(?P),"responde")
FILTER regex(str(?C),"CN") }}
Sistemas Basados en el Conocimiento
Fig13. Funcionamiento de Optimización de ruta
Referencias
[1]http://ficcte.unimoron.edu.ar/wicc/Trabajos/VI%20-%20arso/716-Movilidad_en_IPv6.pd.
[2] http://ipref.wordpress.com/2009/03/18/ipv6-mobility/[3] http://www.w3.org/TR/rdf-sparql-query/