NTMobile 110425321 1. LAN NT- Mobile(Network Traversal with Mobility) [1] NTMobile LAN 2. NTMobile NTMobile NTMobile NTM IP DC(Direction Coordinator) NTM DC NTM DC IP NTM NTM (MN) DC NTM (CN) UDP MN CN IP IP MN CN 3G DC 3. NTM LAN DC IP AutoIP(RFC3927) MDNS(Multicast DNS)(RFC6762) 3G DC 2 LAN 1 MN CN LAN LAN MN CN 3G DC (3GIP) IP LAN MN 3G 側で通信 電波強度が一定以上 電波強度が一定未満 3G 側で通信 DC MN Cellular Network AdIPMN AdIPCN VIPMN VIPCN 3GIPMN 3GIPCN VIPMN VIPCN CN Outer IP Header Original IP Header X Y 1: Cellular Network Tunnel Ad-hoc Tunnel Communication by VIP Communication between X and Y 3G Wireless LAN 3G Wireless LAN UDP Tunnel Tunnel Switching Request /Response UDP Tunnel UDP Tunnel Tunnel Switching Request /Response 2: CN アドホック側で通信 AutoIP IP (AdIP) MN NTMobile DC 3G NTM MDNS AdIPCN MN CN UDP 2 LAN 3G DC MN CN IP 4. NTMobile [1], Vol.54, No.10, pp.2288-2299, 2013
理工学部情報工学科渡邊研究室 110425321 山路怜士
スマートフォンの普及 インターネット接続数が増加 通信データが大容量化 無線通信技術の発展 携帯網 (3G ネットワーク LTE など ) の環境整備 無線 LAN の普及 場所や時間に関わらず高速な通信がしたい 2
携帯網通信 (3G ネットワーク LTE) 広範囲で使用可能 インターネット経由 高トラフィック時にスループット低下 直接通信 ( 無線 LAN のアドホックモード ) 端末から電波が届く範囲内 インターネットを介さない 通信帯域が広い 周囲の状況に応じてネットワークを切り替えたい 3
Android 端末において直接通信と携帯網通信をシームレスにハンドオーバする スループットを向上させる A B アドホックモード ネットワークを切り替えると通信は切断される 3Gネットワーク NTMobileで解決 4
NTMobile(Network Traversal with Mobility) 通信接続性と移動透過性を実現 アプリケーション間は仮想 IP アドレスで通信 実際の通信は実 IP アドレスでトンネル通信 5
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アドホックモードへの適用は未検討 DC では端末間の実距離を把握できない 10
無線 LAN 側で端末が自律的にトンネル構築を行う 直接通信と携帯網通信を切り替えてトンネル通信 3G と無線 LAN インタフェースを両方起動させる 無線 LAN の電波強度によりトンネルを切り替える 11
Auto IP DHCP サーバ無しに端末が IP アドレスを生成 リンクローカルアドレス (169.254.0.0/16) を使用 RFC 3927 MDNS(Multicast DNS) DNS サーバ無しに端末同士で名前解決 DNS クエリをマルチキャスト RFC 6762 S. Cheshire, et al.: Dynamic Configuration of IPv4 Link-Local Addresses, RFC 3927, 2005 S. Cheshire, et al.: Multicast DNS, RFC 6762, IETF(2013) 12
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AdIP MN 15
AdIP MN AdIP CN 16
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Android 端末への実装 アプリケーション層 電話機能や HOME 画面機能など アプリケーションフレームワーク層 アプリの起動から終了までの流れを管理 ライブラリ層 暗号化や描画制御を提供 カーネル層 Linux Kernel 2.6 以降 26
Android 端末への実装 wpa supplicant IEEE802.1x/WPA を無線 LAN クライアントに提供 改造を行いアドホックモードに対応させる Wi-Fi Protected Access 27
Android 端末への実装 NTM デーモン トンネル構築に関する制御メッセージを扱う 端末が自律的にトンネル構築できるよう改造 ( 無線 LAN 側 ) MDNS 完了後トンネル構築を行う Wi-Fi Protected Access 28
Android 端末への実装 Connectivity Service Android 端末のネットワーク接続を管理 改造を行い無線 LAN 接続時でも 3G インタフェースを使用可能にする 29
NTMobile を用いてアドホック通信と携帯網通信をシームレスに切り替える方式を提案 無線 LAN 側で端末が自律的にトンネル構築 トンネルを切り替えることでインタフェースを切り替える Android 端末で提案方式が実現できることを確認 今後の方針 実装および 性能評価 30
付録 31
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ハンドオーバ時のしきい値を 2 つ設定する 携帯網 アドホック 電波強度のしきい値を A+α とする アドホック 携帯網 電波強度のしきい値を A-α とする しきい値を A とする 33
無線 LAN インタフェース側で端末間通信が可能 Android OS 4.x 以降に標準搭載 通信時に IP アドレスを使用しない 独自の識別子を使用 ホストオーナーと呼ばれる親機を必ず経由 親機同士の通信は不可など制約がある 34
IP 電話やビデオチャット 無線インカムシステム イベント会場等におけるスタッフ間の通信 ( 音声や映像 ) 従来設備の老朽化 データ通信および映像通信への拡張要求 35
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バージョン分布 (2015 年 2 月発表 ) 1.6% 0.4% 7.4% 6.4% 2.2 2.2.3-2.3.7 4.0.3-4.0.4 39.7% 18.4% 4.1.x 4.2.x 90.6% 6.3% 19.8% 4.3 4.4 5.0 Google 社発表 http://japanese.engadget.com/2015/02/04/android-5-0-lollipop-1-6/ 37
アドホックモードと携帯網の特徴を生かした通信 アドホックモードによりスループット向上 携帯網に流れるトラフィックを低減 高トラフィック状態を抑制 端末間直接通信に対し NTMobile の適用可能 38