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5.1 網路層交遞

5.1.1 網路層交遞行為與延遲分析

5.1.1.1 行為分析

Case 2 : Intra Subnet - Inter ESS

在此網路環境下,行動節點雖然在鏈路層的交遞前後均屬於相同網域,但因在 Inter ESS 環境下延遲時間過長,因而觸發網路層交遞。完成 network handoff detection 後,行動 節點會連續向所在網路送出2 次 DHCP Discovery,在 DHCP Discovery 訊息的 header 裡,

Client IP address 欄位已被更改為 0.0.0.0 (表示為 broadcast),而 Option 50 (表 Requested IP

認為在此網域下可能不只存在單一台 DHCP server,所以藉由等待,查看是否仍有其他 DHCP server 存在,若所要求的 IP 位址早一步被租用,還可向其他 DHCP server 請求 IP 位址。於收到第二次DHCP server 傳送的 DHCP Offer 訊息後,行動節點以廣播的方式送 出DHCP Request 訊息向 DHCP Server 申請租用,也讓網路上其他 DHCP server 知道,不 需再保留所提供的IP 位址。若 DHCP Server 允許 DHCP Client 的請求,會將該資訊記錄 下來並回覆允許租用 (DHCP ACK)的訊息給 DHCP client。若 DHCP Server 不能同意請 求,則會發出DHCP NACK 封包,行動節點收到後,便重新執行整個流程。如 Figure 5-1 所示。

Figure 5-1 Network layer latencies : Intra Subnet – Inter ESS

Case 3 - Inter subnet – Intra ESS

此網路環境下,網路層並未被告知需要作交遞。故送出的封包仍丟往舊有網域的路由 器,當新基地台收到此封包並轉送給新網域上的路由器,新網域上的路由器並不認得不同 網域路由器的MAC 位址,故將此封包丟棄。這些被丟棄的封包並不會有任何的機制告知 行動節點應改變傳送的路由器,此時只是不斷的丟出封包,而新網域上的路由器收到則不

有網域裡預設路由器之ARP entry 清空,當有 network traffic 要送出時,發現 ARP table 內 已無此entry,故呼叫 ARP 程式送出 ARP request 向網路上詢問舊有網域上路由器對應的 MAC address,時間週期為每間隔 1 秒發送 1 次,但新網域上的 host 均無回應。距離第一 個ARP request 發出後的第 4 秒,行動節點會帶舊有網域之 IP 位址以 unicast 方式送出 DHCP Request 訊息。訊息內所要表達的意涵為向網路上的 DHCP server 重新更新租約,但仍得 不到新網域上的DHCP Server 回應,此訊息共發送三次,間隔時間分別為 4,8,16 秒。行動 節點經過一連串的測試後察覺到原來的 IP 位址確實無法使用後,才重新發出 DHCP Discovery 訊息探查新網域的 DHCP Server 為何,並於後續的 IP 位址請求只花費三次訊息 交換的時間。在Figure 5-2 以 IPS: Old IP 表示 DHCP Request 訊息的 header 裡,Client IP address 欄位為舊網域 IP 位址,IPR: NULL 表示在此 header 內並未出現此 Option 50 (表 Requested IP Address)欄位。

Figure 5-2 Network layer latencies : Inter Subnet – Intra ESS

Case 4 : Inter Subnet- Inter ESS

在此網路環境下,行動節點須作跨網域交遞。當行動節點送出DHCP Discovery 訊息 探查網路上可提供IP 位址的 host,而新網域上的 DHCP server 送出 DHCP Off,內含分配 DHCP Discovery (IPS:0, IPR: Old IP)

DHCP ACK DHCP Offer (New IP)

DHCP Request

Gratuitous ARP New subnet Gratuitous ARP

Gratuitous ARP DHCP Discovery (IPS:0, IPR: Old IP) DHCP Offer (New IP)

L2 Handoff Completes

DHCP Discovery (IPS:0, IPR: Old IP)

3 ~ 4 seconds

Figure 5-3 Network layer latency : Inter Subnet – Inter ESS