6LoWPAN - 6LoWPAN

6LoWPAN - это аббревиатура от IPv6 в маломощных беспроводных персональных сетях. 6LoWPAN - это название завершившейся рабочей группы в области Интернет IETF.

. Концепция 6LoWPAN возникла из идеи, что «Интернет-протокол может и должен применяться даже к самым маленьким устройствам., "и что маломощные устройства с ограниченными возможностями обработки должны иметь возможность участвовать в Интернете вещей.

Группа 6LoWPAN определила механизмы инкапсуляции и сжатия заголовков, которые позволяют отправлять и получать пакеты IPv6 в течение Сети на основе IEEE 802.15.4. IPv4 и IPv6 являются рабочими лошадками для доставки данных для локальных сетей, городских сетей и глобальных сетей, например как Интернет. Аналогичным образом устройства IEEE 802.15.4 обеспечивают возможность связи с обнаружением в беспроводной области. Однако природа этих двух сетей различна.

Базовая спецификация, разработанная группой 6LoWPAN IETF: RFC 4944 (обновлена ​​на RFC 6282 со сжатием заголовка и по RFC 6775 с оптимизацией обнаружения соседей). Документ с изложением проблемы: RFC 4919. IPv6 через Bluetooth с низким энергопотреблением (BLE) определен в RFC 7668.

• 1 Области применения
  • 1.1 Тема
  • 1.2 Connected Home over IP
• 2 Функции
  • 2.1 Адаптация размеров пакетов в двух сетях
  • 2.2 Разрешение адресов
  • 2.3 Разные конструкции устройств
  • 2.4 Различное внимание к оптимизации параметров
  • 2.5 Уровень адаптации для совместимость и форматы пакетов
  • 2.6 Адресация механизмов управления
  • 2.7 Рекомендации и протоколы маршрутизации для ячеистой топологии в 6LoWPAN
  • 2.8 Обнаружение устройств и служб
  • 2.9 Безопасность
• 3 Ссылки на популярную культуру
• 4 Дополнительная литература
• 5 См. Также
• 6 Ссылки
• 7 Внешние ссылки

Целью IP-сетей для маломощной радиосвязи являются приложения, которым требуется беспроводная связь подключение к Интернету с более низкой скоростью передачи данных для устройств с очень ограниченным форм-фактором. Примером могут служить приложения для автоматизации и развлечений дома, в офисе и на производстве. Механизмы сжатия заголовков, стандартизованные в RFC6282, могут использоваться для обеспечения сжатия заголовков пакетов IPv6 в таких сетях.

IPv6 также используется в интеллектуальной сети, позволяя интеллектуальным счетчикам и другим устройствам создавать сеть с микросетями перед отправкой данных обратно в биллинговую систему с использованием магистрали IPv6. Некоторые из этих сетей работают через радиомодули IEEE 802.15.4 и поэтому используют сжатие и фрагментацию заголовков, как указано в RFC6282.

Thread

Thread - это попытка более 50 компаний стандартизировать протокол, работающий через 6LoWPAN, для обеспечения домашней автоматизации. Спецификация доступна бесплатно по состоянию на 7 мая 2018 г. при условии соблюдения условий лицензионного соглашения с конечным пользователем, согласно которым для реализации протокола требуется членство в группе потоков (в большинстве случаев платное). Он будет запущен во второй половине 2015 года. Протокол будет напрямую конкурировать с Z-Wave и Zigbee IP.

Connected Home over IP

Connected Home over IP - это последняя попытка стандартизировать протокол, работающий через 6LoWPAN, чтобы включить домашнюю автоматизацию, путем объединения его с DTLS, CoAP и MQTT- SN

Как и все отображения IP на канальном уровне, RFC4944 предоставляет ряд функций. Помимо обычных различий между сетями L2 и L3, отображение из сети IPv6 в сеть IEEE 802.15.4 создает дополнительные проблемы проектирования (см. RFC 4919 для обзора).

Для адаптации размеров пакетов двух сетей

IPv6 требуется, чтобы максимальная единица передачи (MTU) составляла не менее 1280 октетов. Напротив, стандартный размер пакета IEEE 802.15.4 составляет 127 октетов. Максимальные служебные данные кадра в 25 октетов оставляют 102 октета на уровне управления доступом к среде передачи. Необязательная, но настоятельно рекомендуемая функция безопасности на канальном уровне создает дополнительные накладные расходы. Например, для AES -CCM-128 используется 21 октет, а для верхних уровней остается только 81 октет.

Разрешение адресов

IPv6-узлам назначаются 128-битные IP-адреса иерархически через сетевой префикс произвольной длины. Устройства IEEE 802.15.4 могут использовать либо 64-битные расширенные адреса IEEE, либо, после события ассоциации, 16-битные адреса, уникальные в пределах PAN. Также существует PAN-ID для группы физически размещенных устройств IEEE 802.15.4.

Различные конструкции устройств

Устройства IEEE 802.15.4 намеренно ограничены по форм-фактору для снижения затрат (что позволяет создавать крупномасштабные сети из множества устройств), снижения энергопотребления (для устройств с батарейным питанием) и обеспечивают гибкость установки (например, небольшие устройства для нательных сетей). С другой стороны, проводные узлы в IP-домене таким образом не ограничиваются; они могут быть больше и использовать источники питания от сети.

Другой упор на оптимизацию параметров

Узлы IPv6 ориентированы на достижение высоких скоростей. Алгоритмы и , протоколы, реализованные на более высоких уровнях, таких как ядро ​​TCP для TCP / IP, оптимизированы для решения типичных сетевых проблем, таких как перегрузка. В устройствах, совместимых с IEEE 802.15.4, энергосбережение и оптимизация размера кода остаются первоочередными задачами.

Уровень адаптации для взаимодействия и форматов пакетов

Механизм адаптации, обеспечивающий взаимодействие между доменом IPv6 и IEEE 802.15.4, лучше всего рассматривать как проблему уровня. Определение функциональности этого уровня и определение новых форматов пакетов, если необходимо, является интересной областью исследований. RFC 4944 предлагает уровень адаптации, позволяющий передавать дейтаграммы IPv6 по сетям IEEE 802.15.4.

Механизмы управления адресацией

Управление адресами для устройств, которые обмениваются данными в двух разных доменах IPv6 и IEEE 802.15.4, обременительно, если не исчерпывающе сложно.

Рекомендации по маршрутизации и протоколы для ячеистой топологии в 6LoWPAN

Маршрутизация как таковая является двухэтапной проблемой, которая рассматривается для маломощных IP-сетей:

• Ячеистая маршрутизация в пространство персональной сети (PAN).
• Маршрутизируемость пакетов между доменом IPv6 и доменом PAN.

Сообщество 6LoWPAN предложило несколько протоколов маршрутизации, таких как LOAD, DYMO-LOW, HI- НИЗКИЙ. Однако только два протокола маршрутизации в настоящее время допустимы для крупномасштабных развертываний: LOADng, стандартизованный ITU в соответствии с рекомендацией ITU-T G.9903 и RPL стандартизован. рабочей группой IETF ROLL.

Обнаружение устройств и служб

Поскольку для IP-устройств может потребоваться создание специальных сетей, текущее состояние соседних устройств и необходимо знать услуги, размещенные на таких устройствах. Расширения обнаружения соседей IPv6 - это интернет-проект, предложенный в качестве дополнения в этой области.

Безопасность

Узлы IEEE 802.15.4 могут работать как в безопасном, так и в незащищенном режиме. В спецификации определены два режима безопасности для достижения различных целей безопасности: список контроля доступа (ACL) и безопасный режим

Большие проблемы в Маленьком Китае, популярный Культовый фильм в хакерском сообществе показывает злодея по имени Ло Пан. Это может быть backronym ссылка на этот фильм.

• Взаимодействие 6LoWPAN
• 6LoWPAN Ad Hoc On-Demand Distance Vector Routing (LOAD)
• Dynamic MANET Маршрутизация по запросу для 6LoWPAN (DYMO-low)
• Иерархическая маршрутизация через 6LoWPAN (HiLow)
• Расширения для обнаружения соседей LowPan
• Подход с последовательной пересылкой для подключения датчиков на базе TinyOS к Интернету IPv6
• GLoWBAL IPv6: An адаптивная и прозрачная интеграция IPv6 в Интернет вещей Загрузить
• Стандартизация IETF в области Интернета вещей (IoT): обзор Загрузить

• DASH7 активный стандарт RFID
• MyriaNed низкое энергопотребление, основанное на биологии, беспроводная технология
• Z-Wave, предназначенная для обеспечения надежной передачи небольших пакетов данных с малой задержкой при более высоких скоростях передачи данных до 100 Кбит / с
• Протокол ZigBee на основе стандартов на основе IEEE 802.15.4.
• LoRaWAN обеспечивает низкую скорость передачи данных от и к подключенным объектам, что позволяет подключение к Интернету вещей, межмашинному M2M и умному городу.
• Thread (сетевой протокол) стандарт, предложенный Nest Labs на основе IEEE 802.15.4 и 6LoWPAN.
• Статическое сжатие заголовка контекста (SCHC)

1. ^В статье 6LoWPAN: The Embedded Internet (Wiley, 2009) Шелби и Борман переопределяют аббревиатуру 6LoWPAN как «IPv6 в беспроводных сетях с низким энергопотреблением», утверждая, что » Личное »уже не имеет отношения к технологии.
2. ^«IPv6 через WPAN с низким энергопотреблением (6lowpan)». IETF. Проверено 10 мая 2016 г.
3. ^Маллиган, Джефф, «Архитектура 6LoWPAN», EmNets '07: Материалы 4-го семинара по встроенным сетевым датчикам, ACM, 2007 г.
4. ^Зак Шелби и Карстен Борман, «6LoWPAN: Беспроводной встроенный Интернет - Часть 1: Почему 6LoWPAN?» EE Times, 23 мая 2011 г.
5. ^Спецификация потока 1.1
6. ^Группа потоков
7. ^Хиггинботэм, Стейси. «Подкаст этой недели раскрывает секреты Thread и HomeKit». gigaom.com. гигаом. Проверено 30 января 2015 года.
8. ^Салливан, Марк. «Nest, Samsung, ARM и другие запускают сетевой протокол домашней автоматизации Thread». venturebeat.com. рисковать бить. Проверено 30 января 2015 г.
9. ^Kim, K.; Дэниэл Парк, S.; Черногория, G.; Yoo, S.; Кушалнагар, Н. (июнь 2007 г.). 6LoWPAN Ad Hoc On-Demand Distance Vector Routing (LOAD). IETF. I-D draft-daniel-6lowpan-load-adhoc-routing-03. Проверено 10 мая 2016 г.
10. ^Kim, K.; Черногория, G.; Парк, С.; Чакерес, I.; Перкинс, К. (июнь 2007 г.). Динамический MANET по запросу для маршрутизации 6LoWPAN (DYMO-low). IETF. I-D draft-montenegro-6lowpan-dymo-low-routing-03. Проверено 10 мая 2016 г.
11. ^Kim, K.; Yoo, S.; Дэниэл Парк, S.; Lee, J.; Маллиган, Г. (июнь 2007 г.). Иерархическая маршрутизация через 6LoWPAN (HiLow). IETF. I-D draft-daniel-6lowpan-hilow-hierarchical-routing-01. Проверено 10 мая 2016 г.
12. ^Clausen, T.; Колин де Вердьер, А.; Yi, J.; Никташ, А.; Igarashi, Y.; Satoh, H.; Herberg, U.; Lavenu, C.; Lys, T.; Дин, Дж. (Январь 2016 г.). Облегченный протокол специальной векторно-дистанционной маршрутизации по требованию - новое поколение (LOADng). IETF. И-Д draft-clausen-lln-loadng-14. Дата обращения 10 мая 2016.
13. ^Winter, T.; Thubert, P.; Brandt, A.; Hui, J.; Kelsey, R.; Levis, P.; Пистер, К.; Struik, R.; Vasseur, JP.; Александр, Р. (март 2012 г.). RPL: ​​протокол маршрутизации IPv6 для сетей с низким энергопотреблением и с потерями. IETF. doi : 10.17487 / RFC6550. RFC 6550. Проверено 10 мая 2016 г.
14. ^«Маршрутизация по сетям с низким энергопотреблением и потерями (рулон)». IETF. Дата обращения 10 мая 2016.
15. ^Park, S.; Kim, K.; Haddad, W.; Chakrabarti, S.; Лаганье, Ж. (март 2011 г.). IPv6 через анализ безопасности WPAN с низким энергопотреблением. IETF. I-D draft-daniel-6lowpan-security-analysis-05. Проверено 10 мая 2016 г.

• Инженерная группа Интернета (IETF)
• Рабочая группа 6lowpan
• 6lowpan.tzi.org
• DASH7