6LoWPAN

6LoWPAN

6LoWPANLow-Power Wireless Personal Area Networks에 대한 IPv6약어다. 6LoWPAN은 IETF인터넷 영역에서 체결된 작업 그룹의 이름이다.[1][2]

6LoWPAN 개념은 '인터넷 프로토콜은 아무리 작은 기기라도 적용할 수 있고 적용해야 한다'[3]는 생각에서 비롯됐으며, 처리 능력이 제한된 저전력 장치는 사물인터넷에 참여할 수 있어야 한다는 생각에서 비롯됐다.[4]

6LoWPAN 그룹은 IEEE 802.15.4 기반 네트워크를 통해 IPv6 패킷을 송수신할 수 있는 캡슐화 및 헤더 압축 메커니즘을 정의했다.IPv4와 IPv6은 지방-지역 네트워크, 수도권 네트워크, 인터넷과 같은 광역 네트워크의 데이터 전달을 위한 업무용 말이다.마찬가지로 IEEE 802.15.4 장치는 무선 도메인에서 감지 통신성을 제공한다.그러나 두 네트워크의 본질은 다르다.

6LoWPAN IETF 그룹에서 개발한 기본 사양은 RFC4944(헤더 압축을 사용한 RFC6282 및 인접 검색 최적화를 사용한 RFC6775에 의해 업데이트됨).문제성명 문서는 RFC4919이다.Bluetooth Low Energy(BL)를 통한 IPv6은 RFC7668에 정의되어 있다.

응용 영역

저전력 무선 통신을 위한 IP 네트워킹의 대상은 폼 팩터가 매우 제한된 기기의 경우 낮은 데이터 속도무선 인터넷 연결이 필요한 애플리케이션이다.가정, 사무실 및 공장 환경의 자동화 및 엔터테인먼트 애플리케이션이 그 예다.RFC6282에서 표준화된 헤더 압축 메커니즘은 그러한 네트워크를 통해 IPv6 패킷의 헤더 압축을 제공하는 데 사용될 수 있다.

스마트 그리드에서 IPv6은 스마트 미터와 기타 장치가 IPv6 백본을 사용하여 데이터를 과금 시스템으로 다시 전송하기 전에 마이크로 메시 네트워크를 구축할 수 있도록 하는 데도 사용되고 있다.이러한 네트워크 중 일부는 IEEE 802.15.4 라디오에서 실행되므로 RFC6282에서 지정한 헤더 압축과 단편화를 사용한다.

나사산

스레드는 가정용 자동화를 가능하게 하기 위해 50개 이상의 회사가 6LoWPAN을 실행하는 프로토콜로 표준화하는 노력이다.이 명세서는 2018년 5월 7일부로 무료로 이용할 수 있으며, 프로토콜 구현에 스레드 그룹 멤버십(대부분 지불된 경우)이 필요하다는 EULA를 준수한다.[5][6]2015년 하반기에 출시될 예정이다.[7]이 프로토콜은 Z-Wave, Zigbee IP와 가장 직접적으로 경쟁할 것이다.[8]

물질

Project CHIP(Connected Home over IP)로 시작한 Matter는 6LoWPAN을 통해 실행되는 프로토콜로 표준화하는 최신 노력의 일환으로, DTLS , CoAP, MQTT-SN과 결합하여 홈 자동화가 가능하도록 하고 있다.

기능들

IP의 모든 링크 계층 매핑과 마찬가지로, RFC4944는 많은 기능을 제공한다.L2와 L3 네트워크 사이의 일반적인 차이 외에도, IPv6 네트워크에서 IEEE 802.15.4 네트워크로의 매핑은 추가적인 설계 문제를 야기한다(개요는 RFC 4919 참조).

두 네트워크의 패킷 크기 조정

IPv6은 최대 전송 단위(MTU)가 최소 1280 옥텟이 되도록 요구한다.대조적으로 IEEE 802.15.4의 표준 패킷 크기는 127 옥텟이다.25옥텟의 최대 프레임 오버헤드는 미디어 액세스 제어 계층에서 102옥텟을 차지한다.링크 계층의 선택적이지만 매우 권장되는 보안 기능은 추가적인 오버헤드를 초래한다.예를 들어 AES-CCM-128의 경우 21개의 옥텟이 소비되고 상위 계층의 옥텟은 81개만 남는다.

주소 결정

IPv6 노드에는 임의 길이 네트워크 접두사를 통해 계층적 방식으로 128비트 IP 주소가 할당된다.IEEE 802.15.4 장치는 IEEE 64비트 확장 주소 중 하나를 사용하거나 연결 이벤트 후 PAN 내에서 고유한 16비트 주소를 사용할 수 있다.물리적으로 결합한 IEEE 802.15.4 장치 그룹에 대한 PAN-ID도 있다.

서로 다른 장치 설계

IEEE 802.15.4 장치는 비용을 절감하고(많은 장치의 대규모 네트워크를 허용), 전력 소비량을 줄이고(배터리 구동 장치를 허용) 설치의 유연성을 허용하기 위해 폼 팩터에 의도적으로 제약을 받는다(예: 차체 마모 네트워크용 소형 장치).반면에, IP 도메인의 유선 노드는 이러한 방식으로 제한되지 않는다; 그것들은 더 크고 주전원 공급 장치를 사용할 수 있다.

모수 최적화에 대한 서로 다른 초점

IPv6 노드는 고속 도달에 맞춰져 있다.TCP/IP의 TCP 커널과 같은 상위 계층에서 구현되는 알고리즘프로토콜은 정체와 같은 전형적인 네트워크 문제를 처리하도록 최적화되어 있다.IEEE 802.15.4 호환 장치에서는 에너지 절약과 코드 크기 최적화가 최우선 의제로 남아 있다.

상호운용성 및 패킷 포맷을 위한 적응 계층

IPv6 도메인과 IEEE 802.15.4 간의 상호운용성을 허용하는 적응 메커니즘은 계층 문제로 가장 잘 볼 수 있다.이 계층의 기능을 식별하고 필요한 경우 새로운 패킷 형식을 정의하는 것은 매력적인 연구 영역이다.RFC 4944는 IEEE 802.15.4 네트워크를 통한 IPv6 데이터그램 전송을 허용하는 적응 계층을 제안한다.

관리 메커니즘 해결

IPv6과 IEEE 802.15.4의 서로 다른 두 도메인에 걸쳐 통신하는 장치의 주소 관리는 매우 복잡하지는 않지만 번거롭다.

6LoWPAN의 메시 토폴로지에 대한 라우팅 고려사항 및 프로토콜

라우팅 per se는 저전력 IP 네트워킹에 대해 고려되고 있는 두 가지 단계적 문제다.

  • PAN(Personal Area Network) 공간의 메쉬 라우팅.
  • IPv6 도메인과 PAN 도메인 간의 패킷 라우팅 가능성.

LOAD,[9] DYMO-LOW,[10] HI-LOW와 같은 6LoWPAN 커뮤니티에 의해 여러 라우팅 프로토콜이 제안되었다.[11]그러나, 현재 대규모 구축에는 ITU-T G.9903의 권고에 따라 ITU에 의해 표준화된 LOADng와[12] IETF ROL 작업 그룹에 의해 표준화된 RPL[13] 두 가지 라우팅 프로토콜만이 합법적이다.[14]

장치 및 서비스 검색

IP 지원 장치는 애드혹 네트워크의 형성을 요구할 수 있으므로, 인접 기기의 현재 상태와 그러한 장치가 호스팅하는 서비스를 알 필요가 있을 것이다.IPv6 인접 검색 확장은 이 분야에서 기여금으로 제안된 인터넷 초안이다.

보안

IEEE 802.15.4 노드는 보안 모드 또는 비보안 모드에서 작동할 수 있다.서로 다른 보안 목표를 달성하기 위해 두 가지 보안 모드를 규격에 정의한다.ACL(액세스 제어 목록) 및 보안 모드[15]

추가 읽기

참고 항목

  • DASH7 활성 RFID 표준
  • MyriaNed 저전력, 생물학 영감을 받은 무선 기술
  • Z-Wave는 최대 100kbit/s의 데이터 전송 속도로 소규모 데이터 패킷을 안정적이고 짧은 지연 시간으로 전송하도록 설계됨
  • IEEE 802.15.4에 기반한 ZigBee 표준 기반 프로토콜.
  • 로라완은 연결된 물체와의 저비트율 통신을 허용해 사물인터넷(Internet of Things), 기계 간 M2M(기계 간 M2M), 스마트 시티(Smart City) 등에 참여한다.
  • IEEE 802.15.4 및 6LoWPAN을 기반으로 Nest Labs에서 제안하는 스레드(네트워크 프로토콜) 표준.
  • 정적 컨텍스트 헤더 압축(SCHC)

참조

  1. ^ 6LoWPAN: The Embedded Internet (Wiley, 2009), 셸비와 보르만은 6LoWPAN 약자를 "로 재정의한다."개인용"은 더 이상 이 기술과 관련이 없다고 주장했다.
  2. ^ "IPv6 over Low power WPAN (6lowpan)". IETF. Retrieved 10 May 2016.
  3. ^ 멀리건, Geoff, "6LoWPAN 아키텍처", EmNets '07: Embedded 네트워크 센서에 대한 4차 워크샵의 진행, ACM, 2007
  4. ^ 잭 셸비와 카스텐 보르만, "6LoWPAN: 무선 내장 인터넷 - 1부:6LoWPAN인가?" EE 타임즈, 2011년 5월 23일
  5. ^ 스레드 1.1 사양
  6. ^ 스레드 그룹
  7. ^ Higginbotham, Stacey. "This week's podcast unravels the secrets of Thread and HomeKit". gigaom.com. gigaom. Retrieved 30 January 2015.
  8. ^ Sullivan, Mark. "Nest, Samsung, ARM and others launch 'Thread' home automation network protocol". venturebeat.com. venture beat. Retrieved 30 January 2015.
  9. ^ Kim, K.; Daniel Park, S.; Montenegro, G.; Yoo, S.; Kushalnagar, N. (June 2007). 6LoWPAN Ad Hoc On-Demand Distance Vector Routing (LOAD). IETF. I-D draft-daniel-6lowpan-load-adhoc-routing-03. Retrieved 10 May 2016.
  10. ^ Kim, K.; Montenegro, G.; Park, S.; Chakeres, I.; Perkins, C. (June 2007). Dynamic MANET On-demand for 6LoWPAN (DYMO-low) Routing. IETF. I-D draft-montenegro-6lowpan-dymo-low-routing-03. Retrieved 10 May 2016.
  11. ^ Kim, K.; Yoo, S.; Daniel Park, S.; Lee, J.; Mulligan, G. (June 2007). Hierarchical Routing over 6LoWPAN (HiLow). IETF. I-D draft-daniel-6lowpan-hilow-hierarchical-routing-01. Retrieved 10 May 2016.
  12. ^ Clausen, T.; Colin de Verdiere, A.; Yi, J.; Niktash, A.; Igarashi, Y.; Satoh, H.; Herberg, U.; Lavenu, C.; Lys, T.; Dean, J. (January 2016). The Lightweight On-demand Ad hoc Distance-vector Routing Protocol - Next Generation (LOADng). IETF. I-D draft-clausen-lln-loadng-14. Retrieved 10 May 2016.
  13. ^ Winter, T.; Thubert, P.; Brandt, A.; Hui, J.; Kelsey, R.; Levis, P.; Pister, K.; Struik, R.; Vasseur, JP.; Alexander, R. (March 2012). RPL: IPv6 Routing Protocol for Low-Power and Lossy Networks. IETF. doi:10.17487/RFC6550. RFC 6550. Retrieved 10 May 2016.
  14. ^ "Routing Over Low power and Lossy networks (roll)". IETF. Retrieved 10 May 2016.
  15. ^ Park, S.; Kim, K.; Haddad, W.; Chakrabarti, S.; Laganier, J. (March 2011). IPv6 over Low Power WPAN Security Analysis. IETF. I-D draft-daniel-6lowpan-security-analysis-05. Retrieved 10 May 2016.

외부 링크