6LoWPAN es un acrónimo de IPv6 sobre redes de área personal inalámbricas de baja potencia . [1] 6LoWPAN es el nombre de un grupo de trabajo concluido en el área de Internet del IETF . [2]
El concepto 6LoWPAN se originó a partir de la idea de que "el Protocolo de Internet podría y debería aplicarse incluso a los dispositivos más pequeños", [3] y que los dispositivos de baja potencia con capacidades de procesamiento limitadas deberían poder participar en la Internet de las cosas . [4]
El grupo 6LoWPAN ha definido mecanismos de encapsulación y compresión de encabezados que permiten que los paquetes IPv6 se envíen y reciban a través de redes basadas en IEEE 802.15.4 . IPv4 y IPv6 son los caballos de trabajo para la entrega de datos para redes de área local , redes de área metropolitana , y redes de área amplia tal como Internet. Asimismo, los dispositivos IEEE 802.15.4 proporcionan capacidad de comunicación de detección en el dominio inalámbrico. Sin embargo, la naturaleza inherente de las dos redes es diferente.
La especificación base desarrollada por el grupo 6LoWPAN IETF es RFC 4944 (actualizada por RFC 6282 con compresión de encabezado y por RFC 6775 con optimizaciones de descubrimiento de vecinos). El documento de declaración del problema es RFC 4919 . IPv6 sobre Bluetooth de baja energía (BLE) se define en RFC 7668 .
Áreas de aplicación
El objetivo de las redes IP para comunicaciones por radio de baja potencia son las aplicaciones que necesitan conectividad inalámbrica a Internet a velocidades de datos más bajas para dispositivos con un factor de forma muy limitado. Un ejemplo son las aplicaciones de automatización y entretenimiento en entornos domésticos, de oficina y de fábrica. Los mecanismos de compresión de encabezado estandarizados en RFC6282 se pueden utilizar para proporcionar compresión de encabezado de paquetes IPv6 en dichas redes.
IPv6 también se utiliza en la red inteligente, lo que permite que los medidores inteligentes y otros dispositivos creen una red de micro malla antes de enviar los datos al sistema de facturación utilizando la red troncal IPv6. Algunas de estas redes funcionan con radios IEEE 802.15.4 y, por lo tanto, utilizan la compresión y fragmentación del encabezado según lo especificado por RFC6282.
Hilo
Thread es un esfuerzo de más de 50 empresas para estandarizar un protocolo que se ejecuta sobre 6LoWPAN para permitir la automatización del hogar. La especificación está disponible sin costo a partir del 7 de mayo de 2018[actualizar], sujeto a la adhesión a un EULA que estipula que se requiere la membresía de Thread Group (en la mayoría de los casos pagada) para implementar el protocolo. [5] [6] Se lanzará en el segundo semestre de 2015.[actualizar]. [7] El protocolo competirá más directamente con Z-Wave y Zigbee IP. [8]
Hogar conectado a través de IP
Connected Home over IP es el último esfuerzo para estandarizar un protocolo que se ejecuta sobre 6LoWPAN para permitir la automatización del hogar, combinándolo con DTLS , CoAP y MQTT-SN
Funciones
Al igual que con todas las asignaciones de capa de enlace de IP, RFC4944 proporciona una serie de funciones. Más allá de las diferencias habituales entre las redes L2 y L3, el mapeo de la red IPv6 a la red IEEE 802.15.4 plantea desafíos de diseño adicionales (consulte RFC 4919 para una descripción general).
Adaptación de los tamaños de paquetes de las dos redes.
IPv6 requiere que la unidad de transmisión máxima (MTU) sea de al menos 1280 octetos . Por el contrario, el tamaño de paquete estándar de IEEE 802.15.4 es de 127 octetos . Una sobrecarga de trama máxima de 25 octetos ahorra 102 octetos en la capa de control de acceso a los medios. Una característica de seguridad opcional pero muy recomendada en la capa de enlace plantea una sobrecarga adicional. Por ejemplo, se consumen 21 octetos para AES -CCM-128 dejando solo 81 octetos para las capas superiores.
Resolución de direcciones
A los nodos IPv6 se les asignan direcciones IP de 128 bits de manera jerárquica, a través de un prefijo de red de longitud arbitraria. Los dispositivos IEEE 802.15.4 pueden usar direcciones extendidas IEEE de 64 bits o, después de un evento de asociación, direcciones de 16 bits que son únicas dentro de un PAN. También hay un PAN-ID para un grupo de dispositivos IEEE 802.15.4 ubicados físicamente.
Diferentes diseños de dispositivos
Los dispositivos IEEE 802.15.4 tienen un factor de forma restringido intencionalmente para reducir costos (permitiendo una red a gran escala de muchos dispositivos), reducir el consumo de energía (permitiendo dispositivos alimentados por batería) y permitir flexibilidad de instalación (por ejemplo, dispositivos pequeños para redes de uso corporal) . Por otro lado, los nodos cableados en el dominio IP no están restringidos de esta manera; pueden ser más grandes y utilizar fuentes de alimentación de red.
Enfoque diferente en la optimización de parámetros
Los nodos IPv6 están orientados a alcanzar altas velocidades. Los algoritmos y protocolos implementados en las capas superiores, como el kernel TCP de TCP / IP, están optimizados para manejar problemas típicos de la red, como la congestión. En los dispositivos que cumplen con IEEE 802.15.4, la conservación de energía y la optimización del tamaño del código siguen siendo una prioridad.
Capa de adaptación para interoperabilidad y formatos de paquetes
Un mecanismo de adaptación para permitir la interoperabilidad entre el dominio IPv6 y el IEEE 802.15.4 puede verse mejor como un problema de capa. Identificar la funcionalidad de esta capa y definir formatos de paquetes más nuevos, si es necesario, es un área de investigación atractiva. RFC 4944 propone una capa de adaptación para permitir la transmisión de datagramas IPv6 sobre redes IEEE 802.15.4.
Abordar los mecanismos de gestión
La administración de direcciones para dispositivos que se comunican a través de los dos dominios diferentes de IPv6 e IEEE 802.15.4 es engorrosa, si no extremadamente compleja.
Consideraciones de enrutamiento y protocolos para topologías de malla en 6LoWPAN
El enrutamiento en sí es un problema de dos fases que se está considerando para redes IP de baja potencia:
- Enrutamiento de malla en el espacio de la red de área personal (PAN).
- La capacidad de enrutamiento de paquetes entre el dominio IPv6 y el dominio PAN.
La comunidad 6LoWPAN ha propuesto varios protocolos de enrutamiento, como LOAD, [9] DYMO-LOW, [10] HI-LOW. [11] Sin embargo, solo dos protocolos de enrutamiento son actualmente legítimos para implementaciones a gran escala: LOADng [12] estandarizado por la UIT bajo la recomendación ITU-T G.9903 y RPL [13] estandarizado por el grupo de trabajo IETF ROLL. [14]
Descubrimiento de dispositivos y servicios
Dado que los dispositivos habilitados para IP pueden requerir la formación de redes ad hoc , será necesario conocer el estado actual de los dispositivos vecinos y los servicios alojados por dichos dispositivos. Las extensiones de descubrimiento de vecinos IPv6 es un borrador de Internet propuesto como una contribución en esta área.
Seguridad
Los nodos IEEE 802.15.4 pueden funcionar en modo seguro o no seguro. Se definen dos modos de seguridad en la especificación para lograr diferentes objetivos de seguridad: Lista de control de acceso (ACL) y modo seguro [15]
Otras lecturas
- Interoperabilidad de 6LoWPAN
- 6LoWPAN Ad Hoc On-Demand Distancia Vector Routing (LOAD)
- Dynamic MANET On-demand para enrutamiento 6LoWPAN (DYMO-low)
- Enrutamiento jerárquico sobre 6LoWPAN (HiLow)
- Extensiones de descubrimiento de vecinos LowPan
- Enfoque de reenvío en serie para conectar sensores basados en TinyOS a Internet IPv6
- GLoWBAL IPv6: Una integración IPv6 adaptable y transparente en la Internet de las cosas Descargar
- Estandarización de IETF en el campo de Internet de las cosas (IoT): descarga de una encuesta
Ver también
- Estándar RFID activo DASH7
- Tecnología inalámbrica MyriaNed de baja potencia, inspirada en la biología
- Z-Wave diseñado para proporcionar una transmisión confiable y de baja latencia de pequeños paquetes de datos a velocidades de datos de hasta 100 kbit / s
- Protocolo basado en estándares ZigBee basado en IEEE 802.15.4.
- LoRaWAN permite la comunicación de baja tasa de bits desde y hacia objetos conectados, participando así en Internet de las cosas, M2M de máquina a máquina y ciudad inteligente.
- Estándar de subprocesos (protocolo de red) sugerido por Nest Labs basado en IEEE 802.15.4 y 6LoWPAN.
- Compresión de encabezado de contexto estático (SCHC)
Referencias
- ^ En 6LoWPAN: The Embedded Internet (Wiley, 2009), Shelby y Bormann redefinen el acrónimo 6LoWPAN como "IPv6 sobre redes de área inalámbricas de baja potencia", argumentando que "Personal" ya no es relevante para la tecnología.
- ^ "IPv6 sobre WPAN de baja potencia (6lowpan)" . IETF . Consultado el 10 de mayo de 2016 .
- ^ Mulligan, Geoff, "La arquitectura 6LoWPAN" , EmNets '07: Actas del cuarto taller sobre sensores integrados en red, ACM , 2007
- ^ Zach Shelby y Carsten Bormann, "6LoWPAN: Internet inalámbrico integrado - Parte 1: ¿Por qué 6LoWPAN?" EE Times , 23 de mayo de 2011
- ^ Especificación del hilo 1.1
- ^ Grupo de subprocesos
- ^ Higginbotham, Stacey. "El podcast de esta semana desentraña los secretos de Thread y HomeKit" . gigaom.com . gigaom . Consultado el 30 de enero de 2015 .
- ^ Sullivan, Mark. "Nest, Samsung, ARM y otros lanzan el protocolo de red domótica 'Thread'" . venturebeat.com . ritmo de riesgo . Consultado el 30 de enero de 2015 .
- ^ Kim, K .; Daniel Park, S .; Montenegro, G .; Yoo, S .; Kushalnagar, N. (junio de 2007). 6LoWPAN Ad Hoc On-Demand Distance Vector Routing (LOAD) . IETF . ID borrador-daniel-6lowpan-load-adhoc-routing-03 . Consultado el 10 de mayo de 2016 .
- ^ Kim, K .; Montenegro, G .; Park, S .; Chakeres, I .; Perkins, C. (junio de 2007). Dynamic MANET On-demand para enrutamiento 6LoWPAN (DYMO-low) . IETF . Proyecto de identificación-montenegro-6lowpan-dymo-low-routing-03 . Consultado el 10 de mayo de 2016 .
- ^ Kim, K .; Yoo, S .; Daniel Park, S .; Lee, J .; Mulligan, G. (junio de 2007). Enrutamiento jerárquico sobre 6LoWPAN (HiLow) . IETF . Borrador-de-identificación-daniel-6lowpan-hilow-jerárquica-enrutamiento-01 . Consultado el 10 de mayo de 2016 .
- ^ Clausen, T .; Colin de Verdiere, A .; Yi, J .; Niktash, A .; Igarashi, Y .; Satoh, H .; Herberg, U .; Lavenu, C .; Lys, T .; Dean, J. (enero de 2016). Protocolo ligero de enrutamiento por vector de distancia ad hoc bajo demanda: nueva generación (LOADng) . IETF . Proyecto de identificación-clausen-lln-loadng-14 . Consultado el 10 de mayo de 2016 .
- ^ Invierno, T .; Thubert, P .; Brandt, A .; Hui, J .; Kelsey, R .; Levis, P .; Pister, K .; Struik, R .; Vasseur, JP .; Alexander, R. (marzo de 2012). RPL: Protocolo de enrutamiento IPv6 para redes con pérdidas y de bajo consumo . IETF . doi : 10.17487 / RFC6550 . RFC 6550 . Consultado el 10 de mayo de 2016 .
- ^ "Enrutamiento sobre redes de baja potencia y pérdidas (rollo)" . IETF . Consultado el 10 de mayo de 2016 .
- ^ Park, S .; Kim, K .; Haddad, W .; Chakrabarti, S .; Laganier, J. (marzo de 2011). Análisis de seguridad de IPv6 sobre WPAN de baja potencia . IETF . Proyecto de identificación-daniel-6lowpan-security-analysis-05 . Consultado el 10 de mayo de 2016 .
enlaces externos
- Grupo de trabajo de ingeniería de Internet (IETF)
- Grupo de trabajo 6lowpan
- 6lowpan.tzi.org
- DASH7