第2章 6LoWPAN
物联网的底层驱动利用无线技术创建用于收发消息的通信信道。虽然无线技术允许连接很多设备,但是设备的数量受到成本、电池寿命、能量消耗以及设备间通信距离的限制。新的技术和协议应该适应新的环境。在这种情形下,诞生了低功耗有损网络(Low power and Losssy networks,LLNs)。低功耗有损网络具有如下特性:
- 该网络中的设备比当前局域网中的设备多很多。
- 设备的代码和内存空间都受到严格限制。
- 该网络受到通信范围、功耗和所处理资源的限制。
- 所有的元素应该协同作用,优化能量消耗和带宽利用率。
物联网的另一个被广泛使用的技术是 IP。IP 由于其开放标准而被广泛使用,它具有很好的互通性,让应用层开发变得很简单。通用标准(比如基于 IP 的端对端解决方案)的使用避免了非互通网络中的问题。
在所有的无线通信技术中,尽管可以考虑很多标准,比如低功耗 WiFi、低功耗蓝牙、DECT、ITUT G.9959、NFC 等,但是 IEEE 802.15.4 标准最有可能应用于网络协议的底层(物理层和数据链路层)。
无线传感器网络(Wireless Sensor Networkd, WSN)是被产商和标准化组织所支持的一个物联网组件。
IETF 的几个不同工作组(WGs)分别负责开发 WSN 所使用的标准:
- 6lowpan:IPv6 over Low-power Wireless Personal Area Networks。6lowpan 定义了基于无线通信技术 IEEE 802.15.4 的 IPv6 通信标准。6lowpan 在标准 IPv6 层和 IEEE 802.15.4 提供的低功耗有损无线通信媒介层之间扮演适配层的角色。需要注意的是,该标准只支持 IPv6,不支持 IPv4。
- roll:Routing Over Low power and Lossy networks。 低功耗有损网络提出了一些需求,而目前存在的路由协议并不能满足该需求。该工作组致力于研究低功耗有损网络所有领域(工业、家庭、建筑和城市传感网络)的路由解决方案和协议。
- 6lo: IPv6 over Networks of Resource-constrained Nodes。该工作组处理受限节点网络的 IPv6 连通性。这是对 6lowpan 工作组内容的扩展,它使用6lowpan 定义 IPv6-over-foo 的适配层规范。
可以看出,6LoWPAN 是 IETF 在对低功耗有损网络中的受限节点通信方面进行标准化工作的基础。6LoWPAN 工作组的工作已经完成,roll 工作组正在研究符合路由需求的协议和方案,6lo 工作组正在扩展 6lowpan 在其它任何链路层的标准。