6LowPAN

百科解釋

   直到不久前，將IP擴展到無線工業(yè)網(wǎng)絡即便被認為存在可能性，也被看作是不切實際的想法。

基于IEEE 802.15.4實現(xiàn)IPv6通信的IETF 6LoWPAN草案標準的發(fā)布有望改變這一局面。6LoWPAN所具有的低功率運行的潛力使它很適合應用在從手持機到儀器的設備中，而其對AES-128加密的內置支持為強健的認證和安全性打下了基礎。

于2004年出臺的IEEE 802.15.4標準設計用于開發(fā)可以靠電池運行1到5年的緊湊型低功率廉價嵌入式設備（如傳感器）。IEEE 802.15.4利用運行在2.4GHz頻帶上的無線電收發(fā)器傳送信息，使用的頻帶與Wi-Fi相同，但功率大約為后者的1%。由于這一特點限制了傳輸距離，因此，多臺設備必須一起工作才能在更長的距離上逐跳傳送信息和繞過障礙物。
IETF 6LoWPAN工作組的任務是定義在如何利用IEEE 802.15.4鏈路支持基于IP的通信的同時，遵守開放標準以及保證與其他IP設備的互操作性。
這樣做將消除對多種復雜網(wǎng)關（每種網(wǎng)關對應一種本地802.15.4協(xié)議）以及專用適配器和網(wǎng)關專有安全與管理程序的需要。然而，利用IP并不是件容易的事情：IP的地址和包頭很大，傳送的數(shù)據(jù)可能過于龐大而無法容納在很小的802.15.4數(shù)據(jù)包中。6LoWPAN工作組面臨的技術挑戰(zhàn)是發(fā)明一種將IP包頭壓縮到只傳送必要內容的小數(shù)據(jù)包中的方法。
他們的答案是“pay as you go”式的包頭壓縮方法。這些方法去除IP包頭中的冗余或不必要的網(wǎng)絡級信息。IP包頭在接收時從鏈路級802.15.4包頭的相關域中得到這些網(wǎng)絡級信息。
最簡單的使用情況是一臺與鄰近802.15.4設備通信的802.15.4設備將非常高效率地得到處理。整個40字節(jié)IPv6包頭被縮減為1個包頭壓縮字節(jié)（HC1）和1字節(jié)的“剩余跳數(shù)”。因為源和目的IP地址可以由鏈路級64位唯一ID(EUID 64)或802.15.4中使用的16位短地址生成。8字節(jié)用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議傳輸包頭被壓縮為4字節(jié)。
隨著通信任務變得更加復雜，6LoWPAN也相應調整。為了與嵌入式網(wǎng)絡之外的設備通信，6LoWPAN增加了更大的IP地址。當交換的數(shù)據(jù)量小到可以放到基本包中時，可以在沒有開銷的情況下打包傳送。對于大型傳輸，6LoWPAN增加分段包頭來跟蹤信息如何被拆分到不同段中。如果單一跳802.15.4就可以將包傳送到目的地，數(shù)據(jù)包可以在不增加開銷地情況下傳送。多跳則需要加入網(wǎng)狀路由（mesh-routing）包頭。
IETF  6LoWPAN取得的突破是得到一種非常緊湊、高效的IP實現(xiàn)，消除了以前造成各種專門標準和專有協(xié)議的因素。這在工業(yè)協(xié)議（BACNet、LonWorks、通用工業(yè)協(xié)議和監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集）領域具有特別的價值。這些協(xié)議最初開發(fā)是為了提供特殊的行業(yè)特有的總線和鏈路（從控制器區(qū)域網(wǎng)總線到AC電源線）上的互操作性。
幾年前，這些協(xié)議的開發(fā)人員開發(fā)IP選擇是為了實現(xiàn)利用以太網(wǎng)等“現(xiàn)代”技術。6LoWPAN的出現(xiàn)使這些老協(xié)議把它們的IP選擇擴展到新的鏈路（如802.15.4）。因此，自然而然地可與專為802.15.4設計的新協(xié)議（如ZigBee和SP100.11a）互操作�，F(xiàn)在，各類低功率無線設備第一次能夠加入IP家庭中，與Wi-Fi、以太網(wǎng)以及其他類型的設備“稱兄道弟”。

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