2.2 LoWPAN 中的 IP

  正如之前所说的,使用 IP(尤其是 IPv6)有很多好处。6LoWPAN 是基于 IPv6 的 LoWPAN 网络。

  在本节,我们将看到使用 IP 带来的优点和一些问题。

  IP 技术,尤其是 IPv6 网络的应用,给 LoWPAN 带来了如下好处:

  1. IP 网络的普遍性允许我们借助已有的网络基础设施。
  2. 基于 IP 的技术已经存在,且被证明是有用的和有效的。这使得部署物联网络更加简单、廉价,使得开发应用程序更容易。
  3. IP 网络技术是开放、免费的技术,因此它比专有解决方案更容易得到大众的认可和理解。
  4. 已经存在许多 IP 网络相关的工具。
  5. 基于 IP 的设备不需要中间实体(比如协议转换网关、代理)就能连接到其它基于 IP 的网络中。
  6. IPv6 提供了巨大的地址空间,简化了网络参数的配置(使用 SLAAC)。对于 6LoWPAN 来说,这一点非常重要,因为需要支持大量设备。

  当然,6LoWPAN 要使用 IPv6 进行通信还需要考虑到一些问题:

  1. IP 连通性:6LoWPAN 的一个特点是包尺寸很小,因此无论什么时候,我们都需要尽可能的压缩 IPv6 包头以及更上层的包头。
  2. 拓扑结构:LoWPAN 必须支持包括网络和星型拓扑结构在内的各种拓扑。因此,中间设备必须在链路层扮演包转发器的角色。如果这些设备使用 IEEE 802.15.4 以外的其它网络接口,比如以太网或者 IEEE 802.11,那么 LoWPAN 就必须在这些不同技术之上实现无缝代理。
  3. 有限的包尺寸:LoWPAN 网络中的应用程序发送的包应当尽量小。应用程序的数据和各层协议头加在一起应当能在一帧之内传输,而不需要经过分片和重组。
  4. 受限的配置和管理:LoWPAN 网络中部署的设备的数量是巨大的,且这些设备的输入、输出功能也受到限制。此外,其中有一些设备甚至在地理上很难到达。LoWPAN 中的协议的配置应当尽可能简单。
  5. 服务发现:LoWPAN 需要一个简单的服务发现协议,以发现、控制和维护设备提供的服务。
  6. 安全:IEEE 802.15.4 的链路层协议安全基于 AES,但是它忽略了许多细节,比如引导指令、密钥管理、更上层安全。当然,一个完整的 LoWPAN 安全方案应该非常仔细地考虑应用需求。

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