Microsoft PowerPoint - about_stack_ ppt [互換モード]

(1)

「6LoWPAN」「ECHONET Lite」で求められる

通信規格とソフトウェアについて

株式会社スカイリー・ネットワークス

梅田英和

(2)

「プロトコル・スタック」とは・・・

スタック＝積み重ね、階層構造

アプリケーション

トランスポート層

(TCP, UDP)

IPv6層

6LowPAN

MAC層

(802.15.4/e)

(3)

「スタック」であることの利点

(4)

交換可能であること

1. ブロックのように組み合わせができる

2. 組み合わせによって多様な通信を実現で

きる

(5)

物理層

アプリケーション層

トランスポート層

(TCP, UDP)

IPv6層

6LowPAN

MAC層

(802.15.4/e)

物理層

(802.15.4g)

マイコン + 無線IC

(6)

物理層の重要な役割

「フレーム」機能の提供

フレームとは

すべて届くか、すべて届かないかのど

ちらかである、通信の最小単位

(7)

「MTU」の話し

Maximum Transmission Unitの略

「これ以上、大きなフレームはありえませ

ん」という最大長の定義

(8)

「MTU」の話し

IEEE 802.15.4 では・・・

127バイト

IEEE 802.15.4g では・・・

2047バイト

(9)

６LowPAN

アプリケーション層

トランスポート層

(TCP, UDP)

IPv6層

6LowPAN

MAC層

(802.15.4/e)

物理層

(802.15.4g)

マイコン + 無線IC

(10)

６LowPAN

IPv6 over Low power Wireless Personal

Area Networksの略

「貧弱な無線でIPv6を使うためのいろい

ろなテクニック」

(11)

６LowPANの前提条件

1. 「省電力な無線」であること

IEEE 802.15.4の127バイトMTUという制約

2. 「IPv6」であること

(12)

６LowPANが提供する主な機能２つ

1. ヘッダ圧縮

(13)

IPv6のヘッダ

Version

Traffic Class

Flow Label

Length

Next Header

Hop Limit

Source Address

1 32bit

Source Address

Destination Address

(14)

「MTU」の話し再び

IEEE 802.15.4では・・・127バイト

MAC IPv6

UDP

1

１２７ MAC

9 IPv6

40バイト

UDP

8 データ

70バイト

(15)

圧縮されるIPv6ヘッダ

Traffic Class

Flow Label

Next Header

Hop Limit

Source Address

(16)

６LowPANのヘッダ圧縮

HC１(RFC4944) → IPHC (RFC6282)

アドレスの圧縮率を高めた

拡張ヘッダに対応, etc.

1 0x03

3 TF

2 NH

1 HLIM

2 CID

1 SAC

1 SAM

2 M

1 DAC

1 DAM

2

1 16bit

(17)

分割されるIPv6パケット

IPv6

UDP

データ

1 1280bytes

ヘ

ッ

ダ

データ

1 XXX bytes

(18)

分割されるIPv6パケット

IPv6

UDP

データ

1 1280bytes

6LowPAN

ヘ

_データ

ヘ

_データ

ヘ

_データ

ヘ

_データ

6LowPAN

(19)

「MTU」の話し再び

IEEE 802.15.4gでは・・・

2047バイト

イーサネットフレームより大きい

IPv6パケットがそのまま余裕ではいりそ

う・・・

(20)

802.15.4gに6LowPANは要らないのでは？

・・・要りません

ただし

(21)

交換可能であること

＝階層を削除しても機能する

アプリケーション層

トランスポート層

(TCP, UDP)

IPv6層

いっそのこと省略してしまおう

MAC層

(802.15.4/e)

物理層

(802.15.4g)

(22)

IPv6層

アプリケーション層

トランスポート層

(TCP, UDP)

IPv6層

6LowPAN

MAC層

(802.15.4/e)

(23)

マルチホップ通信

1. 「6LowPAN」とは直接関係ない

2. IP層に＊追加で＊「ルーティングプロ

トコル」が必要

(24)

IPv6層のルーティング機能

→ざっくりいうとこれがB方式の考え方

アプリケーション層

トランスポート層

(TCP, UDP)

IPv6層

経路制御

IPv6層

経路制御

6LowPAN

MAC層

(802.15.4/e)

(25)

ルーティング機能

RPL (RFC6550)

プロアクティブ型

IPv6 Routing Protocol for Low-Power and

Lossy Networks

省電力で貧弱なネットワーク上でのIPv6ルー

ティングプロトコル

(26)

RPLの特徴

テーブルドリブン型

ただしテーブル更新のメッセージ交換を少

なく収める工夫がある

(27)

RPLの基本動作

DIO

DAO

Border Router

Router

Host

DAO Ack

DAO

DAO Ack

(28)

DAO

RPLの基本動作

(29)

ルーティングの話し

星の数ほど方式はあります

一致させないと話しが通じません

とりあえずRPL？なぜ？

真実：

→わずか十数台程度では、ルーティイングプロトコ

ルに性能差はほとんどでてこない

→だからHEMS用途には、実はなんでも良い

(30)

IPv6層のルーティング機能

アプリケーション層

トランスポート層

(TCP, UDP)

IPv6層

RPL?

OLSR?

DYMO?

DECENTRA?

6LowPAN

(31)

Route over と Mesh under

アプリケーション層

トランスポート層

(TCP, UDP)

IPv6層

6LowPAN

MAC層

経路制御

物理層

マイコン + 無線IC

(32)

ECHONET Lite

トランスポート層

(UDP)

IPv6層

??

IPv6層

??

6LowPAN

MAC層

(33)

ECHONET Lite

マルチホップ通信が必要ですか？

「ルーティングプロトコル」が必要です

→ECHONET Liteには規定がありません

→含めるか含めないか、明確に選択する必要があ

ります

(34)

ECHONET Lite

トランスポート層

(UDP)

IPv6層

??

IPv6層

??

6LowPAN

MAC層

(35)

交換可能であること

＝階層を削除しても機能する

→ざっくりいうとこれがC方式の考え方

ECHONET Lite

いっそのこと省略してしまおう

MAC層

(802.15.4/e)

物理層

(802.15.4g)

マイコン + 無線IC

(36)

トランスポート層

(TCP, UDP)

ECHONET

ECHONET Lite

Lite

Lite/SEP 2.0/

Lite

/SEP 2.0/

/SEP 2.0/独自アプリケーション

独自アプリケーション

HEMSでの利用が想定される6LowPAN/IPv6/TCP/UDP搭載の小型プロト

コルスタックです。

SKSTACK IP v2.0

(TCP, UDP)

IP

IPｖ６ネットワーク層

ｖ６ネットワーク層

(IPv6, ICMPv6, NDP, RPL)

6LowPAN

（ヘッダ圧縮、フレーム断片化）

Flash: 80K

RAM: 15K

(MTUにより増減します）

(37)

RPL

_P2P

複雑な接続手順を省略してその場でネット

ワークを構築する使い方（アドホックモード）

ネットワーク形態

Border Router

Router

BRがデバイスを管理してツリー型ネット

注)アドホックモードは

スカイリー独自のモードです

(38)

２つの方法から選択、組み合わせてアプリケーションを実現できます。

SKSTACK-IPとリンクして同一のマイコン上で動作させる方式

C言語によるAPI、ライブラリ、ヘッダファイル一式を提供します

コンパイラやデバッガが必要になります

ソケットライクなTCP/UDPインターフェイス

アプリケーションの開発方法

TCP/UDP

別のマイコンからコマンド経由で制御する方式

「SKコマンド」と呼ばれるコマンドインタプリタを内蔵しています。

コマンドインタプリタはソースコードで提供。独自コマンドの追加が自

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「6LoWPAN」「ECHONET Lite」で求められる

通信規格とソフトウェアについて

株式会社スカイリー・ネットワークス

梅田 英和

「プロトコル・スタック」とは・・・

スタック＝積み重ね、階層構造

アプリケーション

トランスポート層

(TCP, UDP)

IPv6層

IPv6層

6LowPAN

MAC層

(802.15.4/e)

「スタック」であることの利点

交換可能であること

1. ブロックのように組み合わせができる

2. 組み合わせによって多様な通信を実現で

きる

物理層

アプリケーション層

トランスポート層

(TCP, UDP)

IPv6層

6LowPAN

MAC層

(802.15.4/e)

物理層

(802.15.4g)

マイコン + 無線IC

物理層の重要な役割

「フレーム」機能の提供

フレームとは

フレームとは

すべて届くか、すべて届かないかのど

ちらかである、通信の最小単位

「MTU」の話し

Maximum Transmission Unitの略

「これ以上、大きなフレームはありえませ

「これ以上、大きなフレームはありえませ

ん」という最大長の定義

「MTU」の話し

IEEE 802.15.4 では・・・

127バイト

IEEE 802.15.4g では・・・

2047バイト

６LowPAN

アプリケーション層

トランスポート層

(TCP, UDP)

IPv6層

6LowPAN

MAC層

(802.15.4/e)

物理層

(802.15.4g)

マイコン + 無線IC

６LowPAN

IPv6 over Low power Wireless Personal

Area Networksの略

「貧弱な無線でIPv6を使うためのいろい

ろなテクニック」

６LowPANの前提条件

1. 「省電力な無線」であること

IEEE 802.15.4の127バイトMTUという制約

2. 「IPv6」であること

2. 「IPv6」であること

６LowPANが提供する主な機能２つ

1. ヘッダ圧縮

IPv6のヘッダ

Version

Traffic Class

Flow Label

Length

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Hop Limit

Source Address

1

32bit

梅田英和

_データ