3. Design Space (Espace de conception)
Outre une grande variété d'algorithmes de routage concevables pour les 6LoWPAN, il est possible d'effectuer le routage dans la couche IP (en utilisant une approche route-over) ou en dessous d'IP, comme défini par le document de format 6LoWPAN [RFC4944] (en utilisant l'approche mesh-under). Voir la figure 1.
L'approche route-over repose sur le routage IP et prend donc en charge le routage sur éventuellement divers types de liaisons interconnectées. Remarque : Le groupe de travail ROLL travaille actuellement sur des approches route-over pour les réseaux à faible puissance et avec pertes (Low-power and Lossy Networks, LLN), et non spécifiquement pour les 6LoWPAN. Ce document se concentre sur les exigences spécifiques aux 6LoWPAN ; il peut être utilisé conjointement avec les exigences plus orientées application définies par le groupe de travail ROLL.
L'approche mesh-under effectue la communication multi-sauts en dessous de la liaison IP. La conséquence la plus importante du mécanisme mesh-under est que les caractéristiques d'IEEE 802.15.4 affectent directement les mécanismes de routage 6LoWPAN, y compris l'utilisation d'adresses de couche liaison de 64 bits (ou 16 bits courts) au lieu d'adresses IP. Un 6LoWPAN serait donc considéré comme une seule liaison IP.
La plupart des déclarations de ce document considèrent à la fois les cas route-over et mesh-under.
La figure 1 montre la place du routage 6LoWPAN dans l'ensemble de la pile réseau.
+---------------------------+ +-----------------------------+
| Application Layer | | Application Layer |
+---------------------------+ +-----------------------------+
| Transport Layer (TCP/UDP) | | Transport Layer (TCP/UDP) |
+---------------------------+ +-----------------------------+
| Network Layer (IPv6) | | Network +---------+ |
+---------------------------+ | Layer | Routing | |
| 6LoWPAN | | (IPv6) +---------+ |
| Adaptation | +-----------------------------+
| Layer +----------+ | | 6LoWPAN Adaptation Layer |
+--------------| Routing* |-+ +-----------------------------+
| 802.15.4 MAC +----------+ | | 802.15.4 MAC |
+---------------------------+ +-----------------------------+
| 802.15.4 PHY | | 802.15.4 PHY |
+---------------------------+ +-----------------------------+
* Ici, « Routing » n'est pas équivalent au routage IP,
mais inclut les fonctionnalités de calcul de chemin et
de transfert sous la couche IP.
Le terme « Routing » est utilisé dans la figure afin d'illustrer
quelle couche gère le calcul de chemin et le transfert de paquets
dans mesh-under par rapport à route-over.
Figure 1 : Routage Mesh-Under (Gauche) et Routage Route-Over (Droite)
Afin d'éviter la fragmentation des paquets et la surcharge pour le réassemblage, les paquets de routage devraient (should) tenir dans une seule trame physique IEEE 802.15.4, et les données d'application ne devraient pas (should not) être étendues à un point tel qu'elles ne tiennent plus.
3.1 Reference Network Model (Modèle de réseau de référence)
Pour la communication multi-sauts dans les 6LoWPAN, lorsqu'un mécanisme route-over est utilisé, tous les routeurs (c'est-à-dire les routeurs frontières 6LoWPAN (6LoWPAN Border Router, 6LBR) et les routeurs 6LoWPAN (6LoWPAN Router, 6LR)) effectuent le routage IP au sein du réseau stub (voir la figure 2). Dans ce cas, la portée link-local couvre l'ensemble des nœuds dans la portée radio symétrique d'un nœud.
Lorsqu'un LoWPAN suit la configuration mesh-under, le 6LBR est le seul routeur IPv6 dans le LoWPAN (voir la figure 3). Cela signifie que la portée link-local IPv6 inclut tous les nœuds du LoWPAN. Pour cela, un mécanisme mesh-under doit (MUST) être fourni pour prendre en charge la transmission multi-sauts.
h h
/ | 6LBR : 6LoWPAN Border Router
6LBR -- 6LR --- 6LR --- h 6LR : 6LoWPAN Router
/ \ h : Host
h 6LR --- h
|
/ \
6LR - 6LR -- h
Figure 2 : Exemple d'un LoWPAN Route-Over
h h
/ | 6LBR : 6LoWPAN Border Router
6LBR --- m --- m --- h m : mesh-under forwarder
/ \ h : Host
h m --- h
|
/ \
m - m -- h
Figure 3 : Exemple d'un LoWPAN Mesh-Under
Notez que dans les réseaux mesh-under et route-over, il n'y a aucune attente d'attribution d'adresses basée sur la topologie dans le 6LoWPAN. Au lieu de cela, les adresses sont généralement attribuées en fonction des adresses EUI-64 attribuées aux nœuds au moment de la fabrication, ou sur la base d'un processus (d'un point de vue topologique) plus ou moins aléatoire attribuant des adresses MAC 16 bits aux nœuds individuels. Au sein d'un 6LoWPAN, il n'y a donc aucune opportunité d'agrégation ou de résumé des adresses IPv6 au-delà du partage d'un (ou plusieurs) préfixes communs.
Tous les appareils qui sont à portée radio les uns des autres n'ont pas besoin de faire partie du même LoWPAN. Lorsque plusieurs LoWPAN sont formés avec des adresses IPv6 globalement uniques dans les 6LoWPAN, et que l'appareil (a) du LoWPAN [A] veut communiquer avec l'appareil (b) du LoWPAN [B], les mécanismes IPv6 normaux seront employés. Pour route-over, l'adresse IPv6 de (b) est définie comme destination des paquets, et les appareils effectuent le routage IP vers le 6LBR pour ces paquets sortants. Pour mesh-under, il y a un saut IP de l'appareil (a) au 6LBR de [A], quel que soit le nombre de sauts radio qui les séparent. Cela suppose, bien sûr, l'existence d'un protocole de routage mesh-under afin d'atteindre le 6LBR. Notez qu'une route par défaut vers le 6LBR pourrait être insérée dans le système de routage 6LoWPAN pour route-over et mesh-under.