1. Problem Statement (問題提起)

6LoWPAN は、IEEE 802.15.4 標準 [IEEE802.15.4] に準拠したデバイスによって構成されます。ほとんどの LoWPAN デバイスは、低帯域幅、短距離、乏しいメモリ容量、限られた処理能力、および安価なハードウェアのその他の属性によって特徴付けられます。LoWPAN に参加するノードの特性は、6LoWPAN 問題提起 [RFC4919] および IPv6 over IEEE 802.15.4 文書 [RFC4944] に記述されているものであると想定されます。後者は、IEEE 802.15.4 および類似のネットワーク上で IPv6 パケットを伝送する方法を規定しています。IEEE 802.15.4 は、フルファンクションデバイス (Full-Function Devices, FFD) およびリデューストファンクションデバイス (Reduced-Function Devices, RFD) と呼ばれる 2 つのタイプのデバイスを区別していますが、この区別は常に使用されるわけではないメディアアクセス制御 (Medium Access Control, MAC) 層のいくつかの機能に基づいています。したがって、本文書ではこの区別は行いません。それにもかかわらず、一部の 6LoWPAN ノードはホスト (host) の役割のみに限定される可能性があり、一方、他の 6LoWPAN ノードはルーティングに参加する可能性があります。このホスト/ルーター (router) の区別は、デバイスの処理能力およびストレージ能力と利用可能な電力に関連付けることができ、RFD および FFD の概念と同様の方法です。

IEEE 802.15.4 ネットワークは、スター型トポロジーおよびメッシュトポロジーをサポートします。しかし、IEEE 802.15.4 標準も 6LoWPAN フォーマット仕様 ([RFC4944]) も、メッシュトポロジーをどのように取得および維持するかを定義していません。したがって、6LoWPAN の形成とマルチホップルーティングは、IP 層の下（アダプテーション層 (Adaptation Layer) または論理リンク制御 (Logical Link Control, LLC)）または IP 層でサポートできます。(IETF では、用語「routing」は通常、常にではありませんが [RFC5556]、IP 層でのパスの形成および転送のみを指すことに注意してください。本文書では、これらのサービスが実行される層を「route-over」および「mesh-under」という用語で区別します。セクション 2 およびセクション 3 を参照してください。) さまざまな IETF ワーキンググループで多数の IP ルーティングプロトコルが開発されています。しかし、これらの既存のルーティングプロトコルは、以下の理由により、6LoWPAN におけるマルチホップルーティングの要件を満たさない可能性があります。

o 6LoWPAN ノードには、一次電池から電力を引き出すノード、電力が豊富なノード、電源供給および高性能ゲートウェイ (gateway)、データアグリゲータ (data aggregator) など、特別なタイプと役割があります。6LoWPAN ルーティングプロトコルは、複数のデバイスタイプと役割をサポートする必要があります (should)。

o 高性能またはバッテリー駆動でないネットワークとは対照的に、LoWPAN にはより厳しい要件が適用されます。6LoWPAN ノードは、小さなメモリサイズと低い処理能力によって特徴付けられ、一次非充電式バッテリーによって供給される非常に限られた電力で動作します（数 KB の RAM、数十 KB の ROM/フラッシュメモリ、および数 MHz の CPU が一般的です）。ノードの寿命は通常、そのバッテリーの寿命によって定義されます。

o スリープノード (sleeping node) の処理は、LoWPAN において非常に重要であり、従来のアドホックネットワーク (ad hoc network) よりも重要です。LoWPAN ノードは、ほとんどの時間スリープモードに留まる可能性があります。効率的なパケット転送のために、適切な送信タイミングを利用することが重要です。

o 6LoWPAN におけるルーティングは、高性能ネットワークにおけるルーティングよりも簡単な問題に変換される可能性があります。LoWPAN は、トランジットネットワーク (transit network) またはスタブネットワーク (stub network) のいずれかである可能性があります。LoWPAN が決してトランジットネットワークではないという仮定の下で（[RFC4944] によって暗示されているように）、ルーティングプロトコルは大幅に簡素化される可能性があります (may)。本文書は、スタブネットワークの要件に焦点を当てます。追加の要件がトランジットネットワークに適用される可能性があります。

o 6LoWPAN におけるルーティングは、高性能ネットワークにおけるルーティングよりも難しい問題に変換される可能性があります。LoWPAN におけるルーティングには、電力の最適化、損失の多い環境での安定した動作などが必要です。これらの要件は、すべて同時に満たすことは容易ではありません [ROLL-PROTOCOLS]。

これらの特性は、LoWPAN 内のルーティングの設計に新しい課題をもたらします。

6LoWPAN 問題提起 [RFC4919] は、ルーティングプロトコルの 4 つの要件を簡単に言及しています。

(a) データパケットの低オーバーヘッド (low overhead on data packets)

(b) ルーティングの低オーバーヘッド (low routing overhead)

(d) スリープノードのサポート（バッテリー節約の考慮）(support for sleeping nodes)

これらの 4 つの高レベル要件は、6LoWPAN ルーティングの基本的な要件を記述します。6LoWPAN の基本的な特徴に基づいて、さらなる分析とプロトコル設計につながることができる、より詳細なルーティング要件が本文書に提示されます。

上記の問題を考慮すると、詳細な 6LoWPAN ルーティング要件を定義する必要があります (must)。アプリケーション固有の機能は、6LoWPAN ルーティング要件および対応するソリューションの設計に影響を与えます。しかし、関連する詳細な要件が異なる可能性がありますが、さまざまなアプリケーションは類似の技術的特性によってプロファイリングできます（たとえば、ホーム照明システムの数十のノードは、システムのアプリケーションに適した拡張性を必要としますが、高速道路インフラシステムの数百万のノードも適切な拡張性を必要とします）。

本ルーティング要件文書は、6LoWPAN アプリケーションの一般的なルーティング要件を述べており、さまざまなルーティングケースの例を提供します。これは、単一のルーティングソリューションがすべての 6LoWPAN アプリケーションに適していることを意味するものではなく、異なるルーティングプロトコルが同時に実行される必要があるわけでもありません。