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3. Design Space (設計空間)

6LoWPAN の様々な考えられるルーティングアルゴリズムとは別に、IP 層でルーティングを実行すること（route-over アプローチを使用）、または 6LoWPAN フォーマット文書 [RFC4944] で定義されているように IP の下でルーティングを実行すること（mesh-under アプローチを使用）が可能です。図 1 を参照してください。

route-over アプローチは IP ルーティングに依存しているため、おそらく様々なタイプの相互接続されたリンクを介したルーティングをサポートします。注: ROLL WG は現在、6LoWPAN 専用ではなく、低電力および損失の多いネットワーク (Low-power and Lossy Networks, LLN) の route-over アプローチに取り組んでいます。本文書は 6LoWPAN 固有の要件に焦点を当てており、ROLL WG によって定義されたより アプリケーション指向の要件と併せて使用される可能性があります (may)。

mesh-under アプローチは、IP リンクの下でマルチホップ通信を実行します。mesh-under メカニズムの最も重要な結果は、IEEE 802.15.4 の特性が 6LoWPAN ルーティングメカニズムに直接影響を与えることであり、IP アドレスではなく 64 ビット（または 16 ビット短縮）リンク層アドレスの使用を含みます。したがって、6LoWPAN は単一の IP リンクとして見られます。

本文書のほとんどの記述は、route-over および mesh-under の両方のケースを考慮しています。

図 1 は、ネットワークスタック全体における 6LoWPAN ルーティングの位置を示しています。

+---------------------------+  +-----------------------------+
|      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         |
+---------------------------+  +-----------------------------+
 * ここで、「Routing」は IP ルーティングと同等ではなく、
   IP 層の下でのパス計算と転送の機能を含みます。
   図で「Routing」という用語を使用するのは、
   route-over と比較して mesh-under でどの層がパス計算と
   パケット転送を処理するかを説明するためです。

図 1: Mesh-Under ルーティング (左) と Route-Over ルーティング (右)

パケットフラグメンテーションと再組み立てのオーバーヘッドを回避するために、ルーティングパケットは単一の IEEE 802.15.4 物理フレームに収まる必要があり (should)、アプリケーションデータは適合しなくなる程度まで拡張されるべきではありません (should not)。

3.1 Reference Network Model (参照ネットワークモデル)​

6LoWPAN におけるマルチホップ通信の場合、route-over メカニズムが使用されている場合、すべてのルーター（すなわち、6LoWPAN ボーダールーター (6LoWPAN Border Router, 6LBR) および 6LoWPAN ルーター (6LoWPAN Router, 6LR)）は、スタブネットワーク内で IP ルーティングを実行します（図 2 参照）。この場合、リンクローカルスコープ (link-local scope) は、ノードの対称無線範囲内のノードのセットをカバーします。

LoWPAN が mesh-under 構成に従う場合、6LBR は LoWPAN 内で唯一の IPv6 ルーターです（図 3 参照）。これは、IPv6 リンクローカルスコープが LoWPAN 内のすべてのノードを含むことを意味します。このため、マルチホップ送信をサポートするために mesh-under メカニズムを提供しなければなりません (MUST)。

    h   h
   /    |                     6LBR: 6LoWPAN Border Router
6LBR -- 6LR --- 6LR --- h       6LR: 6LoWPAN Router
       / \                       h: Host
      h  6LR --- h
          |
         / \
      6LR - 6LR -- h

            図 2: Route-Over LoWPAN の例


    h   h
   /    |                    6LBR: 6LoWPAN Border Router
6LBR --- m --- m --- h           m: mesh-under forwarder
       / \                      h: Host
      h   m --- h
          |
         / \
        m - m -- h

            図 3: Mesh-Under LoWPAN の例

mesh-under および route-over ネットワークの両方において、6LoWPAN でトポロジーベースのアドレス割り当てが期待されないことに注意してください。代わりに、アドレスは通常、製造時にノードに割り当てられた EUI-64 アドレスに基づいて割り当てられるか、（トポロジーの観点から）多かれ少なかれランダムなプロセスに基づいて個々のノードに 16 ビット MAC アドレスを割り当てます。したがって、6LoWPAN 内では、（1 つまたは複数の）共通プレフィックスの共有を超えて、IPv6 アドレスの集約または要約の機会はありません。

互いに無線範囲内にあるすべてのデバイスが同じ LoWPAN の一部である必要はありません。6LoWPAN でグローバルに一意な IPv6 アドレスを持つ複数の LoWPAN が形成され、LoWPAN [A] のデバイス (a) が LoWPAN [B] のデバイス (b) と通信したい場合、通常の IPv6 メカニズムが採用されます。route-over の場合、(b) の IPv6 アドレスがパケットの宛先として設定され、デバイスはこれらの送信パケットに対して 6LBR への IP ルーティングを実行します。mesh-under の場合、デバイス (a) から [A] の 6LBR までの無線ホップ数に関係なく、1 つの IP ホップがあります。もちろん、これは 6LBR に到達するために mesh-under ルーティングプロトコルの存在を前提としています。6LBR へのデフォルトルートは、route-over および mesh-under の両方の 6LoWPAN ルーティングシステムに挿入できることに注意してください。

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