متنوع

ما هو 6LoWPAN - الأساسيات

ما هو 6LoWPAN - الأساسيات

يستخدم نظام 6LoWPAN لمجموعة متنوعة من التطبيقات بما في ذلك شبكات الاستشعار اللاسلكية. يرسل هذا الشكل من شبكات الاستشعار اللاسلكية البيانات كحزم وباستخدام IPv6 - مما يوفر الأساس للاسم - IPv6 عبر الشبكات الشخصية اللاسلكية منخفضة الطاقة.

يوفر 6LoWPAN وسيلة لنقل بيانات الحزمة في شكل IPv6 عبر IEEE 802.15.4 والشبكات الأخرى. إنه يوفر IPv6 من طرف إلى طرف وعلى هذا النحو فهو قادر على توفير اتصال مباشر لمجموعة كبيرة ومتنوعة من الشبكات بما في ذلك الاتصال المباشر بالإنترنت.

بهذه الطريقة ، 6LoWPAN تتبنى طريقة مختلفة لحلول شبكة الاستشعار اللاسلكية منخفضة الطاقة الأخرى.

6LoWPAN و IETF

6LoWPAN هو معيار مفتوح تم تحديده بواسطة فريق عمل هندسة الإنترنت ، IETF في وثيقته RFC 6282. IETF هو هيئة المعايير التي تحدد العديد من المعايير المفتوحة المستخدمة في الإنترنت بما في ذلك HTTP و TCP و UDP والعديد من المعايير الأخرى.

في حين تم تصميم 6LoWPAN في الأصل للبناء على IEEE 802.15.4 ، وهو معيار يحدد الطبقات السفلية لنظام لاسلكي منخفض الطاقة بسرعة 2.4 جيجا هرتز ، يتم الآن تطويره وتكييفه للعمل مع العديد من الحوامل اللاسلكية الأخرى بما في ذلك Bluetooth Smart ؛ التحكم في خط الطاقة ، PLC ، وشبكة Wi-Fi منخفضة الطاقة.

حددت مجموعة 6LoWPAN بعد ذلك آليات التغليف والضغط التي تمكن من نقل بيانات IPv6 من الشبكة اللاسلكية.

لم يكن تطوير نظام 6LoWPAN سهلاً كما قد يعتقد ، حيث أن الطبيعة الأساسية للنظامين مختلفة تمامًا. ومع ذلك ، كان يُعتقد أن استخدام حزم البيانات عبر شبكة استشعار لاسلكية منخفضة الطاقة سيوفر مزايا كبيرة من حيث معالجة البيانات وإدارتها.

مجالات تطبيق 6LoWPAN

مع وجود العديد من شبكات الاستشعار اللاسلكية منخفضة الطاقة وغيرها من أشكال الشبكات اللاسلكية المخصصة ، من الضروري أن يكون لأي نظام أو تقنية لاسلكية جديدة منطقة محددة تتناولها. في حين أن هناك العديد من أشكال الشبكات اللاسلكية بما في ذلك شبكات الاستشعار اللاسلكية ، فإن 6LoWPAN تتناول منطقة لم يتم تناولها حاليًا من قبل أي نظام آخر ، أي استخدام IP ، وعلى وجه الخصوص IPv6 لنقل البيانات.

يهدف النظام العام إلى توفير اتصال إنترنت لاسلكي بمعدلات بيانات منخفضة ودورة عمل منخفضة. ومع ذلك ، هناك العديد من التطبيقات حيث يتم استخدام 6LoWPAN:

  • الأتمتة العامة: هناك فرص هائلة لاستخدام 6LoWPAN في العديد من مجالات الأتمتة المختلفة.
  • أتمتة المنزل: يوجد سوق كبير للأتمتة المنزلية. من خلال الاتصال باستخدام IPv6 ، من الممكن الحصول على مزايا مميزة مقارنة بأنظمة إنترنت الأشياء الأخرى. تم إعداد مبادرة Thread للتوحيد القياسي على بروتوكول يعمل على 6LoWPAN لتمكين التشغيل الآلي للمنزل.
  • الشبكة الذكية: تعمل الشبكات الذكية على تمكين العدادات الذكية والأجهزة الأخرى من بناء شبكة متناهية الصغر ويمكنها إرسال البيانات مرة أخرى إلى نظام المراقبة والفوترة لمشغل الشبكة باستخدام العمود الفقري لـ IPv6.
  • المراقبة الصناعية: توفر المصانع والمنشآت الصناعية المؤتمتة فرصة رائعة لـ 6LoWPAN ويمكن أن يؤدي استخدام الأتمتة إلى تحقيق توفير كبير. تفتح قدرة 6LoWPAN على الاتصال بالسحابة العديد من المجالات المختلفة لمراقبة البيانات وتحليلها.

6 أساسيات LoWPAN

تستخدم تقنية 6LoWPAN معيار IEEE 802.15.4 لتوفير الطبقات السفلية لنظام الشبكة اللاسلكية منخفض الطاقة هذا. في حين أن هذا يبدو نهجًا مباشرًا لتطوير شبكة لاسلكية لحزم البيانات أو شبكة استشعار لاسلكية ، إلا أن هناك حالات عدم توافق بين تنسيق IPv6 والتنسيقات التي يسمح بها IEEE 802.15.4. يتم التغلب على هذه الاختلافات في 6LoWPAN وهذا يسمح للنظام باستخدامه كطبقة فوق 802.15.4 الأساسي.

لإرسال بيانات الحزمة ، IPv6 عبر 6LowPAN ، من الضروري وجود طريقة لتحويل بيانات الحزمة إلى تنسيق يمكن معالجته بواسطة نظام الطبقة الدنيا IEEE 802.15.4.

يتطلب IPv6 أن لا يقل طول وحدة الإرسال (MTU) عن 1280 بايت. يعد هذا أطول بكثير من حجم الحزمة القياسي IEEE802.15.4 البالغ 127 ثماني بتات والذي تم تعيينه لإبقاء عمليات النقل قصيرة وبالتالي تقليل استهلاك الطاقة.

للتغلب على مشكلة دقة العنوان ، يتم إعطاء عناوين IPv6 128 بت بطريقة هرمية. قد تستخدم أجهزة IEEE 802.15.4 إما عناوين IEEE 64 بت الموسعة أو عناوين 16 بت الفريدة داخل PAN بعد ارتباط الأجهزة. يوجد أيضًا معرف PAN لمجموعة من أجهزة IEEE802.15.4 المشتركة في الموقع.

6LoWPAN الأمن

من المتوقع أن يوفر Internet of Things ، IoT للمتسللين فرصة كبيرة للسيطرة على الأجهزة غير المؤمنة بشكل جيد واستخدامها أيضًا للمساعدة في مهاجمة الشبكات والأجهزة الأخرى.

وفقًا لذلك ، يعد الأمان مشكلة رئيسية لأي معيار مثل 6LoWPAN ، ويستخدم أمان طبقة الارتباط AES-128 المحدد في IEEE 802.15.4. يوفر هذا مصادقة الارتباط والتشفير.

يتم توفير مزيد من الأمان من خلال آليات أمان طبقة النقل المضمنة أيضًا. يتم تعريف هذا في RFC 5246 ويعمل عبر TCP.

بالنسبة للأنظمة التي يتم فيها استخدام UDP ، يمكن استخدام بروتوكول طبقة النقل المحدد في RFC 6347 ، على الرغم من أن هذا قد يتطلب بعض متطلبات الأجهزة المحددة.

6LoWPAN إمكانية التشغيل البيني

إحدى القضايا الرئيسية لأي معيار هي إمكانية التشغيل البيني. من الضروري أن تعمل المعدات من مختلف الصانعين معًا.

عند اختبار قابلية التشغيل البيني ، من الضروري التأكد من توافق جميع طبقات مكدس OSI. لضمان إمكانية تحقيق ذلك ، هناك العديد من المواصفات المختلفة القابلة للتطبيق.

يمكن فحص أي عنصر للتأكد من مطابقته للمعيار ، وكذلك اختباره بشكل مباشر للتشغيل البيني.

6LoWPAN هو معيار نمط لاسلكي / إنترنت الأشياء الذي اكتسب بهدوء أرضية كبيرة. على الرغم من أنه كان يهدف في البداية إلى الاستخدام مع IEEE 802.15.4 ، إلا أنه قادر أيضًا على العمل مع معايير لاسلكية أخرى مما يجعله خيارًا مثاليًا للعديد من التطبيقات.

يستخدم 6LoWPAN IPv6 وهذا وحده يجب أن يميزه عن الآخرين بميزة واضحة. مع انتقال العالم نحو بيانات حزم IPv6 ، يوفر نظام مثل 6LoWPAN العديد من المزايا لشبكات الاستشعار اللاسلكية منخفضة الطاقة وأشكال أخرى من الشبكات اللاسلكية منخفضة الطاقة.

موضوعات الاتصال اللاسلكي والسلكي:
أساسيات الاتصالات المتنقلة 2G GSM3G UMTS4G LTE5GWiFiIEEE 802.15.4DECT الهواتف اللاسلكية NFC- الاتصال قريب المدى أساسيات الشبكات ما هي CloudEthernet البيانات التسلسلية USBSigFoxLoRaVoIPSDNNFVSD-WAN
العودة إلى الاتصال اللاسلكي والسلكي


شاهد الفيديو: 6LoWPAN Packet Analysis in Contiki OS (قد 2021).