6LoWPAN
"오늘의AI위키"의 AI를 통해 더욱 풍부하고 폭넓은 지식 경험을 누리세요.
1. 개요
6LoWPAN은 저전력 무선 통신을 위한 IPv6 네트워킹 기술로, IEEE 802.15.4 네트워크를 통해 IPv6 패킷을 전송하기 위한 헤더 압축, 단편화 및 재조립 메커니즘을 정의한다. 주요 표준 문서로는 RFC 4919, RFC 4944, draft-ietf-6lowpan-nd, draft-ietf-6lowpan-hc 등이 있다. 6LoWPAN은 스마트 그리드, 홈 오토메이션, 스마트시티 등 다양한 분야에 적용되며, Thread 프로토콜의 기반 기술로도 사용된다. 핵심 기능으로는 패킷 크기 조정, 헤더 압축, 주소 할당, 라우팅, 장치 및 서비스 탐색, 보안 등이 있으며, 메시 네트워크 환경에서 효율적인 라우팅을 지원한다.
더 읽어볼만한 페이지
- IPv6 - ICMPv6
ICMPv6는 IPv6 네트워크에서 오류 보고 및 정보 제공을 담당하며, 주소 해결, 주소 자동 설정, 멀티캐스트 그룹 관리 등의 기능을 수행하는 필수적인 프로토콜이다. - IPv6 - DHCPv6
DHCPv6는 IPv6 호스트에게 IP 주소 및 DNS 서버 주소와 같은 구성 정보를 자동으로 할당하며, IPv4의 DHCP와 유사하게 작동하지만 IPv6 환경에 맞춰 설계되었고, IETF에서 표준화되었다. - 무선 네트워크 - 무선 통신
무선 통신은 전선 없이 전자기파 등을 이용하여 정보를 전달하는 방식으로, 마르코니의 무선 전신 실험 성공 이후 다양한 형태로 발전해왔으며, 현대 사회에서 필수적인 기술로 자리 잡았다. - 무선 네트워크 - 무선랜
무선랜은 유선 케이블 없이 무선으로 근거리 통신망을 구축하는 기술로, IEEE 802.11 표준 기반으로 발전하여 고속 통신과 다양한 운영 방식, 보안 기술을 제공하며 메시 Wi-Fi, 공중 무선랜 등 여러 형태로 발전하고 각국에서 법적 규제를 마련하고 있다.
| 6LoWPAN | |
|---|---|
| 일반 정보 | |
| 명칭 | 6LoWPAN (IPv6 over Low-Power Wireless Personal Area Networks) |
| 설명 | 저전력 무선 개인 영역 네트워크 상에서 IPv6를 전송하는 방식 |
| 약어 | 6LoWPAN |
| IETF 작업 그룹 | 6LoWPAN IETF 작업 그룹 |
| 상세 내용 | |
| 주요 기능 | IPv6 패킷 단편화 및 재조립 헤더 압축 링크 계층 포워딩 |
| 관련 RFC | RFC 4944: IPv6 over IEEE 802.15.4 RFC 6282: IPv6 헤더 압축 RFC 6775: IPv6 근린 탐색 최적화 RFC 8931: IPv6 over Sub-GHz RFC 8025: IPv6 over Bluetooth LE RFC 8066: IPv6 over G.9959 RFC 4919: IPv6 over IEEE 802.15.4 간결 헤더 압축 RFC 7668: IPv6 over 멀티홉 저전력 무선 개인 영역 네트워크 |
| 특징 | IPv6를 저전력 무선 네트워크에서 사용 가능 다양한 무선 기술 지원 (IEEE 802.15.4, Bluetooth LE 등) IoT 기기 연결에 적합 |
| 용도 | 스마트 홈 산업 자동화 환경 모니터링 자산 추적 |
| 관련 기술 | IPv6 IEEE 802.15.4 Zigbee Bluetooth LE |
| 개발 언어 | C |
| 운영체제 | Contiki TinyOS |
2. 표준 문서
6LoWPAN 관련 표준 문서는 다음과 같다.
- RFC 4919[17]: 6LoWPAN의 개념과 요구사항에 대한 개요를 제공한다.
- RFC 4944[18]: 'Transmission of IPv6 Packet over IEEE 802.15.4 Networks'라는 제목으로, IPv6 패킷을 IEEE 802.15.4 프레임에 전송하기 위한 6LoWPAN 애플리케이션 계층을 정의하고 있다.
- draft-ietf-6lowpan-nd[19]: IPv6 Neighbor Discovery 프로토콜이 LoWPAN에 적합하지 않아 '6LoWPAN Neighbor Discovery'에 관한 내용을 담고 있다.
- draft-ietf-6lowpan-hc[20]: RFC 4944에서 정의한 헤더 압축에 대해서 보완할 사항을 정의하고 있으며, 표준 완료시 RFC 4944를 갱신한다.
2. 1. RFC 4919
RFC 4919[17]는 6LoWPAN의 개념과 요구사항에 대한 개요를 제공한다.2. 2. RFC 4944
RFC 4944[18]는 'Transmission of IPv6 Packet over IEEE 802.15.4 Networks'라는 제목으로, 최소 MTU가 1280 옥텟인 IPv6 패킷을 페이로드에 최대 127 옥텟을 담을 수 있는 IEEE 802.15.4 프레임에 전송하기 위한 헤더 압축, 링크 단계 단편화/재조립 메커니즘 등을 수행하는 6LoWPAN 애플리케이션 계층을 정의하고 있다. 모든 IP의 링크 계층 매핑과 마찬가지로, RFC4944는 여러 기능을 제공한다. L2와 L3 네트워크 간의 일반적인 차이점 외에도 IPv6 네트워크에서 IEEE 802.15.4 네트워크로의 매핑은 추가적인 설계 과제를 제기한다(개요는 RFC 4919[17] 참조).2. 3. draft-ietf-6lowpan-nd
IPv6 Neighbor Discovery 프로토콜은 이더넷 등과 같이 신뢰성이 있는 링크를 가정하여 멀티캐스트를 기반으로 동작하므로 LoWPAN에는 적합하지 않다. draft-ietf-6lowpan-nd[19]는 '6LoWPAN Neighbor Discovery'에 관한 것으로, 멀티캐스트 사용을 지양하고 LoWPAN 영역의 경계에 있는 경계 라우터 (Edge Router)에 Neighbor Discovery 기능을 집중시키는 방식을 제안한다.2. 4. draft-ietf-6lowpan-hc
RFC 4944에서 정의된 헤더 압축 방식을 보완하는 내용을 담고 있으며[20], 이 표준이 완료되면 RFC 4944를 갱신하게 된다.3. 응용 분야
6LoWPAN은 매우 제한적인 전력 소비를 가진 장치에서 낮은 데이터 속도로 다른 많은 장치에 무선 연결이 필요한 분야에 사용된다. IETF RFC 6282의 헤더 압축 메커니즘은 IPv6 패킷이 이러한 네트워크를 통해 이동할 수 있도록 한다.
대한민국에서는 스마트시티, 지능형 교통 시스템(ITS) 등 다양한 분야에서 6LoWPAN 기술이 활용되고 있다. 예를 들어 스마트 가로등, 주차 관리 시스템 등에 활용된다.
3. 1. 스마트 그리드
IPv6는 스마트 그리드에서 사용되어 스마트 미터 및 기타 장치가 IPv6 백본을 사용하여 데이터를 과금 시스템으로 다시 전송하기 전에 마이크로 메시 네트워크를 구축할 수 있게 한다. 이러한 네트워크 중 일부는 IEEE 802.15.4 무선 통신을 통해 실행되므로 헤더 압축 및 조각화를 사용한다.[1]3. 2. 홈 오토메이션
Thread는 50개 이상의 회사들이 참여하는 표준으로, 홈 오토메이션을 구현하기 위해 6LoWPAN 위에서 실행되는 프로토콜이다. 이 규격은 2022년 6월 24일 기준으로 무료로 제공되지만, 프로토콜을 구현하려면 유료 회원 가입이 필요하다.[13][14] 규격 버전 1.0은 2015년 10월 29일에 발표되었다.[13] 이 프로토콜은 Z-Wave 및 Zigbee IP와 직접 경쟁할 것으로 예상된다.[3] Matter 표준을 사용하는 IoT 장치 통신에서 Thread는 두 가지 가능한 무선 전송 계층 중 하나이다.3. 3. 기타 응용 분야
대한민국에서는 스마트시티, 지능형 교통 시스템(ITS) 등 다양한 분야에서 6LoWPAN 기술이 활용되고 있다. 예를 들어 스마트 가로등, 주차 관리 시스템 등에 활용된다.4. 핵심 기능
6LoWPAN은 다음과 같은 핵심 기능을 제공한다.
- '''패킷 크기 조정:''' IPv6는 링크 계층의 최대 전송 단위(MTU)가 최소 1280 옥테트여야 한다.[15] 반면 IEEE 802.15.4 표준 프레임 크기는 127 옥테트이다. 6LoWPAN은 이러한 차이를 극복하기 위해 조각화 및 재조립 계층을 정의한다.
- '''주소 할당:''' IEEE 802.15.4 장치는 IEEE 64비트 확장 주소를 사용하거나, PAN 내에서 고유한 16비트 주소를 사용할 수 있다. 물리적으로 함께 배치된 IEEE 802.15.4 장치 그룹에는 PAN-ID가 부여된다.[1]
- '''라우팅:''' 메시 라우팅은 PAN 공간에서 이루어진다. IPv6 도메인과 PAN 도메인 간의 패킷 라우팅도 가능하다. 6LoWPAN 커뮤니티는 LOAD,[5] DYMO-LOW,[6] HI-LOW[7] 등 여러 라우팅 프로토콜을 제안했다. 현재 대규모 배포에 적합한 라우팅 프로토콜은 LOADng[8]와 RPL[9][11] 두 가지뿐이다.
- '''장치 및 서비스 탐색:''' IP 지원 장치는 애드혹 네트워크 구성을 필요로 할 수 있으므로, 인접 장치의 현재 상태와 해당 장치에서 호스팅하는 서비스에 대한 정보가 필요하다. IPv6 이웃 탐색 확장은 이 분야에 기여한다.
4. 1. 패킷 크기 조정
IPv6는 링크 계층 최대 전송 단위(MTU)가 최소 1280 옥테트여야 한다.[15] 반면, IEEE 802.15.4 표준 프레임 크기는 127 옥테트이다. 최대 프레임 오버헤드 25 옥테트와 링크 계층에서 선택 사항이지만 강력히 권장되는 보안 기능인 AES-CCM-128의 경우 최대 21 옥테트의 추가 오버헤드가 발생한다. 이로 인해 상위 계층에는 81 옥테트만 남게 되는데, 이는 1280보다 훨씬 적기 때문에 6LoWPAN은 조각화 및 재조립 계층을 정의한다.4. 2. 주소 할당
IEEE 802.15.4 장치는 IEEE 64비트 확장 주소를 사용하거나, 연결 이벤트 후 PAN 내에서 고유한 16비트 주소를 사용할 수 있다. 물리적으로 함께 배치된 IEEE 802.15.4 장치 그룹에는 PAN-ID가 부여된다.[1]4. 3. 라우팅
메시 라우팅은 개인 영역 네트워크(PAN) 공간에서 이루어진다. IPv6 도메인과 PAN 도메인 간의 패킷 라우팅 가능성도 고려된다.6LoWPAN 커뮤니티에서는 LOAD,[5] DYMO-LOW,[6] HI-LOW[7]와 같은 여러 라우팅 프로토콜을 제안했다. 그러나 현재 대규모 배포에 적합한 라우팅 프로토콜은 ITU에서 [http://www.itu.int/rec/T-REC-G.9903/en ITU-T G.9903] 권고안에 따라 표준화된 LOADng[8]와 IETF ROLL 워킹 그룹에서 표준화된 RPL[9][11] 두 가지뿐이다.
4. 4. 장치 및 서비스 탐색
IP 지원 장치는 애드혹 네트워크 구성을 필요로 할 수 있으므로, 인접 장치의 현재 상태와 해당 장치에서 호스팅하는 서비스에 대한 정보가 필요하다. IPv6 이웃 탐색 확장은 이 분야에 기여하기 위해 제안된 인터넷 초안이다.4. 5. 보안
IEEE 802.15.4 노드는 보안 모드 또는 비보안 모드로 작동할 수 있다. 서로 다른 보안 목표를 달성하기 위해 명세에 두 가지 보안 모드, 즉 접근 제어 목록(ACL)과 보안 모드[10]가 정의되어 있다.5. 대한민국 현황 및 기여
(참조할 원문 소스가 주어지지 않았으므로, 출력할 내용이 없습니다.)
참조
[1]
웹사이트
6LoWPAN: The wireless embedded Internet – Part 1: Why 6LoWPAN?
https://www.eetimes.[...]
John Wiley & Sons, Ltd
2022-06-24
[2]
간행물
The 6LoWPAN architecture
http://portal.acm.or[...]
ACM
2007
[3]
웹사이트
Nest, Samsung, ARM and others launch 'Thread' home automation network protocol
https://venturebeat.[...]
venture beat
2014-07-15
[4]
웹사이트
IPv6 over Low power WPAN (6lowpan)
"//datatracker.ietf.[...]
Internet Engineering Task Force
2016-05-10
[5]
간행물
6LoWPAN Ad Hoc On-Demand Distance Vector Routing (LOAD)
Internet Engineering Task Force
2016-05-10
[6]
간행물
Dynamic MANET On-demand for 6LoWPAN (DYMO-low) Routing
Internet Engineering Task Force
2016-05-10
[7]
간행물
Hierarchical Routing over 6LoWPAN (HiLow)
Internet Engineering Task Force
2016-05-10
[8]
간행물
The Lightweight On-demand Ad hoc Distance-vector Routing Protocol - Next Generation (LOADng)
Internet Engineering Task Force
2016-05-10
[9]
간행물
RPL: IPv6 Routing Protocol for Low-Power and Lossy Networks
Internet Engineering Task Force
2016-05-10
[10]
간행물
IPv6 over Low Power WPAN Security Analysis
Internet Engineering Task Force
2016-05-10
[11]
웹사이트
Routing Over Low power and Lossy networks (roll)
"//datatracker.ietf.[...]
Internet Engineering Task Force
2016-05-10
[12]
간행물
IPv6 over Low-Power Wireless Personal Area Networks (6LoWPANs): Overview, Assumptions, Problem Statement, and Goals
Internet Engineering Task Force
2022-06-24
[13]
웹사이트
Thread 1.1 Specification Request Form
https://www.threadgr[...]
2022-06-24
[14]
웹사이트
Thread Membership Benefits
https://www.threadgr[...]
2022-06-24
[15]
간행물
IPv6 over Low-Power Wireless Personal Area Networks (6LoWPANs): Overview, Assumptions, Problem Statement, and Goals
Internet Engineering Task Force
2022-06-24
[16]
문서
IETF 6LoWPAN Working Group
http://tools.ietf.or[...]
[17]
문서
RFC 4919
[18]
문서
RFC 4944
[19]
문서
draft-ietf-6lowpan-nd
http://tools.ietf.or[...]
[20]
문서
draft-ietf-6lowpan-hc
http://tools.ietf.or[...]
본 사이트는 AI가 위키백과와 뉴스 기사,정부 간행물,학술 논문등을 바탕으로 정보를 가공하여 제공하는 백과사전형 서비스입니다.
모든 문서는 AI에 의해 자동 생성되며, CC BY-SA 4.0 라이선스에 따라 이용할 수 있습니다.
하지만, 위키백과나 뉴스 기사 자체에 오류, 부정확한 정보, 또는 가짜 뉴스가 포함될 수 있으며, AI는 이러한 내용을 완벽하게 걸러내지 못할 수 있습니다.
따라서 제공되는 정보에 일부 오류나 편향이 있을 수 있으므로, 중요한 정보는 반드시 다른 출처를 통해 교차 검증하시기 바랍니다.
문의하기 : help@durumis.com