6LoWPAN

読み：しっくすろーぱん　／　英語表記：IPv6 over Low-Power Wireless Personal Area Networks

• IP・IPv6
• LAN・無線LAN

IEEE 802.15.4などの低消費電力無線ネットワークで、IPv6パケットを運ぶための適応層（アダプテーション層）の規格。ヘッダーの圧縮や、必要に応じたパケットの分割・再組み立てによって、小さなフレームでもIPv6通信を可能にする。

イマシルちゃんの解説

電池で動く温度センサーなどでは、消費電力の小さな無線通信が使われることがあるんだ。
ただ、一度に送れる量が少なく、IPv6のパケットがそのままでは収まらないことがあるよ。

こうした無線でもIPv6を使えるように、データの運び方を定めた規格が6LoWPANなんだ。
まず、パケットの「ヘッダー」という部分を短くして、送る量を減らすよ。
ヘッダーには宛先などの情報が入っているけれど、受信側がほかの情報から復元できる部分は省いて送れるんだ。
それでも収まらないパケットは分けて送り、受信側で元に戻すの。

こうして、小さなセンサーでもIPv6で測定結果をやり取りできるんだよ。

より深い解説

定義

6LoWPAN（IPv6 over Low-Power Wireless Personal Area Networks）は、IPv6と低消費電力無線ネットワークの間で、パケットの表現や大きさを調整する適応層（アダプテーション層）の規格である。基本的なパケットの運び方はRFC 4944、ヘッダーの圧縮方法はRFC 6282などで定められている。

必要になる理由

127バイトの中には無線側のヘッダーなども含まれるため、IPv6パケットを入れられる領域はさらに小さくなる。小さなパケットなら一つのフレームに収まる場合もあるが、IPv6のヘッダーが容量の大きな割合を占める。そのため、ヘッダーを短く表現して、測定結果などのデータに使える領域を増やす。

IPv6の最小リンクMTUは、IPv6から見て少なくとも1,280バイトのパケットを運べる必要があるという意味である。毎回1,280バイトのパケットを送るという意味ではない。RFC 4944では、一つの無線フレームに収まらないパケットを適応層で分割・再組み立てすることで、この要件を満たす。

主な機能

ヘッダーをどこまで短くできるかは、アドレスやフィールドの値、送受信側が共有している情報によって異なる。IPv6とUDPのヘッダーが常に一定の数バイトになるわけではない。

また、RFC 4944はメッシュでの配送に必要な情報の形式を定めるが、経路を選ぶプロトコル全体を定めるものではない。

IP層での分割との違い

IPv6のフラグメンテーションは、送信元がIPv6のフラグメントヘッダーを使い、複数のIPv6パケットに分ける処理である。途中のルータは、このIP層での分割を行わない。

一方、6LoWPANの分割は、IPv6より下の適応層で行う。IPv6パケットを小さな無線フレームに分けて運び、受信側の適応層で組み立て直してからIPv6の処理に渡す。ここで使う分割用ヘッダーは、IPv6のフラグメントヘッダーとは別のものである。

IPv6より下の層で分割するため、「IPv6の途中のルータはIPパケットを分割しない」という規則とは矛盾しない。

利用例と関連技術

6LoWPANは、IPv6を運ぶための適応層の規格であり、パブリッシュ／サブスクライブ型のメッセージのやり取りを定めるものではない。

参考資料

基礎仕様はRFC 4944、ヘッダーを短く表現する方式はRFC 6282、IPv6のMTU要件とIP層での分割はRFC 8200を参照。

BLE上でのIPv6通信はRFC 7668、CoAPはRFC 7252、利用例はWi-SUN AllianceとThread Groupの公開資料を参照。

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ネットワークスペシャリスト

午前Ⅱ

• R3春 問12

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