6LoWPAN

將IP協議引入無線通信網絡一直被認為是不現實的(不是完全不可能)。迄今為止，無線網只採用專用協議，因為IP協議對內存和帶寬要求較高，要降低它的運行環境要求以適應微控制器及低功率無線連接很困難 ^[1]  。

基於IEEE 802.15.4實現IPv6通信的IETF 6LoWPAN草案標準的發佈有望改變這一局面。6LoWPAN所具有的低功率運行的潛力使它很適合應用在從手持機到儀器的設備中，而其對AES-128加密的內置支持為強健的認證和安全性打下了基礎。

IEEE 802.15.4標準設計用於開發可以靠電池運行1到5年的緊湊型低功率廉價嵌入式設備(如傳感器)。該標準使用工作在2.4GHz頻段的無線電收發器傳送信息，使用的頻帶與Wi-Fi相同，但其射頻發射功率大約只有Wi-Fi的1%。這限制了IEEE 802.15.4設備的傳輸距離，因此，多台設備必須一起工作才能在更長的距離上逐跳傳送信息和繞過障礙物。

IETF 6LoWPAN工作組的任務是定義在如何利用IEEE 802.15.4鏈路支持基於IP的通信的同時，遵守開放標準以及保證與其他IP設備的互操作性。

這樣做將消除對多種複雜網關(每種網關對應一種本地802.15.4協議)以及專用適配器和網關專有安全與管理程序的需要。然而，利用IP並不是件容易的事情：IP的地址和包頭很大，傳送的數據可能過於龐大而無法容納在很小的IEEE 802.15.4數據包中。6LoWPAN工作組面臨的技術挑戰是發明一種將IP包頭壓縮到只傳送必要內容的小數據包中的方法。他們的答案是“Pay as you go”式的包頭壓縮方法。這些方法去除IP包頭中的冗餘或不必要的網絡級信息。IP包頭在接收時從鏈路級802.15.4包頭的相關域中得到這些網絡級信息。

最簡單的使用情況是一台與鄰近802.15.4設備通信的802.15.4設備將非常高效率地得到處理。整個40字節IPv6包頭被縮減為1個包頭壓縮字節(HC1)和1字節的“剩餘跳數”。因為源和目的IP地址可以由鏈路級64位唯一ID(EUI-64)或802.15.4中使用的16位短地址生成。8字節用户數據報協議傳輸包頭被壓縮為4字節。

隨着通信任務變得更加複雜，6LoWPAN也相應調整。為了與嵌入式網絡之外的設備通信，6LoWPAN增加了更大的IP地址。當交換的數據量小到可以放到基本包中時，可以在沒有開銷的情況下打包傳送。對於大型傳輸，6LoWPAN增加分段包頭來跟蹤信息如何被拆分到不同段中。如果單一跳802.15.4就可以將包傳送到目的地，數據包可以在不增加開銷地情況下傳送。多跳則需要加入網狀路由(mesh-routing)包頭。

IETF 6LoWPAN取得的突破是得到一種非常緊湊、高效的IP實現，消除了以前造成各種專門標準和專有協議的因素。這在工業協議（BACNet、LonWorks、通用工業協議和監控與數據採集）領域具有特別的價值。這些協議最初開發是為了提供特殊的行業特有的總線和鏈路(從控制器區域網總線到AC電源線)上的互操作性。

這些協議的開發人員開發IP選擇是為了實現利用以太網等“現代”技術。6LoWPAN的出現使這些老協議把它們的IP選擇擴展到新的鏈路(如802.15.4)。因此，自然而然地可與專為802.15.4設計的新協議(如ZigBee和ISA100.11a)互操作。受益於此，各類低功率無線設備能夠加入IP家庭中，與Wi-Fi、以太網以及其他類型的設備“稱兄道弟”。

隨着IPv4地址的耗盡，IPv6是大勢所趨。物聯網技術的發展，將進一步推動IPv6的部署與應用。IETF 6LoWPAN技術具有無線低功耗、自組織網絡的特點，是物聯網感知層、無線傳感器網絡的重要技術，ZigBee新一代智能電網標準中SEP2.0已經採用6LoWPAN技術，隨着美國智能電網的部署，6LoWPAN將成為事實標準，全面替代ZigBee標準 ^[2]  。

l 普及性：IP網絡應用廣泛，作為下一代互聯網核心技術的IPv6，也在加速其普及的步伐，在低速無線個域網中使用IPv6更易於被接受。

l 適用性：IP網絡協議棧架構受到廣泛的認可，低速無線個域網完全可以基於此架構進行簡單、有效地開發。

l 更多地址空間：IPv6應用於低速無線個域網時，最大亮點就是龐大的地址空間。這恰恰滿足了部署大規模、高密度低速無線個域網設備的需要。

l 支持無狀態自動地址配置：IPv6中當節點啓動時，可以自動讀取MAC地址，並根據相關規則配置好所需的IPv6地址。這個特性對傳感器網絡來説，非常具有吸引力，因為在大多數情況下，不可能對傳感器節點配置用户界面，節點必須具備自動配置功能。

l 易接入：低速無線個域網使用IPv6技術，更易於接入其他基於IP技術的網絡及下一代互聯網，使其可以充分利用IP網絡的技術進行發展。

l 易開發：基於IPv6的許多技術已比較成熟，並被廣泛接受，針對低速無線個域網的特性對這些技術進行適當的精簡和取捨，可以簡化協議開發的過程。

6LoWPAN技術得到學術界和產業界的廣泛關注，如美國加州大學伯克利分校(Berkely)、瑞典計算機科學院(Swedish Institute of Computer Science)，以及思科Cisco、霍尼韋爾Honeywell等知名企業，並推出相應的產品。6LoWPAN協議已經在許多開源軟件上實現。最著名的是Contiki、Tinyos，分別實現了6LoWPAN的完整協議棧，並得到廣泛測試和應用。

ZigBee和6LoWPAN都採用AES128技術加密，AES128是802.15.4技術標準的一部分 ^[1]  。