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IoT, 6TiSCH y ROLL:
Tres conceptos en construcción
en la IETF
Diego Dujovne
Internet Engineering Argentina 2014
Universidad de Palermo
Septiembre 5, 2014
43 JAIIO
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Introducción
- Internet de las Cosas: Next billion devices
- Dispositivos orientados a humanos
- Dispositivos orientados a máquinas que intercambian datos entre sí
Fuente: Wikipedia
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Introducción
- Nodos: Bajo consumo, CPU con bajo poder de cálculo, reducida capacidad de almacenamiento, poco alcance.
- El secreto está en el comportamiento colectivo, los nodos pueden desconectarse
- Las WSNs han cumplido la mayoría de edad, hoy funcionan en aplicaciones reales.
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¿Cuándo? Evolución tecnológica
Fuente: Gartner 2012
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¿Dónde? Aplicaciones
Fuente: Beecham 2009
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Redes capilares y troncales IPv6 en IoT
- Macro y Micro estructuras:
- Cobertura micro: Protocolos de acceso y enrutamiento de bajo consumo locales
- Cobertura macro: Concentración de datos y puntos de acceso:
- Redes de mayor envergadura: Celulares (3G, 4G… 5G)
- Propietarias: SigFox, OnRamp, Cycleo (Semtech), Neul
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Redes Industriales
Redes Industriales:
- Aplicación:
-Instrumentación
-Control
- Problemas:
- Costo de cableado
- Mantenimiento
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Redes Industriales
Redes Industriales Wireless:
- Duración de la red sin atención
- Elementos descartables (ecología?)
- Autoconfiguración
- Confiabilidad/Robustez
- Determinismo en transmisión de datos
- Seguridad
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Stack IoT 6LoWPAN IETF/IEEE
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Enrutamiento: IETF ROLL - RPL
Creación de gradientes: árbol padre-hijo
0
1 1
3
2
2 2
1 DIO DIO
DIO
DIO
DIO
DIO DIO DIO
DIO DIO
DIO
DIO DIO
DIO
2
3 3 3
3
2
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Enrutamiento: IETF ROLL
- Se crea un Direction-Oriented Direct Acyclic Graph
- No permite loops
- Se genera y conserva con mensajes periódicos:
- DIO: DODAG Information Object
- DAO: Destination Advertisement Object
- Puede soportar múltiples raíces
- Se construye como gradiente
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Enrutamiento: IETF ROLL
- Función Objetivo: Cómo calcular el ranking
- OF0: Distancia en hops al destino
- RPL Define mecanismo, no métrica -> permite objetivos de optimización y abre la puerta a la investigación: flexible
- RPL-Simulator Demo
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6TiSCH
Chairs:
Pascal Thubert,
Thomas Watteyne
- Problemas:
- Interferencia
- Propagación multicamino
- Requerimiento:
- Predictibilidad
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Interferencia / 6TiSCH
IEEE802.11b/g/n
IEEE802.11a/n
868 MHz
433 MHz
2.4 GHz 5 GHz
IEEE802.15.4
Fuente: openwsn.berkeley.edu
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Interferencia / 6TiSCH
IEEE802.11
(Wi-Fi)
IEEE802.15.1
(Bluetooth)
IEEE802.15.4
(ZigBee)
IEEE802.11
(Wi-Fi)
IEEE802.15.1
(Bluetooth)
IEEE802.15.4
(ZigBee)
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Propagación multicamino / 6TiSCH
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Propagación multicamino / 6TiSCH
ch.11 Fuente: openwsn.berkeley.edu
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Propagación multicamino / 6TiSCH
ch.11
ch.13
ch.15
ch.17
ch.12
ch.14
ch.16
ch.18
ch.19
ch.21
ch.23
ch.25
ch.20
ch.22
ch.24
ch.26 Fuente: openwsn.berkeley.edu
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Calendarización 6TiSCH
- Solución MAC TSCH (Time-Scheduled Channel Hopping)
- ISO 100.11a / WirelessHART
- IEEE 802.15.4 PHY/MAC – No define el schedule
- Nodos sincronizados
- Envían paquetes en distintas frecuencias siguiendo un patrón pseudorandom
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Calendarización 6TiSCH
- Schedule
- Compromiso entre:
- Throughput, latencia, confiabilidad, consumo
16 c
hannel offsets
e.g. 33 time slots (330ms)
Fuente: openwsn.berkeley.edu
A
B C
D E
F G
H
I
J
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Stack IoT 6TiSCH IETF/IEEE
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Calendarización 6TiSCH
Implementación: OpenWSN
Open-Source
Guía completa de implementación
Independiente del sistema operativo
Distintas arquitecturas
Simulador
C / Pyhton
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Calendarización 6TiSCH
IETF 6TiSCH
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Calendarización 6TiSCH
Plugfest Toronto IETF90
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Draft-dujovne-on-the-fly-scheduling
Diego Dujovne (Ed.)
Maria Rita Palatella
Nicola Accetura
Luigi Alfredo Grieco
Objetivo: Adaptación dinámica de ancho de banda
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Draft-dujovne-on-the-fly-scheduling
- Algoritmo de libre implementación
- Se extraen estadísticas de la capa 6top
- Se puede configurar por CoAP
- Reacciona por eventos
- Tiene un threshold para estabilizar la salida (agrega histéresis)
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Conclusión y Perspectivas
- 6TiSCH recharter (va a dar lugar a ampliar scope)
- Seguridad (Design team)
- Difusión para adopción del standard
- Mayor cantidad de prubas e implementaciones
- Compatibilización con los demás drafts
- Otros métodos de adaptación y reserva de slots
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Conclusión y Perspectivas
?
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IETF Feeling
- Algunas impresiones sobre la IETF
- Costumbres/Tradición: Remeras, Pins “I speak Spanish”, Humming, Comida en coffee breaks: discusiones sobre galletas y coca-cola diet, listas de correo de opinión, masividad en los hoteles, masa crítica para actividades, organización para acompañantes, reemplazo de la red de los hoteles por la propia
- Estructura – Organización: Comités de grandes temas, revisiones y discusiones permanentes. Soporte, corrección y edición de standards, revisión de avances y recharters de WGs
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IETF Feeling
- Algunas impresiones sobre la IETF
- ISOC: host. Actividades paralelas, Fellowships. Reconocimiento del trabajo y promoción de participación de regiones subrepresentadas
- Dinámica: Interacción con pares como pares (no como en conferencias) Intercambio de experiencias abierto, voluntad de colaboración, sinceridad (y son directos) en las respuestas. Opiniones con fundamento. Diseño. Perfiles comunes.
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IETF Feeling
- Algunas impresiones sobre la IETF
- Sesiones: Blue sheets, listas de correos, sesiones webex, disclaimers (poner disclaimer)
- Contactos: Interesados en la sala, acceso remoto, meetecho.
- Ambiente: buena voluntad para actividades, incluso espontáneas: visitas con locales, recomendaciones, información oportuna.
- Representación de distintas culturas y problemas locales. Diversidad de intereses.
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IETF Feeling
- Algunas impresiones sobre la IETF
- Lo que más impresiona es el consenso cuando se define una RFC.
- Discusiones bizantinas y acaloradas llegan a un compromiso (o se diluyen definitivamente y el draft no deja ese estado)
- Es tanto la participación de los interesados como la posibilidad de que cualquiera pueda opinar.
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IETF Feeling