Bibliographie & annexes
Présentation
En anglais
RÉSUMÉ
L’internet des Objets n’est plus un fantasme de science-fiction. Les progrès technologiques permettent maintenant d’envisager la connexion des objets du quotidien à l’Internet. Des solutions ouvertes et interopérables doivent cependant être utilisées pour garantir une communication optimum entre ces objets. Le protocole de routage est un élément clé de cet objectif, car il permet pour chaque objet de décider comment joindre un autre objet. Les contraintes s’appliquant aux objets (faible puissance, communications instables) doivent être prises en compte pour le développement de protocole de routages adaptés. Dans cet article, nous présentons le protocole RPL, spécialement conçu pour les réseaux à faible puissance et fort taux de perte.
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The Internet of Things is no longer a science-fiction fantasy. Ongoing technological advances herald the connection of everyday objects to the Internet. However, open and interoperable solutions must be used to ensure optimal communication between these objects. The routing protocol is a key element of this objective, because it enables each object to decide on how to reach another object. The typical constraints of the objects (e.g. low power, unstable communication channels) must be taken into account in the development of appropriate routing protocols. In this article, we present the RPL protocol, which was specifically designed for low-power and lossy networks: the networks formed in the Internet of Things.
Auteur(s)
-
Tanguy ROPITAULT : Consultant
INTRODUCTION
Les capteurs ont longtemps été simplement utilisés pour quantifier et surveiller une valeur physique de façon locale : capteur de CO2 dans une usine, de température au sein du foyer, de luminosité pour un éclairage urbain, etc. L’apparition de l’Internet et les recherches dans le domaine des technologies sans fil ont permis de doter ces capteurs d’une connectivité et a donné naissance aux réseaux de capteurs sans fil. La généralisation de ces capteurs a entraîné la création d’une multitude de nouvelles applications : surveillance de la consommation énergétique d’un foyer, gestion des feux de signalisation urbains ou système d’éclairage intelligent pour une commune. De manière plus large, les réseaux de capteurs sans fil peuvent être vus comme un sous-ensemble du concept plus large de l’Internet des objets. L’Internet des objets vise à donner une connectivité à un ensemble hétérogène d’objets du quotidien (machine à laver, compteur électrique, éclairages, ou vêtements par exemple) à l’aide de communications filaires ou sans fil.
Du fait de la faible puissance (énergétique, de traitement) des objets à connecter à l’Internet, il a souvent été considéré que leur connexion à l’architecture Internet traditionnelle était impossible entraînant de facto le développement de solutions propriétaires et non interopérables (ZigBee, LON, KNX, etc.). L’IETF (Internet Engineering Task Force), l’organisme en charge de la standardisation des protocoles de l’Internet, a donc créé plusieurs groupes de travail afin de spécifier des protocoles interopérables pour les réseaux composés d’appareils fortement contraints ou LLN (Low Power and Lossy Networks ou réseaux à faible puissance et fort taux de perte).
On peut citer principalement le groupe de travail 6LoWPAN (The IPv6 in Low-Power Wireless Personal Area Networks) qui a défini la manière de transporter des datagrammes IPv6 sur des liens à bas débit et à faible consommation, ainsi que la façon d’y former et de maintenir un sous-réseau IPv6 (Internet Protocol version 6). Le groupe de travail ROLL a, quant à lui, défini le protocole de routage RPL, qui permet de construire une topologie de routage sur des réseaux contraints. Il est à noter qu’il ne faut pas prononcer RPL comme un acronyme de trois lettres, mais comme le mot anglais « riple » signifiant ondulation. Le groupe CORE développe une version simplifiée de HTTP demandant moins de ressources tout en gardant une compatibilité avec HTTP. Finalement, le groupe ACE s’occupe de la sécurité dans les environnements contraints. Ces quatre groupes de travail ont un rôle clé dans la définition d’un Internet des Objets ouvert et interopérable.
Dans cet article, nous nous focaliserons sur le protocole de routage RPL en présentant les différents mécanismes mis en œuvre dans RPL.
Un glossaire des principaux termes utilisés est placé en fin d’article.
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MOTS-CLÉS
Ipv6 Internet des Objets réseaux à faible puissance et fort taux de perte description de standard routage dans les réseaux LLN
KEYWORDS
IPv6 | Internet of Things | low power and lossy networks | standard's description | routing in LLN network
DOI (Digital Object Identifier)
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Glossaire
En anglais
12. Conclusion
Le protocole RPL dispose assurément de beaucoup d’atouts pour occuper un rôle clé au sein de l’internet des objets :
-
il définit l’ensemble des mécanismes nécessaires au bon fonctionnement du routage dans les LLN ;
-
il autorise le routage en prenant les ressources des nœuds comme paramètre ;
-
il a une faible empreinte du fait que c’est un protocole à vecteur de distance ;
-
il peut fonctionner sur n’importe quelle couche de liaison ;
-
il permet le multi-chemin ;
-
-
sur le marché, RPL bénéficie du soutien du constructeur de matériel CISCO et est actuellement le seul protocole de routage standardisé à l’IETF pour les LLN.
Cependant, il faut garder à l’esprit que RPL est un protocole extrêmement complexe. Nous avons dans cet article abordé les mécanismes essentiels de RPL afin d’expliciter de manière concrète le fonctionnement de celui-ci. De nombreuses autres fonctionnalités existent et rendent la configuration de RPL très compliquée. L’utilisation de RPL doit donc s’accompagner d’une phase préparatoire importante, afin de bien définir ses besoins. La question épineuse de la (ou les) métrique(s) à utiliser peut par exemple décider à elle seule du bon fonctionnement de RPL pour un environnement particulier.
De plus, la communauté scientifique n’a pas encore étayé formellement la supériorité de RPL pour les LLN. De nombreuses études montrent que des solutions concurrentes peuvent faire aussi bien, voire mieux (le protocole de routage réactif non standardisé LOADng par exemple). Ces études peuvent parfois être partiales et leurs résultats dépendre grandement des configurations des protocoles, il faut cependant garder à l’esprit que RPL n’est pas forcément la meilleure solution, tout dépend des besoins. De plus, il convient de rester mesuré sur la mise à l’échelle de RPL qui, pour l’instant, n’a pas encore été déployé sur de larges environnements commerciaux.
On peut donc regarder RPL comme une grande boîte à outils, qui permet d’obtenir les résultats attendus seulement s’il est correctement maîtrisé et si chaque outil a été appréhendé de manière à être optimisé. Dans le cas contraire, même en utilisant les meilleurs outils, le résultat pourra s’avérer décevant.
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Conclusion
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - WINTER (T.) - RPL : IPv6 routing protocol for low-power and lossy networks. - https://tools.ietf.org/html/rfc6550
-
(2) - LEVIS (P.) - Overview of existing routing protocols for low power and lossy networks. - https://tools.ietf.org/html/draft-ietf-roll-protocols-survey-07
-
(3) - DOHLER (M.) - Routing requirements for urban low-power and lossy networks. - https://tools.ietf.org/html/rfc5548
-
(4) - PISTER (K.) - Industrial routing requirements in low-power and lossy networks. - https://tools.ietf.org/html/rfc5673
-
(5) - BRANDT (G.) - Home automation routing requirements in low-power and lossy networks. - https://tools.ietf.org/html/rfc5826
-
(6) - MARTOCCI (J.) - Building automation routing requirements. - https://tools.ietf.org/html/rfc5867
- ...
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