特集:IoTがもたらす製造業の革新〜進化する製品、サービス、工場のかたち〜
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» 2016年12月08日 11時00分 UPDATE

IoT時代の無線規格を知る【Thread編】(8):Threadにおけるボーダールーターの役割(前編) (1/5)

ホームネットワーク向け無線規格として注目を集める「Thread」を解説する本連載。今回からは、Threadネットワーク内のノードと外部ネットワークにある他のデバイスとの接続を行う役割を持つ「ボーダールーター」について前後編に分けて紹介する。

[水谷章成(Silicon Labs),EDN Japan]

ボーダールーターの役割

 あらゆるデバイスやセンサーがつながる「IoT(モノのインターネット)」時代を迎え、ホームネットワーク向けに注目を集める無線規格「Thread」。本連載は、Thread Groupが発行するホワイトペーパーから、Threadの詳細を解説している。

 前回は「Security & Commissioning」から、Threadネットワークに参加するプロセスについて紹介した。今回は、Threadネットワーク内のノードと外部ネットワークにある他のデバイスとの接続を行う役割を持つ「ボーダールーター」を紹介する。

Thread Groupが公開するホワイトペーパー
1. Thread Overview
2. 6LoWPAN
3. Security & Commissioning
4. Boarder Routers
5. Battery Operated Devices

ボーダールーターの有効性

 Threadネットワークにおけるボーダールーターの役割は、Threadネットワーク内のノードと外部ネットワークにある他のデバイスとの接続を行う。外部ネットワークは、広範囲のインターネットであったり、家庭やビルのローカルIPであったり、仮想プライベートネットワークを活用したりする場合もある(図1)。

図1:ボーダールーターの役割に関する概略図 (クリックで拡大)

 以下に記述するように、ボーダールーターの機能は、ネットワークの観点から特定の特徴を共有するデバイスもしくは製品によって組み込まれる。

 ボーダールーターでは複数の物理層とリンク層がそれぞれの無線システムを構築するが、Threadネットワークに使われる「IEEE802.15.4」のリンク層インタフェースと、少なくとも1つのIPリンク層インタフェースを持つ外部ネットワーク(一般的には、Wi-Fiかイーサネット)が含まれる。ネットワーク層では、ボーダールーターは、IPヘッダーに含まれる発信元と宛先のアドレスをベースとした標準のIPパケットルーティングを行う。

  • Threadネットワークインタフェースから外向きのパケットは、外部インタフェースへ転送される。
  • 外部インタフェースからのパケットはThreadインタフェースに転送され、最終の宛先に向けてThreadネットワーク内でさらに中継される。
  • ファイアウォールやシステム、インフラ設定などによっては、パケットフィルタリングやアドレス変換が行われる。

 また、ネットワーク層では、外部ルーティングプロトコルに参加したり、グローバルIPv6プレフィックスのアドバタイズを行ったり、Threadネットワーク内のノードのためのグローバルのアドレスを取り扱うことがある。

 トランスポート層では、両端のエンドデバイスに対して、ボーダールーターは透明な存在であるべきである。

 コミッショニングの観点では、コミッショナーデバイスが外部ネットワークにある場合、Threadネットワークへ新しいデバイスの参加を行うジョイニングプロセスで、ボーダールーターはセキュアな中間媒体となる。

 アプリケーション層では、Threadネットワーク内のデバイスに成り代わってサービスの発見を行うためのプロキシのようなオプションの機能を行うことができる。

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