6LOWPAN与ZigBee的区别

6LOWPAN与ZigBee的区别ZigBee是现今最流行的低成本,低能耗无线Mesh网络标准。ZigBee被应用在家庭自动化（homeautomation），智能能源（SmartEnergy）,商业楼宇自动化（commercialbuildingautomation）以及其它低速率无线网络中。ZigBee是架构在802.15.4标准上的技术。ZigBee被设计用来实现物联网（sensornetworks）通信标准。6Lowpan是IPv6overLow-powerwirelessPersonalAreaNetworks的首字母缩写。这个名字起源于IETF的6LoWPAN工作组。6Lowpan的物理层和MAC层采用802.15.4标准。与以太网、802.11等传统链路层不同,标准的IPv6协议不能直接构建在IEEE802.15.4MAC层之上。为此,需要在IPv6网络层和IEEE802.15.4MAC层之间加入一个中间层,即适配层,适配层主要功能是压缩、分片与重组、Mesh路由。网络层采用IPV6协议，传输层采用TCP或者UDP，应用层Socket接口。6Lowpan和ZigBee都可以用于802.15.4技术标准，下边我们从几个方面比较一下这两个技术。1.互操作性Interoperability互操作性是我们在选择无线协议时首先要考虑的。从技术术语上看，互操作意味着应用无需了解传输数据包的物理链路。ZigBee定义通行在802.15.4的节点节点进行，对应IP技术是二层。然后定义上层应用通信技术。这意味着ZigBee设备可以和其它ZigBee设备互通，假设这些设备应用同样的profile.应用一个简单的Bridge设备，6Lowpan支持与其它802.15.4设备的互通，同时也支持和其它IP网络的互通，如以太网和WIFI。ZigBee网络和非ZigBee网络之间的桥接需要非常复杂的应用层网关。2.堆栈大小/封包负载Stacksize/packetoverhead比较ZigBee和6LoWPAN,必须熟悉数据包结构和开销，因为这直接关系到网络伸缩和数据负载空间。Figure1(Archrocksupplieddiagram)Fctrl:FramecontrolbitfieldsDep:DestinationendpointClst:ClusteridentifierProf:ProfileidentifierSep:SourceendpointAPS:APTcounter(sequencetopreventduplicates)经过6LoWPAN链路的路由选址不需要额外的6LoWPAN头信息，这削减了头信息，允许了更多的负载数据空间。而且，ZigBee典型的full-feature栈是90KB，而6LoWPAN仅需要30KB。3.安全SecurityZigBee和6LoWPAN都采用AES128技术加密，AES128是802.15.4技术标准的一部分。4.厂商支持及成本Availabilityandcost半导体行业的大多数设备商都对两个标准都支持。如TexasInstruments,FreescaleandAtmel,提升并供应802.15.4芯片，同时支持ZigBeeor6LoWPAN.这些公司甚至提供免费的ZigBee堆栈5.结论Conclusions6lowpan是非常吸引人的。因为6lowpan基于IP技术-互联网的标准技术。同时，采用6lowpan可是实现与其它网络的链接，实现low-power,low-enger产品可以与网络采用。ZigBee目前是更为流行的物联网技术，因为ZigBee联盟的支持，所以ZigBee更多的被主流厂商支持。作为Contiki6Lowpan研究开发的开始，我很想知道为什么要使用6Lowpan，它相对于zigbee、z-wave或者其它一些标准有啥区别和优势在哪里，只有深刻理解了6Lowpan的特点和优势，才能确保我们在做一件正确的事情，朝着正确的方向前进，避免“只见树木，不见森林”，走了不少弯路。正所谓：方向比努力重要，能力比知识重要~IPSO组织出版了一系列的白皮书，用简明的语言说明6Lowpan的特点、功能和优势，写得非常好，看完后我感叹6Lowpan系列标准的魅力，决定坚决支持6Lowpan标准。请参见：《IPSO组织发布的IPv6/6Lowpan系列白皮书》本文章作为IPSO发布的白皮书之一WP1的中文翻译，对IP技术在物联网领域的应用优势进行全面介绍，要简明而要的语言说明了为什么要使用6Lowpan技术。详细内容请下载：为什么物联网需要IP技术.pdf文档内容太多，摘抄部分内容：IP是开放的架构IETF组织是ISO认可的专注于IP标准化的组织。IETF成立于1986年，分成多个独立的工作组，每个工作组具有专门的章节和里程牌。工作组被分成若干领域，如路由层、传输层和安全层等。IP协议集是以RFC文档的形式进行标准化，每个RFC文档描述整个协议中的一部分。比如，RFC791描述IPv4，RFC792描述UDP，RFC793描述TCP，RFC2460描述IPv6。目前有三个工作组用于指定智能设备的IP协议规范：6Lowpan（IPoverIEEE802.15.4）ROLL(RoutingOverLowPowerandLossynetworks):指定了一种新的面向智能设备的路由协议RPLCoRE：致力于制定一种基于IP的面向资源受限设备的应用框架需要注意的是，这三个工作组都基于IPv6，而不支持IPv4。IP是轻量级的IP一直被认为是复杂、重量级的，然而最近小型的IP协议栈则否定了这个偏见。对于由低功耗、低成本微控制器构成的智能设备，它们通常只具备几Kbyte的存储器，采用电池供电，能耗十分受限，小型轻量级的IP协议栈对于这些设备而言至关重要。现有的一些轻量级IP协议栈只需要几kbyte的RAM，甚至小于10kbyte的ROM。如图所示为5种类型的轻量级TCP/IP协议栈占用的存储器大小：Contiki操作系统上的开源uIP协议栈、基于TinyOS的商业授权的IPv6协议栈、商业授权的NanoStack、开源的LwIP协议栈。这几个协议栈中LwIP大约需要20kbyte的存储器，其余的均为10kbyte以内。最近实现了RPL路由协议，增加了一些RAM和ROM的需求，然而目前大多数硬件都能够满足需要了。对于能量受限的设备，最新的标准化工作使得IP协议功耗足够低，可以运行在毫瓦级以下的链路，如802.15.4，这使得两节AA电池供电的情况下普通节点能够运行数年，这对多跳路由节点同样适用。IP适应性强IP已经应用到各行各业、各种类型的设备、各种网络链路上。IP提供了一个开放的平台，支持智能设备物联网应用创新，这将远远超出我们现在的想象。IP几乎支持任意类型的应用，包括低速路的应用，如远程设备控制，延迟敏感的应用如网络电话，突发数据传输如文件下载，以及高速率并严格要求服务质量的应用，如网络高清电视等。IP架构经过严格测试、优化设计，它高度灵活、分层的架构使得它能够支持如此差异显著的各类应用。几乎所有的设备都支持IP网络，包括服务器集群、高速磁盘阵列、手机、低功耗嵌入式设备。尽管IP最初是为计算机网络设计的，然而其本质上的灵活性，已经使得IP连接各种不同设备以及各种不同应用成为可能。IP是无处不在的桌面PC机、服务器上各种类型的操作系统上均已经有IP协议栈，并且越来越多的嵌入式设备已经支持IP网络。开源的以及商业授权的协议栈有很多：如微软windows、Linux、嵌入式操作系统Contiki、TinyOS、FreeRTOS等。大多数这些协议栈还提供必要的设备驱动程序。大多数网络提供IP接入方式。如今很容易获取低成本的IP接入方式，包括有线DSL、无线3G等。还可以通过802.11（WiFi）最后一公里接入技术连接到IP网络。IP可扩展性很好通过全球性的Internet，IP被证明是本质上可扩展性很好的。目前还没有哪个网络协议像IP那样被如此大规模的部署和测试。由于物联网未来将连接比现有Internet更多的设备，可扩展性是首要考虑的因素之一。下一代Internet标准IPv6扩展IP地址到128bit，如此大规模的地址空间可以足够给地球上的每粒沙子一个IP地址。而面向低功耗应用的RPL路由协议，可以支持大规模的设备联网。IP网络是可以管理的IP架构中网络管理通过一些列网路管理协议和机制来实现，目前已经有大量可用的商业授权和开源工具可以使用。在IP架构中，域名通过DNS实现。动态地址分配和网络初始化通过DHCP协议实现。网络管理通过SNMP实现。DNS、DHCP、SNMP等协议无需任何代价可以直接应用到低功耗的智能设备上，而这里仅仅列出了很少的几个协议，还有许多类似的协议可以使用。考虑到现有的基础设施和技术，智能设备领域我们无需“再造一个新的车子”，而是尽可能的利用现有的技术，方便与现有系统兼容和集成。IP是稳定可靠的IP已经运行了30年了，尽管协议不断更新和演进，IP数据报文交换的核心思想并未改变。得益于IP是构建Internet网络的基石