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IETF Day 2018 Taller del Grupo de Trabajo de Ingeniería de Internet/Argentina
Protocolos IETF para IoT
Auspiciado por
Gustavo MercadoFacultad Regional Mendoza
Universidad Tecnológica Nacional
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IETF Day 2018 Taller del Grupo de Trabajo de Ingeniería de Internet/Argentina
Survey de Protocolos Normalizados por IETFpara Aplicaciones de Internet of Things (IoT)
Gustavo Mercado1, Carlos Tafernaberry1, Marcela Orbiscay12,Marcelo Ledda1, Raúl Moralejo1
1 gridTICs - Dpto Electrónica - UTN FRMRodriguez 273, Mendoza, Argentina
{gustavo.mercado}@gridtics.frm.utn.edu.ar
2 IANIGLA - Centro Científico Tecnológico - CONICET MendozaAv. Ruiz Leal s/n, Mendoza, Argentina
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IETF Day 2018 Taller del Grupo de Trabajo de Ingeniería de Internet/Argentina
IoT(Internet of Things)
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IETF Day 2018 Taller del Grupo de Trabajo de Ingeniería de Internet/Argentina
IoT(Internet of Things)
Everything that can be connected will be connected
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IETF Day 2018 Taller del Grupo de Trabajo de Ingeniería de Internet/Argentina
IoT(Internet of Things)
Everything that can be connected will be connected
Adapt the Internet to different types of networks such as constrained
networks/nodes, e.g. send temperature in a 802.15.4 packet
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IETF Day 2018 Taller del Grupo de Trabajo de Ingeniería de Internet/Argentina
IoT(Internet of Things)
Constraints Networks:
o low achievable bit rate/throughput
o high packet loss and high variability of packet
loss
o highly asymmetric link characteristics,
o limits on reachability over time
Constrained Nodes:
o Limits on power
o Memory
o Processing
resources
Everything that can be connected will be
connected
Adapt the Internet to different types of networks such as constrained
networks/nodes, e.g. send temperature in a 802.15.4 packet
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IETF Day 2018 Taller del Grupo de Trabajo de Ingeniería de Internet/Argentina
Everything that can be connected will be
connected
Adapt the Internet to different types of networks such as constrained
networks/nodes, e.g. send temperature in a 802.15.4 packet
Adapt IPv6
IoT(Internet of Things)
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IETF Day 2018 Taller del Grupo de Trabajo de Ingeniería de Internet/Argentina
Everything that can be connected will be
connected
Adapt the Internet to different types of networks such as constrained
networks/nodes, e.g. send temperature in a 802.15.4 packet
Adapt IPv6 Modeling the
routing
IoT(Internet of Things)
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IETF Day 2018 Taller del Grupo de Trabajo de Ingeniería de Internet/Argentina
Everything that can be connected will be
connected
Adapt the Internet to different types of networks such as constrained
networks/nodes, e.g. send temperature in a 802.15.4 packet
Adapt IPv6 Modeling the
routing
Modeling the web
transfer
IoT(Internet of Things)
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IETF Day 2018 Taller del Grupo de Trabajo de Ingeniería de Internet/Argentina
Everything that can be connected will be
connected
Adapt the Internet to different types of networks such as constrained
networks/nodes, e.g. send temperature in a 802.15.4 packet
Adapt IPv6 Modeling the
routing
Modeling the web
transfer
Security, Mgmt
IoT(Internet of Things)
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IETF Day 2018 Taller del Grupo de Trabajo de Ingeniería de Internet/Argentina
Everything that can be connected will be
connected
Adapt the Internet to different types of networks such as constrained
networks/nodes, e.g. send temperature in a 802.15.4 packet
Adapt IPv6 Modeling the
routing
Modeling the web
transfer
Security, Mgmt
STANDARDS
IoT(Internet of Things)
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IETF Day 2018 Taller del Grupo de Trabajo de Ingeniería de Internet/Argentina
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IETF Day 2018 Taller del Grupo de Trabajo de Ingeniería de Internet/Argentina
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IETF Day 2018 Taller del Grupo de Trabajo de Ingeniería de Internet/Argentina
Internet Engineering Task Force
https://ietf.org/
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IETF Day 2018 Taller del Grupo de Trabajo de Ingeniería de Internet/Argentina
The goal of the The Internet Engineering Task
Force (IETF) is to make the Internet work better
Data Link(MAC + LLC)
Internet
Transport
Application
TCP/IP Stack
Physical
IETF
e.g. IEEE, 3GPP
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IETF Day 2018 Taller del Grupo de Trabajo de Ingeniería de Internet/Argentina
The goal of the The Internet Engineering Task
Force (IETF) is to make the Internet work better
Data Link(MAC + LLC)
Internet
Transport
Application
TCP/IP Stack
Physical
IETF
e.g. IEEE, 3GPP
Applications and Real-
Time
General
Internet
Ops & Mgmt
Routing
Security
Transport
IRTF
Areas
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IETF Day 2018 Taller del Grupo de Trabajo de Ingeniería de Internet/Argentina
IPv6 over Low Power Wireless Personal Area Networks (6LoWPAN) aims
IPv6 Payload
6LoWPAN
to compress the IPv6 header
http://www.reckorder.com/wp-content/uploads/2011/03/compressdata.jpg
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IETF Day 2018 Taller del Grupo de Trabajo de Ingeniería de Internet/Argentina
IPv6 over Networks of Resource-constrained Nodes (6Lo) WG
aims to extend 6LoWPAN to different technologies
- RFC 7428: Transmission of IPv6 Packets over ITU-T G.9959 Networks
- RFC 7668: IPv6 over BLUETOOTH(R) Low Energy
− IPv6 over Bluetooth Low Energy Mesh Networks● draft-ietf-6lo-blemesh-01
- Transmission of IPv6 Packets over Near Field Communication
- An Update to 6LoWPAN ND
Bluetooth LE Physical
Bluetooth LE Link Layer
Bluetooth LE L2CAP
6Lo for Bt LE MeshATT
GATT
IPSS
IPv6 | routing
UDP/TCP/other
Application
Activities - Digital Protocol - RF Analog
IPv6-LLCP Binding
Logical Link Control Protocol (LLCP)
Adaptation Layer for IPv6 over NFC
IPv6
Upper Layer Protocol
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IETF Day 2018 Taller del Grupo de Trabajo de Ingeniería de Internet/Argentina
Who else is playing
with 6LoWPAN?
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IETF Day 2018 Taller del Grupo de Trabajo de Ingeniería de Internet/Argentina
Who else is playing
with 6LoWPAN?
IPv6 over the TSCH mode of IEEE 802.15.4e
(6tisch)
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IETF Day 2018 Taller del Grupo de Trabajo de Ingeniería de Internet/Argentina
Who else is playing
with 6LoWPAN?
6LoWPAN adaptation and
compression (HC)
6top
IEEE802.15.4 TSCH
IPv6
UDP ICMP
COMI
CoAP / DTLS
(PAN
A)
6LoW
PAN
NDRPL
IPv6 over the TSCH mode of IEEE 802.15.4e
(6tisch)
6TiSCH Operation sublayer (6top) provides
a set of commands for upper layers to set
up specific schedules
Time is divided in Slots in TSCH
Channel Hopping in TSCH transmit in
different channels
Industrial Networks
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IETF Day 2018 Taller del Grupo de Trabajo de Ingeniería de Internet/Argentina
Who else is playing
with 6LoWPAN?
6LoWPAN adaptation and
compression (HC)
6top
IEEE802.15.4 TSCH
IPv6
UDP ICMP
COMI
CoAP / DTLS
(PAN
A)
6LoW
PAN
NDRPL
IPv6 over Low Power Wide-Area Networks
(lpwan)
IPv6 over the TSCH mode of IEEE 802.15.4e
(6tisch)
6TiSCH Operation sublayer (6top) provides
a set of commands for upper layers to set
up specific schedules
Time is divided in Slots in TSCH
Channel Hopping in TSCH transmit in
different channels
Industrial Networks
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IETF Day 2018 Taller del Grupo de Trabajo de Ingeniería de Internet/Argentina
Who else is playing
with 6LoWPAN?
6LoWPAN adaptation and
compression (HC)
6top
IEEE802.15.4 TSCH
IPv6
UDP ICMP
COMI
CoAP / DTLS
(PAN
A)
6LoW
PAN
NDRPL
The Working Group will focus on enabling IPv6 connectivity over
the following selection of Low-Power Wide-Area technologies: SIGFOX,
LoRa, WI-SUN and NB-IOT.
LPWAN Static Context Header Compression (SCHC) and fragmentation
for IPv6 and UDP - draft-ietf-lpwan-ipv6-static-context-hc-03
IPv6 over Low Power Wide-Area Networks
(lpwan)
IPv6 over the TSCH mode of IEEE 802.15.4e
(6tisch)
6TiSCH Operation sublayer (6top) provides
a set of commands for upper layers to set
up specific schedules
Time is divided in Slots in TSCH
Channel Hopping in TSCH transmit in
different channels
Industrial Networks
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IETF Day 2018 Taller del Grupo de Trabajo de Ingeniería de Internet/Argentina
Everything that can be connected will be
connected
Adapt the Internet to different types of networks such as constrained
networks/nodes, e.g. send temperature in a 802.15.4 packet
Adapt IPv6 Modeling the
routing
Modeling the web
transfer
Security, Mgmt
IoT(Internet of Things)
ROLL ( Routing over
Low-Power and
Lossy Networks)
RPL ( IPv6 Routing Protocol for
Low-Power and Lossy Networks)
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IETF Day 2018 Taller del Grupo de Trabajo de Ingeniería de Internet/Argentina
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IETF Day 2018 Taller del Grupo de Trabajo de Ingeniería de Internet/Argentina
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IETF Day 2018 Taller del Grupo de Trabajo de Ingeniería de Internet/Argentina
ROLL WG
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IETF Day 2018 Taller del Grupo de Trabajo de Ingeniería de Internet/Argentina
ROLL WG
RPL
developed
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IETF Day 2018 Taller del Grupo de Trabajo de Ingeniería de Internet/Argentina
DODAGDirected
Acyclic
Graph 6LN (6LowPAN Node )
6LR (6LowPAN Router)
6LBR(6LowPAN Border Router) ROLL WG
RPL
developed topology
Destination-Oriented DAG
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IETF Day 2018 Taller del Grupo de Trabajo de Ingeniería de Internet/Argentina
How we form the topology?
DODAGDirected
Acyclic
Graph 6LN (6LowPAN Node )
6LR (6LowPAN Router)
6LBR(6LowPAN Border Router) ROLL WG
RPL
developed topology
Destination-Oriented DAG
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IETF Day 2018 Taller del Grupo de Trabajo de Ingeniería de Internet/Argentina
How we form the topology?
Through Control Messages
DODAGDirected
Acyclic
Graph 6LN (6LowPAN Node )
6LR (6LowPAN Router)
6LBR(6LowPAN Border Router) ROLL WG
RPL
developed topology
Destination-Oriented DAG
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IETF Day 2018 Taller del Grupo de Trabajo de Ingeniería de Internet/Argentina
How we form the topology?
Through Control Messages
DODAGDirected
Acyclic
Graph
How I send the messages?
6LN (6LowPAN Node )
6LR (6LowPAN Router)
6LBR(6LowPAN Border Router) ROLL WG
RPL
developed topology
Destination-Oriented DAG
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IETF Day 2018 Taller del Grupo de Trabajo de Ingeniería de Internet/Argentina
How we form the topology?
Through Control Messages
RPL Control message is a ICMPv6 message
DODAGDirected
Acyclic
Graph
How I send the messages?
6LN (6LowPAN Node )
6LR (6LowPAN Router)
6LBR(6LowPAN Border Router) ROLL WG
RPL
developed topology
Destination-Oriented DAG
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IETF Day 2018 Taller del Grupo de Trabajo de Ingeniería de Internet/Argentina
How we form the topology?
Through Control Messages
RPL Control message is a ICMPv6 message
DODAGDirected
Acyclic
Graph
What types of messages we need?
How I send the messages?
6LN (6LowPAN Node )
6LR (6LowPAN Router)
6LBR(6LowPAN Border Router) ROLL WG
RPL
developed topology
Destination-Oriented DAG
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IETF Day 2018 Taller del Grupo de Trabajo de Ingeniería de Internet/Argentina
How we form the topology?
Through Control Messages
RPL Control message is a ICMPv6 message
DODAGDirected
Acyclic
Graph
What types of messages we need?
To Request information to join the
topology - DIS
How I send the messages?
6LN (6LowPAN Node )
6LR (6LowPAN Router)
6LBR(6LowPAN Border Router) ROLL WG
RPL
developed topology
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IETF Day 2018 Taller del Grupo de Trabajo de Ingeniería de Internet/Argentina
How we form the topology?
Through Control Messages
RPL Control message is a ICMPv6 message
DODAGDirected
Acyclic
Graph
What types of messages we need?
To Request information to join the
topology - DIS
To be able to send messages upwards
- DIO
How I send the messages?
6LN (6LowPAN Node )
6LR (6LowPAN Router)
6LBR(6LowPAN Border Router) ROLL WG
RPL
developed topology
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IETF Day 2018 Taller del Grupo de Trabajo de Ingeniería de Internet/Argentina
How we form the topology?
Through Control Messages
RPL Control message is a ICMPv6 message
DODAGDirected
Acyclic
Graph
What types of messages we need?
To Request information to join the
topology - DIS
To be able to send messages upwards
- DIO
How I send the messages?
6LN (6LowPAN Node )
6LR (6LowPAN Router)
6LBR(6LowPAN Border Router) ROLL WG
RPL
developed topology
To be able to send messages downwards
DAO
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IETF Day 2018 Taller del Grupo de Trabajo de Ingeniería de Internet/Argentina
How we form the topology?
Through Control Messages
RPL Control message is a ICMPv6 message
DODAGDirected
Acyclic
Graph
What types of messages we need?
To Request information to join the
topology - DIS
To be able to send messages upwards
- DIO
To be able to send messages downwards
DAO
To send the messages in a secure way
How I send the messages?
6LN (6LowPAN Node )
6LR (6LowPAN Router)
6LBR(6LowPAN Border Router) ROLL WG
RPL
developed topology
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IETF Day 2018 Taller del Grupo de Trabajo de Ingeniería de Internet/Argentina
How we form the topology?
Through Control Messages
RPL Control message is a ICMPv6 message
DODAGDirected
Acyclic
Graph
What types of messages we need?
To Request information to join the
topology - DIS
To be able to send messages upwards
- DIO
To be able to send messages downwards
DAO
To send the messages in a secure way
How I send the messages?
How a node
pick up a parent
6LN (6LowPAN Node )
6LR (6LowPAN Router)
6LBR(6LowPAN Border Router) ROLL WG
RPL
developed topology
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IETF Day 2018 Taller del Grupo de Trabajo de Ingeniería de Internet/Argentina
How we form the topology?
Through Control Messages
RPL Control message is a ICMPv6 message
DODAGDirected
Acyclic
Graph
What types of messages we need?
To Request information to join the
topology - DIS
To be able to send messages upwards
- DIO
To be able to send messages downwards
DAO
To send the messages in a secure way
How I send the messages?
How a node
pick up a parent
Objective Function (OF) Define how RPL nodes select and optimize routes within a RPL Instance
Define how nodes translate one or more metrics into a rank.
Define how nodes select parents
6LN (6LowPAN Node )
6LR (6LowPAN Router)
6LBR(6LowPAN Border Router) ROLL WG
RPL
developed topology
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IETF Day 2018 Taller del Grupo de Trabajo de Ingeniería de Internet/Argentina
Everything that can be connected will be
connected
Adapt the Internet to different types of networks such as constrained
networks/nodes, e.g. send temperature in a 802.15.4 packet
Adapt IPv6 Modeling the
routing
Modeling the web
transfer
Security, Mgmt
IoT(Internet of Things)
ROLL ( Routing over
Low-Power and
Lossy Networks)
RPL ( IPv6 Routing Protocol for
Low-Power and Lossy Networks)
Core (
Constrained
RESTful
Environments)
CoAP (The Constrained
Application Protocol)
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IETF Day 2018 Taller del Grupo de Trabajo de Ingeniería de Internet/Argentina
Application
Request/Response
Messages
UDP
Ver
Token (if any, TKL bytes) ...
TKL Code Message ID
Options (if any) ...
1 1 1 1 1 1 1 1 Payload (if any) ...
T
CoAPdeveloped
RESTful protocol:
-Client/server & Request/Response
- GET, POST, PUT, DELETE, PATCH, iPATCH, FETCH methods
URI = host + port + path + query componentThe well-know URI: GET coap://[ipv6address]/.well-know/core
Resource Discovery → Resource Directory
(RD)
4 bytes Header
core WG
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IETF Day 2018 Taller del Grupo de Trabajo de Ingeniería de Internet/Argentina
Application
Request/Response
Messages
UDP
Ver
Token (if any, TKL bytes) ...
TKL Code Message ID
Options (if any) ...
1 1 1 1 1 1 1 1 Payload (if any) ...
T
Messages Types: CON, NON, ACK,
RESET
Confirmable
(CON)
Non-Confirmable
(NON)
CoAPdeveloped
RESTful protocol:
-Client/server & Request/Response
- GET, POST, PUT, DELETE, PATCH, iPATCH, FETCH methods
URI = host + port + path + query componentThe well-know URI: GET coap://[ipv6address]/.well-know/core
Resource Discovery → Resource Directory
(RD)
4 bytes Header
core WG
![Page 46: Protocolos IETF para IoT - Universidad de Palermo, UPIETF Day 2018 Taller del Grupo de Trabajo de Ingeniería de Internet/Argentina Survey de Protocolos Normalizados por IETF para](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022060415/5f12f6447902e66f9668693b/html5/thumbnails/46.jpg)
IETF Day 2018 Taller del Grupo de Trabajo de Ingeniería de Internet/Argentina
Everything that can be connected will be
connected
Adapt the Internet to different types of networks such as constrained
networks/nodes, e.g. send temperature in a 802.15.4 packet
Adapt IPv6 Modeling the
routing
Modeling the web
transfer
Security, Mgmt
IoT(Internet of Things)
ROLL ( Routing over
Low-Power and
Lossy Networks)
RPL ( IPv6 Routing Protocol for
Low-Power and Lossy Networks)
Core (
Constrained
RESTful
Environments)
CoAP (The Constrained
Application Protocol)
DTLS
Comi/CoOL
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RFC 7925: Transport Layer Security (TLS) /Datagram Transport
Layer Security (DTLS) Profiles for the Internet of Things –
SECURITY
Authentication and Authorization for Constrained Environments
(ACE) – ace WG
Practical Considerations and Implementation Experiences in
Securing Smart Object Networks
dice WG
ace WG
lwig WG
core WG
Object Security of CoAP (OSCOAP)
A Security Threat Analysis for the Routing Protocol for
Low-Power and Lossy Networks (RPLs)
ROLL WG
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Agradecimiento
• Se agradece el auspicio de ISOC e ISOC Ar, por hacer posible el IETF DAy
• Para hacerse miembro de estas instituciones, puede ingresar en:
www.internetsociety.org
www.isoc.org.ar