Transcript 子計畫三:應用於智慧電網之網路、通信技術月報:2010/10/01

民生系統之節能技術研發跨領域研究專案計畫
月報:2010/10/01
應用於智慧電網之先進民生電能
管理節能系統研發
子計畫三:應用於智慧電網之網路、通信技術
報告人：吳坤熹、張豈嘉
進度報告
甘梯圖-第一年(1-1)
10
11
12
1
2
3
4
5
6
7
8
9
A.人員訓練
B. AMI文獻研讀
無線
平台 C. Zigbee文獻研讀
開發
D. 實驗平台採購及測試
預計進度
實際執行進度
2
進度報告
甘梯圖-第一年(1-2)
10
11
12
1
2
3
4
5
6
7
8
9
A. Protocol Stack開發(IPv6 over
802.15.4)(呂冠達)
定址
轉換 B. Protocol Stack開發(Mesh Network
系統 Routing)(施創宏)
開發 C. Zigbee IPv6 Translator開發(施創宏)
D. Gateway備援—VRRP、Auto-config
技術研讀(陳麗雯)
預計進度
實際執行進度
3
進度報告
甘梯圖-第一年(1-3)
10
11
12
1
2
3
4
5
6
7
8
9
A. Multicast API測試(張豈嘉)
通訊
效能 B. SIP Adaptation文獻研讀(呂冠達)
延展
性評 C.封包擷取與分析(張豈嘉)
估與
D. Wireshark與Dongle的整合(張豈嘉)
改進
E. AES文獻研讀(葉俊克)
F. 無線感測網路金鑰管理文獻研讀(葉
俊克)
G. Routing protocol開發(呂冠達)
預計進度
實際執行進度
4
Tunnel
• 在兩個 IPv6 網路中間建立通道，傳送端的 6to4 Router 把
IPv6 的封包當作資料包裝成IPv4封包，以傳遞 IPv4 封包的
方式傳送過去, 到達接收端時，6to4 Router 再把 IPv6 的封
包從 IPv4 封包中取出。
IPv4標頭
IPv6標頭
IPv6封包內容
Tunnel
• 下圖為在Linux 系統下建造一個IPv4/IPv6 Tunnel，只要連
結IPv6的裝置，都需要經過這個Tunnel出去。
Tunnel
• 上面介紹為IPv4/IPv6 Tunnel，可以讓中間只有IPv4的網
路來傳送IPv6封包。
• 後續我們會做IPv4/Zigbee Tunnel，讓Ethernet傳送
Zigbee的封包給另外一邊的Zigbee網路。
IPv4標頭
Zigbee標頭
Zigbee封包內容
RoLL
• RoLL〈Routing over Lossy and Low-power Networks〉
工作組成立於2008年2月，該工作組屬於IETF路由領域。
• IETF RoLL工作組致力於制定低耗能網路中IPv6路由協議
的規範。RoLL工作組關注的是各個應用場景的路由需求，
目前已著手制定了4個應用場景的路由需求，包含
–
–
–
–
Home Automation (RFC5826)
Industrial Control (RFC5673)
Urban Environment (RFC5548)
Building Automation (RFC5867)
Quagga
• Quagga是一套路由管理套件，由GNU Zebra更新而來的。
• Quagga提供了支援TCP/IP為基礎的通訊協定，目前所支
援的通訊協定包含：RIPv1, RIPv2, RIPng, OSPFv2,
OSPFv3和BGP-4。
• 此套件除了支援傳統的IPv4通訊協定之外，還支援IPv6通
訊協定。
• Quagga主要由ripd, ripngd, osfpd, ospf6d, bgpd和Vtysh
等幾個服務組成，再根據我們實際的需求選擇對應的服務，
而Vtysh是一命令列介面，可以提供網路管理者與daemon
之間的互動。
Future work
• Quagga環境的架設
• 修改現有6LoWPAN的路由協定，以RoLL所定義的標準為
參考基礎，實作出適合AMI環境的路由協定
• 將Quagga的動態路由功能移植到router上
Security of ZigBee
• 取得AES CCM Mode (Counter with CBCMAC) source code和API研讀
Security of ZigBee
• 對現有的安全傳輸機制深入了解和比較如
：
– IPsec (Internet Protocol Security)
• Transport Mode
• Tunnel Mode
– TLS(Transport Layer Security )、SSL
• AbdelNasir Alshamsi, Takamichi Saito “A
Technical Comparison of IPSec and SSL”
備
下月預計進度
• 在電腦運行AES-CCM加密演算法
• 研讀有關傳輸安全機制的效能比較。
– Mac層上的AES-CCM
– IPsec
– TLS
• 研讀金鑰管理機制相關論文
– Oakley protocol
Autoconfiguration
• Address Autoconfiguration for MANET
with Multiple MBRs
– 這篇文章定義在MANET環境中透過border
router發送IP address，方式是將address
autoconfiguration利用較靠近節點的router去發
放address。
– 我們希望把這個機制應用在6LoWPAN，減少
coordinator的負擔。
Future Work
• 在Linux開發平台上，Ethernet環境中實作
VRRP
• 將Layer4 Protocol Stack的TCP用SCTP來
取代
產品開發工具
• 目前已經可以用將Freescale的dongle接收
IEEE802.15.4在2.4GHz的封包，包括
Freescale、TI、6LoWPAN、廠商電表等
產品。
並透過Wireshark將擷取的進行封包分析。
參照ZigBee Alliance所制定下頁中MAC層中的
封包格式標準來進行修改。
26
MAC層封包格式
•
•
主要針對MAC層當中的四種類型的frame格式與所擷取到的封包進行比對，並在TI的
API當中搜尋可更改的所在路徑及位置。
MAC層由四種frame所組成：Data、Beacon、MAC Command、Acknowledgment。
27
Future work
•
•
•
接下來將針對MAC的API，進行修改編譯，再測試是否能成功改寫此層當中
的傳送訊息或回應。
拿到硬體設備後將撰寫軟體，使Wireshark與華楷dongle可進行整合而運作。
並且測試不同的版本所偵測到封包分析是否有不足的部分，再製作plug-in
dissector使Wireshark更完整。
User
Interface
User /GUI Interface
Display
filters
Protocol
Analyzer
Decodes well known protocol that
are in existence for some time.
Protocol Interpreter
Build-in Dissector
Plug-in Dissector
Capture Core
Wiretap
PCAP
WinPcap
Pacp File
Device
Interface
Network Card
Decodes protocol that newly
added.
31