1. No category

アドホック通信ソフトウェア
「DECENTRA II」のご紹介
株式会社スカイリー・ネットワークス
© 2015, Skyley Networks,Inc.
1
DECENTRA IIとは
多段中継（マルチホップ）通信をサポートする組み込み用
無線プロトコルスタックです
リレー式に通信をつなぐ！
動的に経路を発見
＝マルチホップ
＝アドホック
© 2015, Skyley Networks,Inc.
2
DECENTRA II コンセプト
無線プロトコルの導入を検討しているのだが・・・
規格団体に加入するのは面倒
年会費もかかるし・・・
製品認証といった手間はなるべく避けたい
相互接続性や標準規格の必要もない
「とにかくもっと手軽なのはないの？」
© 2015, Skyley Networks,Inc.
3
ソフトウェア構成図
アプリケーション
ＤＥＣＥＮＴＲＡ ＩＩ
スケジューラ
パケットキュー
メモリ管理
ルーティング
テーブル
ディスパッチャ
DECENTRA IIネットワークレイヤ
MAC/driver
MCU/RF
ROM:60KB RAM:最小4KB（推奨8K以上）
© 2015, Skyley Networks,Inc.
4
特徴 （その１）
１対１から複雑なネットワークまで幅広く通信をサポート
多彩な送信モード
（ユニキャスト、ブロードキャスト、センドバック、委譲通信）
End-to-EndのAck再送制御を提供
メッセージの途中経路の把握が可能
© 2015, Skyley Networks,Inc.
5
特徴 （その２）
マルチホップ通信のサポート
テーブル駆動とダイナミックルーティングの併用
（＝ハイブリッド方式）
仮想時計による同期動作
一斉に起床、スリープ
ペアリング機能
© 2015, Skyley Networks,Inc.
6
基本設定
通信に最低限必要な設定
ID
各デバイスに固有の識別子（２バイト）
0x0000と0xFFF0-0xFFFFは予約
ユーザが採番する
ポート番号
２バイトのネットワーク識別子
同じポート番号同士で通信ができる
チャンネル
無線の周波数
© 2015, Skyley Networks,Inc.
7
基本設定
チャンネル33
ポート番号60000
チャンネル33
ポート番号60001
0x0001
0x0001
0x0002 0x0003
0x0002 0x0003
60000-65535がパブリック
60000より下がメーカ固有
のプライベートポート番号
0x0001
チャンネル40
ポート番号60000
0x0002 0x0003
© 2015, Skyley Networks,Inc.
8
ユニキャスト
特定の相手にデータを届ける
Ackによる送達確認と再送制御
© 2015, Skyley Networks,Inc.
9
ブロードキャスト
ネットワーク全体にデータを届ける
転送回数（ブロードキャスト半径）を指定可能
© 2015, Skyley Networks,Inc.
10
センドバック
メッセージが通過すると経路が記録される
逆向きの経路で送信元に送り返す
0x0002
0x0001
© 2015, Skyley Networks,Inc.
0x0003
0x0004
0x0001
0x0002
0x0003
0x0004
11
委譲通信 (delegation)
周囲のデバイスに送信を委託する
複数の異なる経路を同時に活用できる
Ackによる再送制御と送達確認が可能
© 2015, Skyley Networks,Inc.
12
Reactive Type
ネットワーク全体にブロードキャストを発信
発見対象がルート応答を返す
メリット：必要な時以外に通信が発生しない
デメリット：ブロードキャストの負担が高い
ルート発見
© 2015, Skyley Networks,Inc.
ルート応答
13
Proactive Type
周期的に経路情報を交換
メリット：複数の迂回路を把握できる
デメリット：定期的に通信が発生する、メモリを多く消費する
© 2015, Skyley Networks,Inc.
14
D2の経路制御
ReactiveとProactiveを併用したハイブリッドタイプ
DSRを使った動的経路探索
テーブル交換(LSモード、DVモード）
© 2015, Skyley Networks,Inc.
15
D2の動的経路探索(DSR)
メッセージがリレーされると、端末IDがスタックに積まれる
0x0002
0x0003
0x0001
0x0001
0x0002
0x0001
0x0002
0x0003
0x0004
© 2015, Skyley Networks,Inc.
16
D2の動的経路探索(DSR)
逆向きに送り返して応答する
要求と応答が常に同じルートをたどる
0x0002
0x0003
0x0001
0x0001
0x0002
0x0003
0x0004
© 2015, Skyley Networks,Inc.
17
LSモード
すべてのデバイスが対等なルータとして動作
スコープの導入による通信量の圧縮 (FSR)
複数の迂回ルートを把握
大容量のメモリが必要
32台まで
Scope=2
© 2015, Skyley Networks,Inc.
18
DVモード




特定の１台をデータ収集役の「コンセントレータ」に指定
コンセントレータへはユニキャストが可能
下り方向は動的探索、ブロードキャスト、センドバック
少ないRAMで収容台数を増やせる
センドバック
© 2015, Skyley Networks,Inc.
19
ネットワークの構築
組み合わせ
DSR
LSモード
DVモード
DSR
①
②
③
LSモード
②
④
DVモード
③
⑤
①動的経路探索のみ（SKコマンドの初期値）
②LSモードとDSRの併用
③DVモードとDSRの併用
④LSモードのみ
⑤DVモードのみ
© 2015, Skyley Networks,Inc.
20
時刻同期
仮想時計による同期動作 （単位は秒）
スタック内で転送・処理遅延による時刻ずれを自動補正
時間に合わせてスリープ、ウェイクアップ
12時30分40秒
時刻同期命令の同報
12時30分40秒
12時30分40秒
© 2015, Skyley Networks,Inc.
21
ペアリング
特定の相手とのみ通信
ペアリングを連鎖させて安定した通信経路を形成
ペアリング相手以外の通信をブロック
BからA経由でCの通信も可能
B
×
A
C
© 2015, Skyley Networks,Inc.
ペアリングでネットワーク構造を固定
置局設計する場合に効果を発揮します
22
SKコマンド例
基本設定
ID
SKSREG S1 1
ポート番号
SKSREG S2 EA60
チャンネル
SKSREG S8 21
© 2015, Skyley Networks,Inc.
23
SKコマンド例
データ通信
ユニキャスト
SKSENDTO 1 1000 1 5 HELLO<CRLF>
ブロードキャスト
SKBC 5 1000 5 HELLO<CRLF>
委譲通信
SKFLASH 1000 5 HELLO<CRLF>
© 2015, Skyley Networks,Inc.
24
SKコマンド例
DVモード
SKSREG S4
SKSREG S6
SKSREG S7
SKSREG S9
SKSREG SA
32
96
1C2
1
1
DVモード
SKSREG S3
SKSREG S4
SKSREG S5
SKSREG S6
SKSREG S7
SKSREG S9
32
32
96
96
1C2
0
© 2015, Skyley Networks,Inc.
25
SK Catcher
無線機器同士の通信を専用USBドング
ルでキャプチャし、解析表示するソフト
ウェアです。
© 2015, Skyley Networks,Inc.
26
パケットアナライザの必要性
うまく接続できないが、どこが悪いのか分からない
通信が不安定だが、何が起きているのか知りたい
アプリケーションが正しくデータを送出しているか確認したい
複数のデバイスが送受信しているトラフィック総量を知りたい
同じ周波数で別のネットワークが存在しているか確認したい
© 2015, Skyley Networks,Inc.
27
© 2015, Skyley Networks,Inc.
28
EDスキャナ
電波の込み具合を可視化します
ネットワークビューワ
ネットワーク形態を可視化
します
© 2015, Skyley Networks,Inc.
29