Implementación y evaluación de fragmentación de paquetes IPv6 para un enlace LORAWAN

Abstract

La Internet de las Cosas es un nuevo paradigma tecnológico que nace de la necesidad de interconectar una gran cantidad de dispositivos a Internet, ya sea máquinas u objetos de uso diario, con el fin de crear soluciones que faciliten la vida de las personas de forma cotidiana o en la industria. Su auge trae consigo nuevos desafíos en cuanto al desarrollo de redes pues cada vez se requieren sistemas más seguros, escalables e interconectables entre sí. Uno de estos desafíos corresponde a la implementación a gran escala de Internet Protocol version 6 (IPv6). En la actualidad se han desarrollado diferentes redes para suplir la conectividad requerida por las tecnologías del Internet de las Cosas, dentro de las cuales aparece la categoría de Low Power Wide Area Networks (LPWAN), redes cuyos principales características son el bajo consumo de potencia y su gran rango de cobertura, ideales para el despliegue de redes de monitoreo. Una de las principales tecnologías LPWAN es la conocida como Long Range Wide Area Network (LoRaWAN) que, además de cumplir con las características de las LPWAN, es bastante flexible pues funciona en una banda de frecuencia libre dada por la banda industrial, científica y médica (ISM) y es de fácil acceso económico, características bien vistas por los desarrolladores. El rápido crecimiento en el uso de esta tecnología como también el uso de otras LPWAN hace aún mas apremiante la necesidad de implementar el protocolo IPv6 para así asegurar interoperabilidad entre todos los sistemas emergentes. Para lo anterior, la Internet Engineering Task Force (IETF) se encuentra actualmente trabajando en el desarrollo de un mecanismo de compresión y fragmentación de paquetes IPv6 para redes LPWAN denominado Static Context Header Compression (SCHC). Se han realizado varias implementaciones de la etapa de compresión pero no así de la etapa de fragmentación, por lo que en este trabajo se plantea realizar una demostración experimental del algoritmo de fragmentación de paquetes propuesto por la IETF. La plataforma creada logra implementar el enlace para mandar grandes paquetes de datos a través de fragmentos y evalúa la implementación para diferentes configuraciones de parámetros, además de sugerir modificaciones al algoritmo. Con las pruebas realizadas se midieron las tasas de error de transmisión de paquetes y fragmentos y se concluyó que el algoritmo tiene un desempeño aceptable pero puede ser mejorado, principalmente en el comportamiento de los mensajes de acknowledgment que dependerá de la entidad que sea elegida como receptor, que pueden ser tanto Network Server (administrador de la red) o gateway.