Documentation/networking/ieee802154.txt

   1
   2                 Linux IEEE 802.15.4 implementation
   3
   4
   5 Introduction
   6 ============
   7
   8 The Linux-ZigBee project goal is to provide complete implementation
   9 of IEEE 802.15.4 / ZigBee / 6LoWPAN protocols. IEEE 802.15.4 is a stack
  10 of protocols for organizing Low-Rate Wireless Personal Area Networks.
  11
  12 Currently only IEEE 802.15.4 layer is implemented. We have chosen
  13 to use plain Berkeley socket API, the generic Linux networking stack
  14 to transfer IEEE 802.15.4 messages and a special protocol over genetlink
  15 for configuration/management
  16
  17
  18 Socket API
  19 ==========
  20
  21 int sd = socket(PF_IEEE802154, SOCK_DGRAM, 0);
  22 .....
  23
  24 The address family, socket addresses etc. are defined in the
  25 include/net/af_ieee802154.h header or in the special header
  26 in our userspace package (see either linux-zigbee sourceforge download page
  27 or git tree at git://linux-zigbee.git.sourceforge.net/gitroot/linux-zigbee).
  28
  29 One can use SOCK_RAW for passing raw data towards device xmit function. YMMV.
  30
  31
  32 MLME - MAC Level Management
  33 ============================
  34
  35 Most of IEEE 802.15.4 MLME interfaces are directly mapped on netlink commands.
  36 See the include/net/nl802154.h header. Our userspace tools package
  37 (see above) provides CLI configuration utility for radio interfaces and simple
  38 coordinator for IEEE 802.15.4 networks as an example users of MLME protocol.
  39
  40
  41 Kernel side
  42 =============
  43
  44 Like with WiFi, there are several types of devices implementing IEEE 802.15.4.
  45 1) 'HardMAC'. The MAC layer is implemented in the device itself, the device
  46    exports MLME and data API.
  47 2) 'SoftMAC' or just radio. These types of devices are just radio transceivers
  48    possibly with some kinds of acceleration like automatic CRC computation and
  49    comparation, automagic ACK handling, address matching, etc.
  50
  51 Those types of devices require different approach to be hooked into Linux kernel.
  52
  53
  54 HardMAC
  55 =======
  56
  57 See the header include/net/ieee802154_netdev.h. You have to implement Linux
  58 net_device, with .type = ARPHRD_IEEE802154. Data is exchanged with socket family
  59 code via plain sk_buffs. On skb reception skb->cb must contain additional
  60 info as described in the struct ieee802154_mac_cb. During packet transmission
  61 the skb->cb is used to provide additional data to device's header_ops->create
  62 function. Be aware, that this data can be overriden later (when socket code
  63 submits skb to qdisc), so if you need something from that cb later, you should
  64 store info in the skb->data on your own.
  65
  66 To hook the MLME interface you have to populate the ml_priv field of your
  67 net_device with a pointer to struct ieee802154_mlme_ops instance. All fields are
  68 required.
  69
  70 We provide an example of simple HardMAC driver at drivers/ieee802154/fakehard.c
  71
  72
  73 SoftMAC
  74 =======
  75
  76 We are going to provide intermediate layer implementing IEEE 802.15.4 MAC
  77 in software. This is currently WIP.
  78
  79 See header include/net/mac802154.h and several drivers in drivers/ieee802154/.
  80
  81 6LoWPAN Linux implementation
  82 ============================
  83
  84 The IEEE 802.15.4 standard specifies an MTU of 128 bytes, yielding about 80
  85 octets of actual MAC payload once security is turned on, on a wireless link
  86 with a link throughput of 250 kbps or less.  The 6LoWPAN adaptation format
  87 [RFC4944] was specified to carry IPv6 datagrams over such constrained links,
  88 taking into account limited bandwidth, memory, or energy resources that are
  89 expected in applications such as wireless Sensor Networks.  [RFC4944] defines
  90 a Mesh Addressing header to support sub-IP forwarding, a Fragmentation header
  91 to support the IPv6 minimum MTU requirement [RFC2460], and stateless header
  92 compression for IPv6 datagrams (LOWPAN_HC1 and LOWPAN_HC2) to reduce the
  93 relatively large IPv6 and UDP headers down to (in the best case) several bytes.
  94
  95 In Semptember 2011 the standard update was published - [RFC6282].
  96 It deprecates HC1 and HC2 compression and defines IPHC encoding format which is
  97 used in this Linux implementation.
  98
  99 All the code related to 6lowpan you may find in files: net/ieee802154/6lowpan.*
 100
 101 To setup 6lowpan interface you need (busybox release > 1.17.0):
 102 1. Add IEEE802.15.4 interface and initialize PANid;
 103 2. Add 6lowpan interface by command like:
 104    # ip link add link wpan0 name lowpan0 type lowpan
 105 3. Set MAC (if needs):
 106    # ip link set lowpan0 address de:ad:be:ef:ca:fe:ba:be
 107 4. Bring up 'lowpan0' interface