[要約] RFC 9365は、ITS向けのIPv6ベースの車両ネットワーキングの問題声明と使用事例を議論しています。この文書の目的は、V2V、V2I、V2X通信を使用した使用事例を説明し、現在のIPv6プロトコルのギャップ分析を行うことです。
Internet Engineering Task Force (IETF) J. Jeong, Ed.
Request for Comments: 9365 Sungkyunkwan University
Category: Informational March 2023
ISSN: 2070-1721
This document discusses the problem statement and use cases of IPv6-based vehicular networking for Intelligent Transportation Systems (ITS). The main scenarios of vehicular communications are vehicle-to-vehicle (V2V), vehicle-to-infrastructure (V2I), and vehicle-to-everything (V2X) communications. First, this document explains use cases using V2V, V2I, and V2X networking. Next, for IPv6-based vehicular networks, it makes a gap analysis of current IPv6 protocols (e.g., IPv6 Neighbor Discovery, mobility management, as well as security and privacy).
このドキュメントでは、IPv6ベースのIntelligent Transportation Systems（ITS）向けのIPv6ベースの車両ネットワーキングの問題声明とユースケースについて説明します。車両通信の主なシナリオは、車両から車両（V2V）、車両間（V2I）、および車両からすべての（V2X）通信です。まず、このドキュメントでは、V2V、V2I、およびV2Xネットワークを使用したユースケースについて説明します。次に、IPv6ベースの車両ネットワークの場合、現在のIPv6プロトコル（IPv6近隣発見、モビリティ管理、セキュリティとプライバシーなど）のギャップ分析を行います。
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1. Introduction
2. Terminology
3. Use Cases
3.1. V2V
3.2. V2I
3.3. V2X
4. Vehicular Networks
4.1. Vehicular Network Architecture
4.2. V2I-Based Internetworking
4.3. V2V-Based Internetworking
5. Problem Statement
5.1. Neighbor Discovery
5.1.1. Link Model
5.1.2. MAC Address Pseudonym
5.1.3. Routing
5.2. Mobility Management
6. Security Considerations
6.1. Security Threats in Neighbor Discovery
6.2. Security Threats in Mobility Management
6.3. Other Threats
7. IANA Considerations
8. References
8.1. Normative References
8.2. Informative References
Appendix A. Support of Multiple Radio Technologies for V2V
Appendix B. Support of Multihop V2X Networking
Appendix C. Support of Mobility Management for V2I
Appendix D. Support of MTU Diversity for IP-Based Vehicular
Networks
Acknowledgments
Contributors
Author's Address
Vehicular networking studies have mainly focused on improving road safety and efficiency and also enabling entertainment in vehicular networks. To proliferate the use cases of vehicular networks, several governments and private organizations have committed to allocating dedicated spectrum for vehicular communications. The Federal Communications Commission (FCC) in the US allocated wireless channels for Dedicated Short-Range Communications (DSRC) [DSRC] in the Intelligent Transportation Systems (ITS) with the frequency band of 5.850 - 5.925 GHz (i.e., 5.9 GHz band). In November 2020, the FCC adjusted the lower 45 MHz (i.e., 5.850 - 5.895 GHz) of the 5.9 GHz band for unlicensed use instead of DSRC-dedicated use [FCC-ITS-Modification]. DSRC-based wireless communications can support vehicle-to-vehicle (V2V), vehicle-to-infrastructure (V2I), and vehicle-to-everything (V2X) networking. The European Union (EU) allocated radio spectrum for safety-related and non-safety-related applications of ITS with the frequency band of 5.875 - 5.905 GHz, as part of the Commission Decision 2008/671/EC [EU-2008-671-EC]. Most other countries and regions in the world have adopted the 5.9 GHz band for vehicular networks, though different countries use different ways to divide the band into channels.
車両ネットワーキングの研究は、主に交通安全と効率の改善と、車両ネットワークでのエンターテイメントの可能性に焦点を当てています。車両ネットワークのユースケースを増殖させるために、いくつかの政府と民間組織は、車両コミュニケーションに専用のスペクトルを割り当てることを約束しています。米国の連邦通信委員会（FCC）は、5.850-5.925 GHz（すなわち、5.9 GHz帯域）の周波数帯域で、インテリジェント輸送システム（ITS）で専用の短距離通信（DSRC）[DSRC]にワイヤレスチャネルを割り当てました。2020年11月、FCCは、DSRCが専門化する使用の代わりに、免許不要の使用のために5.9 GHzバンドの45 MHz（つまり、5.850〜5.895 GHz）を調整しました[FCC-ITS-Modification]。DSRCベースのワイヤレス通信は、車両から車両（V2V）、車両からインフラストラクチャ（V2I）、および車両間（V2X）ネットワーキングをサポートできます。欧州委員会（EU）は、委員会の決定2008/671/EC [EU-2008-671-- EC [EU-2008-671-EC]の一環として、5.875-5.905 GHzの周波数帯域を使用して、安全関連および非セーデル関連のアプリケーションのために無線スペクトルを割り当てました。EC]。世界の他のほとんどの国と地域は、車両ネットワークに5.9 GHzバンドを採用していますが、さまざまな国がバンドをチャンネルに分割するために異なる方法を使用しています。
For direct inter-vehicular wireless connectivity, IEEE has amended standard 802.11 (commonly known as Wi-Fi) to enable safe driving services based on DSRC for the Wireless Access in Vehicular Environments (WAVE) system. The Physical Layer (L1) and Data Link Layer (L2) issues are addressed in IEEE 802.11p [IEEE-802.11p] for the PHY and MAC layers of the DSRC, while IEEE Std 1609.2 [WAVE-1609.2] covers security aspects, IEEE Std 1609.3 [WAVE-1609.3] defines related services at network and transport layers, and IEEE Std 1609.4 [WAVE-1609.4] specifies the multichannel operation. IEEE 802.11p was first a separate amendment but was later rolled into the base 802.11 standard (IEEE Std 802.11-2012) as IEEE 802.11 Outside the Context of a Basic Service Set (OCB) in 2012 [IEEE-802.11-OCB].
直接的な水車間ワイヤレス接続のために、IEEEは標準802.11（一般にWi-Fiとして知られています）を修正して、車両環境（Wave）システムでのワイヤレスアクセスのためのDSRCに基づく安全な運転サービスを可能にしました。DSRCのPHYおよびMAC層の物理層（L1）およびデータリンク層（L2）の問題は、IEEE 802.11p [IEEE-802.11p]で対処されていますが、IEEE STD 1609.2 [Wave-1609.2]はセキュリティの側面をカバーしています。STD 1609.3 [Wave-1609.3]は、ネットワークおよび輸送層で関連サービスを定義し、IEEE STD 1609.4 [Wave-1609.4]がマルチチャネル操作を指定します。IEEE 802.11pは最初は別の修正案でしたが、2012年の基本サービスセット（OCB）のコンテキスト外のIEEE 802.11 [IEEE-802.11-OCB]のコンテキストの外側のIEEE 802.11として、後にベース802.11標準（IEEE STD 802.11-11-2012）に巻き込まれました。
3GPP has standardized Cellular Vehicle-to-Everything (C-V2X) communications to support V2X in LTE mobile networks (called LTE V2X) and V2X in 5G mobile networks (called 5G V2X) [TS-23.285-3GPP] [TR-22.886-3GPP] [TS-23.287-3GPP]. With C-V2X, vehicles can directly communicate with each other without relay nodes (e.g., eNodeB in LTE and gNodeB in 5G).
3GPPには、LTEモバイルネットワーク（LTE V2Xと呼ばれる）およびV2X（5G V2Xと呼ばれる）とV2X（5G V2Xと呼ばれる）[TS-23.23.285-3GPP] [TR-22.886-で標準化されたセルラービヒクル（C-V2X）通信が標準化されています。3GPP] [TS-23.287-3GPP]。C-V2Xを使用すると、リレーノード（例えば、LTEのENODEBおよび5GでGNODEB）なしで互いに直接通信できます。
Along with these WAVE standards and C-V2X standards, regardless of a wireless access technology under the IP stack of a vehicle, vehicular networks can operate IP mobility with IPv6 [RFC8200], that is, Mobile IPv6 protocols, e.g., Mobile IPv6 (MIPv6) [RFC6275], Proxy Mobile IPv6 (PMIPv6) [RFC5213], Distributed Mobility Management (DMM) [RFC7333], Network Mobility (NEMO) [RFC3963], and the Locator/ID Separation Protocol (LISP) [RFC9300]. In addition, ISO has approved a standard specifying the IPv6 network protocols and services to be used for Communications Access for Land Mobiles (CALM) [ISO-ITS-IPv6] [ISO-ITS-IPv6-AMD1].
車両のIPスタックの下でのワイヤレスアクセステクノロジーに関係なく、これらの波の標準とC-V2X標準に加えて、車両ネットワークはIPv6 [RFC8200]、つまりモバイルIPv6プロトコル、例えばモバイルIPv6（MIPv6（MIPV6）でIPモビリティを動作させることができます。）[RFC6275]、プロキシモバイルIPv6（PMIPV6）[RFC5213]、分散モビリティ管理（DMM）[RFC7333]、ネットワークモビリティ（NEMO）[RFC3963]、およびロケーター/ID分離プロトコル（LISP）[RFC9300]。さらに、ISOは、Land Mobiles（Calm）[ISO-ITS-IPV6] [ISO-IT-IPV6-AMD1]の通信アクセスに使用するIPv6ネットワークプロトコルとサービスを指定する標準を承認しました。
This document describes use cases and a problem statement about IPv6-based vehicular networking for ITS, which is named IPv6 Wireless Access in Vehicular Environments (IPWAVE). First, it introduces the use cases for using V2V, V2I, and V2X networking in ITS. Next, for IPv6-based vehicular networks, it makes a gap analysis of current IPv6 protocols (e.g., IPv6 Neighbor Discovery, mobility management, as well as security and privacy) so that those protocols can be tailored to IPv6-based vehicular networking. Thus, this document is intended to motivate development of key protocols for IPWAVE.
このドキュメントでは、ユースケースとITv6ベースの車両ネットワーキングに関する問題の声明について説明します。これは、車両環境（IPWAVE）でのIPv6ワイヤレスアクセスと呼ばれます。まず、V2V、V2I、およびV2Xネットワークを使用するためのユースケースを導入します。次に、IPv6ベースの車両ネットワークの場合、現在のIPv6プロトコル（例：IPv6ネイバーディスカバリー、モビリティ管理、セキュリティとプライバシーなど）のギャップ分析を行い、これらのプロトコルをIPv6ベースの車両ネットワークに合わせて調整できます。したがって、このドキュメントは、IPWaveの主要プロトコルの開発を動機付けることを目的としています。
This document uses the terminology described in [RFC8691]. In addition, the following terms are defined below:
この文書は、[RFC8691]で説明されている用語を使用しています。さらに、以下の用語を以下に定義します。
Context-Awareness:
コンテキストアウェアネス：
A vehicle can be aware of spatial-temporal mobility information (e.g., position, speed, direction, and acceleration/deceleration) of surrounding vehicles for both safety and non-safety uses through sensing or communication [CASD].
車両は、センシングまたはコミュニケーションを通じて安全性と非安全な使用の両方のために、周囲の車両の空間的なモビリティ情報（例：位置、速度、方向、加速/減速）を認識できます[CASD]。
Distributed Mobility Management (DMM):
分散モビリティ管理（DMM）：
See [RFC7333] [RFC7429].
[RFC7333] [RFC7429]を参照してください。
Edge Computing Device (ECD):
エッジコンピューティングデバイス（ECD）：
This is a computing device (or server) at the edge of the network for vehicles and vulnerable road users. It co-locates with or connects to an IP Roadside Unit (IP-RSU), which has a powerful computing capability for different kinds of computing tasks, such as image processing and classification.
これは、車両および脆弱な道路利用者のネットワークの端にあるコンピューティングデバイス（またはサーバー）です。IPロードサイドユニット（IP-RSU）と共同で接続します。これは、画像処理や分類など、さまざまな種類のコンピューティングタスクに強力なコンピューティング機能を備えています。
Edge Network (EN):
エッジネットワーク（EN）：
This is an access network that has an IP-RSU for wireless communication with other vehicles having an IP On-Board Unit (IP-OBU) and wired communication with other network devices (e.g., routers, IP-RSUs, ECDs, servers, and Mobility Anchors (MAs)). It may use a Global Navigation Satellite System (GNSS) such as Global Positioning System (GPS) with a GNSS receiver for its position recognition and the localization service for the sake of vehicles.
これは、IPオンボードユニット（IP-OBU）を持つ他の車両とのワイヤレス通信のためのIP-RSUを備えたアクセスネットワークであり、他のネットワークデバイス（ルーター、IP-RSU、ECD、サーバー、およびモビリティアンカー（MAS））。その位置認識のためにGNSSレシーバーと車両のためにローカリゼーションサービスを使用したグローバルポジショニングシステム（GPS）などのグローバルナビゲーション衛星システム（GNSS）を使用する場合があります。
Evolved Node B (eNodeB):
進化したノードB（ENODEB）：
This is a base station entity that supports the Long Term Evolution (LTE) air interface.
これは、長期的な進化（LTE）エアインターフェイスをサポートするベースステーションエンティティです。
Internet Protocol On-Board Unit (IP-OBU):
インターネットプロトコルオンボードユニット（IP-OBU）：
An IP-OBU denotes a computer situated in a vehicle (e.g., car, bicycle, electric bike, motorcycle, or similar), which has a basic processing ability and can be driven by a low-power CPU (e.g., ARM). It has at least one IP interface that runs in IEEE 802.11-OCB and has an "OBU" transceiver. Also, it may have an IP interface that runs in Cellular V2X (C-V2X) [TS-23.285-3GPP] [TR-22.886-3GPP] [TS-23.287-3GPP]. It can play the role of a router connecting multiple computers (or in-vehicle devices) inside a vehicle. See the definition of the term "IP-OBU" in [RFC8691].
IP-OBUは、車両に位置するコンピューター（車、自転車、電動自転車、オートバイなど）を示します。これは、基本的な処理能力を持ち、低電力CPU（例：ARM）によって駆動できます。IEEE 802.11-OCBで実行され、「OBU」トランシーバーを備えた少なくとも1つのIPインターフェイスがあります。また、Cellular V2X（C-V2X）[TS-23.285-3GPP] [TR-22.886-3GPP] [TS-23.287-3GPP]で実行されるIPインターフェイスがある場合があります。車両内で複数のコンピューター（または車両内デバイス）を接続するルーターの役割を果たすことができます。[RFC8691]の「IP-OBU」という用語の定義を参照してください。
IP Roadside Unit (IP-RSU):
IPロードサイドユニット（IP-RSU）：
An IP-RSU is situated along the road. It has at least two distinct IP-enabled interfaces. The wireless PHY/MAC layer of at least one of its IP-enabled interfaces is configured to operate in 802.11-OCB mode [IEEE-802.11-OCB]. An IP-RSU communicates with the IP-OBU over an 802.11 wireless link operating in OCB mode. One of its IP-enabled interfaces is connected to the wired network for wired communication with other network devices (e.g., routers, IP-RSUs, ECDs, servers, and MAs). Also, it may have another IP-enabled wireless interface running in 3GPP C-V2X in addition to the IP-RSU defined in [RFC8691]. An IP-RSU is similar to an Access Network Router (ANR), defined in [RFC3753], and a Wireless Termination Point (WTP), defined in [RFC5415]. See the definition of the term "IP-RSU" in [RFC8691].
IP-RSUは道路に沿って位置しています。少なくとも2つの異なるIP対応インターフェイスがあります。IP対応インターフェイスの少なくとも1つのワイヤレスPHY/MACレイヤーは、802.11-OCBモード[IEEE-802.11-OCB]で動作するように構成されています。IP-RSUは、OCBモードで動作する802.11ワイヤレスリンクを通じてIP-OBUと通信します。そのIP対応インターフェイスの1つは、他のネットワークデバイス（ルーター、IP-RSU、ECDS、サーバー、MASなど）との有線通信のために有線ネットワークに接続されています。また、[RFC8691]で定義されたIP-RSUに加えて、3GPP C-V2Xで実行される別のIP対応ワイヤレスインターフェイスがある場合があります。IP-RSUは、[RFC3753]で定義されているアクセスネットワークルーター（ANR）と[RFC5415]で定義されたワイヤレス終了点（WTP）に似ています。[RFC8691]の「IP-RSU」という用語の定義を参照してください。
Light Detection and Ranging (LiDAR):
光検出と範囲（LIDAR）：
This is a method for measuring a distance to an object by emitting pulsed laser light and measuring the reflected pulsed light.
これは、パルスレーザー光を放射し、反射したパルス光を測定することにより、オブジェクトまでの距離を測定する方法です。
Mobility Anchor (MA):
モビリティアンカー（MA）：
This is a node that maintains IPv6 addresses and mobility information of vehicles in a road network to support their IPv6 address autoconfiguration and mobility management with a binding table. An MA has end-to-end (E2E) connections (e.g., tunnels) with IP-RSUs under its control for the IPv6 address autoconfiguration and mobility management of the vehicles. This MA is similar to a Local Mobility Anchor (LMA) in PMIPv6 [RFC5213] for network-based mobility management.
これは、IPv6アドレスの自動施設とモビリティ管理をバインディングテーブルでサポートするために、道路ネットワークの車両のIPv6アドレスとモビリティ情報を維持するノードです。MAには、IPv6アドレスの自動構成と車両のモビリティ管理のために、IP-RSUを制御するエンドツーエンド（E2E）接続（トンネルなど）があります。このMAは、ネットワークベースのモビリティ管理のために、PMIPv6 [RFC5213]のローカルモビリティアンカー（LMA）に似ています。
Next Generation Node B (gNodeB):
次世代ノードB（GNODEB）：
This is a base station entity that supports the 5G New Radio (NR) air interface.
これは、5G新しいラジオ（NR）エアインターフェイスをサポートするベースステーションエンティティです。
Outside the Context of a BSS (OCB):
BSS（OCB）のコンテキストの外：
This is a mode of operation in which a station (STA) is not a member of a Basic Service Set (BSS) and does not utilize IEEE Std 802.11 authentication, association, or data confidentiality [IEEE-802.11-OCB].
これは、ステーション（STA）が基本サービスセット（BSS）のメンバーではなく、IEEE STD 802.11認証、関連、またはデータの機密性[IEEE-802.11-OCB]を使用しない動作モードです。
802.11-OCB:
802.11-OCB：
This refers to the mode specified in IEEE Std 802.11-2016 [IEEE-802.11-OCB] when the MIB attribute dot11OCBActivated is 'true'.
これは、MIB属性dot11ocbactivatedが「True」である場合、IEEE STD 802.11-11-2016 [IEEE-802.11-OCB]で指定されたモードを指します。
Platooning:
小隊：
Moving vehicles can be grouped together to reduce air resistance for energy efficiency and reduce the number of drivers such that only the lead vehicle has a driver, and the other vehicles are autonomous vehicles without a driver and closely follow the lead vehicle [Truck-Platooning].
移動車両をグループ化してエネルギー効率のための空気抵抗を減らし、ドライバーの数を減らして、リード車両のみがドライバーを持ち、他の車両はドライバーのない自動運転車であり、リード車両[トラックプラトーニング]に密接に従うことができます。。
Traffic Control Center (TCC):
トラフィックコントロールセンター（TCC）：
This is a system that manages road infrastructure nodes (e.g., IP-RSUs, MAs, traffic signals, and loop detectors) and also maintains vehicular traffic statistics (e.g., average vehicle speed and vehicle inter-arrival time per road segment) and vehicle information (e.g., a vehicle's identifier, position, direction, speed, and trajectory as a navigation path). TCC is part of a Vehicular Cloud for vehicular networks.
これは、道路インフラストラクチャノード（IP-RSU、MAS、トラフィックシグナル、ループ検出器など）を管理するシステムであり、車両の交通統計（たとえば、道路セグメントごとの平均車両速度と車両間到着時間）および車両情報も維持するシステムです。（たとえば、ナビゲーションパスとしての車両の識別子、位置、方向、速度、および軌道）。TCCは、車両ネットワーク用の車両クラウドの一部です。
Urban Air Mobility (UAM):
アーバンエアモビリティ（UAM）：
This refers to using lower-altitude aircraft to transport passengers or cargo in urban and suburban areas. The carriers used for UAM can be manned or unmanned vehicles, which can include helicopters, electric vertical take-off and landing (eVTOL) aircraft, and unmanned aerial vehicles (UAVs).
これは、都市部と郊外の地域で乗客や貨物を輸送するために、低高度航空機を使用することを指します。UAMに使用される航空会社は、ヘリコプター、電気垂直離陸および着陸航空機（EVTOL）航空機、無人航空機（UAV）を含む有人または無人車両を含むことができます。
Vehicle:
車両：
This is a node that has an IP-OBU for wireless communication with other vehicles and IP-RSUs. It has a GNSS radio navigation receiver for efficient navigation. Any device having an IP-OBU and a GNSS receiver (e.g., smartphone and tablet PC) can be regarded as a vehicle in this document.
これは、他の車両やIP-RSUとのワイヤレス通信用のIP-OBUを備えたノードです。効率的なナビゲーション用のGNSS無線ナビゲーションレシーバーがあります。IP-OBUとGNSSレシーバー（スマートフォンやタブレットPCなど）を備えたすべてのデバイスは、このドキュメントの車両と見なすことができます。
Vehicular Ad Hoc Network (VANET):
車両アドホックネットワーク（vanet）：
This is a network that consists of vehicles interconnected by wireless communication. Two vehicles in a VANET can communicate with each other using other vehicles as relays even where they are out of one-hop wireless communication range.
これは、ワイヤレス通信によって相互接続された車両で構成されるネットワークです。ヴァネット内の2台の車両は、1ホップのワイヤレス通信範囲から外れている場合でも、他の車両をリレーとして使用して互いに通信できます。
Vehicular Cloud:
車両クラウド：
This is a cloud infrastructure for vehicular networks, having compute nodes, storage nodes, and network forwarding elements (e.g., switch and router).
これは、コンピューティングノード、ストレージノード、ネットワーク転送要素（スイッチやルーターなど）を備えた、車両ネットワーク用のクラウドインフラストラクチャです。
Vehicle to Device (V2D):
車両からデバイス（V2D）：
This is the wireless communication between a vehicle and a device (e.g., smartphone and IoT (Internet of Things) device).
これは、車両とデバイス間のワイヤレス通信（スマートフォンとIoT（モノのインターネット）デバイスなど）です。
Vehicle to Pedestrian (V2P):
歩行者への車両（V2P）：
This is the wireless communication between a vehicle and a pedestrian's device (e.g., smartphone and IoT device).
これは、車両と歩行者のデバイス（スマートフォンやIoTデバイスなど）の間のワイヤレス通信です。
Vehicle to Infrastructure to Vehicle (V2I2V):
車両から車両へのインフラストラクチャ（V2I2V）：
This is the wireless communication between a vehicle and another vehicle via an infrastructure node (e.g., IP-RSU).
これは、インフラストラクチャノード（IP-RSUなど）を介した車両と別の車両間のワイヤレス通信です。
Vehicle to Infrastructure to Everything (V2I2X):
すべてへのインフラストラクチャへの車両（V2I2X）：
This is the wireless communication between a vehicle and another entity (e.g., vehicle, smartphone, and IoT device) via an infrastructure node (e.g., IP-RSU).
これは、インフラストラクチャノード（IP-RSUなど）を介した車両と別のエンティティ（車両、スマートフォン、IoTデバイスなど）の間のワイヤレス通信です。
Vehicle to Everything (V2X):
すべての車両（v2x）：
This is the wireless communication between a vehicle and any entity (e.g., vehicle, infrastructure node, smartphone, and IoT device), including V2V, V2I, V2D, and V2P.
これは、V2V、V2I、V2D、V2Pを含む、車両と任意のエンティティ（車両、インフラストラクチャノード、スマートフォン、IoTデバイスなど）の間のワイヤレス通信です。
Vehicular Mobility Management (VMM):
車両モビリティ管理（VMM）：
This is IPv6-based mobility management for vehicular networks.
これは、車両ネットワーク用のIPv6ベースのモビリティ管理です。
Vehicular Neighbor Discovery (VND):
車両隣人ディスカバリー（VND）：
This is an IPv6 ND (Neighbor Discovery) extension for vehicular networks.
これは、車両ネットワークのIPv6 ND（近隣発見）拡張です。
Vehicular Security and Privacy (VSP):
車両のセキュリティとプライバシー（VSP）：
This is IPv6-based security and privacy for vehicular networks.
これは、車両ネットワークのIPv6ベースのセキュリティとプライバシーです。
Wireless Access in Vehicular Environments (WAVE):
車両環境でのワイヤレスアクセス（波）：
See [WAVE-1609.0].
[Wave-1609.0]を参照してください。
This section explains use cases of V2V, V2I, and V2X networking. The use cases of the V2X networking exclude the ones of the V2V and V2I networking but include Vehicle-to-Pedestrian (V2P) and Vehicle-to-Device (V2D).
このセクションでは、V2V、V2I、およびV2Xネットワークのユースケースについて説明します。V2Xネットワーキングのユースケースは、V2VおよびV2Iネットワーキングのケースを除外しますが、車両間（V2P）および車両間（V2D）が含まれます。
IP is widely used among popular end-user devices (e.g., smartphone and tablet) in the Internet. Applications (e.g., navigator application) for those devices can be extended such that the V2V use cases in this section can work with IPv6 as a network layer protocol and IEEE 802.11-OCB as a link-layer protocol. In addition, IPv6 security needs to be extended to support those V2V use cases in a safe, secure, privacy-preserving way.
IPは、インターネット内の一般的なエンドユーザーデバイス（スマートフォンやタブレットなど）で広く使用されています。これらのデバイスのアプリケーション（たとえば、ナビゲーターアプリケーション）は、このセクションのV2VユースケースがネットワークレイヤープロトコルとしてIPv6およびIEEE 802.11-OCBをリンク層プロトコルとして連携できるように拡張できます。さらに、IPv6セキュリティを拡張して、これらのV2Vユースケースを安全で安全な、プライバシーを提供する方法でサポートする必要があります。
The use cases presented in this section serve as the description and motivation for the need to augment IPv6 and its protocols to facilitate "Vehicular IPv6". Section 5 summarizes the overall problem statement and IPv6 requirements. Note that the adjective "Vehicular" in this document is used to represent extensions of existing protocols, such as IPv6 Neighbor Discovery, IPv6 Mobility Management (e.g., PMIPv6 [RFC5213] and DMM [RFC7429]), and IPv6 Security and Privacy Mechanisms rather than new "vehicular-specific" functions.
このセクションで提示されたユースケースは、「車両IPv6」を促進するためにIPv6とそのプロトコルを増強する必要性の説明と動機として機能します。セクション5では、全体的な問題ステートメントとIPv6要件をまとめたものです。このドキュメントの形容詞の「車両」は、IPv6近隣発見、IPv6モビリティ管理（例えば、PMIPv6 [RFC5213]およびDMM [RFC7429]）、およびIPV6セキュリティおよびプライバシーメカニズムなど、既存のプロトコルの拡張を表すために使用されていることに注意してください。新しい「車両固有」関数。
The use cases of V2V networking discussed in this section include:
このセクションで説明したV2Vネットワーキングのユースケースには、以下が含まれます。
* Context-aware navigation for driving safely and avoiding collisions
* 安全に運転し、衝突を回避するためのコンテキスト認識ナビゲーション
* Collision avoidance service of end systems of Urban Air Mobility (UAM)
* 都市の空気移動性の最終システム（UAM）の衝突回避サービス
* Cooperative adaptive cruise control on a roadway
* 道路上の協同組合適応クルーズコントロール
* Platooning on a highway
* 高速道路での小隊
* Cooperative environment sensing
* 協調環境センシング
The above use cases are examples for using V2V networking, which can be extended to other terrestrial vehicles, river/sea ships, railed vehicles, or UAM end systems.
上記のユースケースは、V2Vネットワーキングを使用するための例であり、他の陸生車両、川/海船、鉄道車両、またはUAMエンドシステムに拡張できます。
A Context-Aware Safety Driving (CASD) navigator [CASD] can help drivers to drive safely as a context-aware navigation service [CNP] by alerting them to dangerous obstacles and situations. That is, a CASD navigator displays obstacles or neighboring vehicles relevant to possible collisions in real time through V2V networking. CASD provides vehicles with a class-based automatic safety action plan that considers three situations, namely, the Line-of-Sight unsafe, Non-Line-of-Sight unsafe, and safe situations. This action plan can be put into action among multiple vehicles using V2V networking.
コンテキスト認識安全運転（CASD）ナビゲーター[CASD]は、ドライバーが危険な障害や状況を警告することにより、コンテキスト認識ナビゲーションサービス[CNP]として安全に運転するのに役立ちます。つまり、CASDナビゲーターは、V2Vネットワーキングを通じてリアルタイムで衝突の可能性に関連する障害物または隣接する車両を表示します。CASDは、3つの状況を考慮したクラスベースの自動安全アクションプランを車両に提供します。このアクションプランは、V2Vネットワーキングを使用して複数の車両の間で実行することができます。
A service for collision avoidance of in-air UAM end systems is one possible use case in air vehicular environments [UAM-ITS]. This use case is similar to that of a context-aware navigator for terrestrial vehicles. Through V2V coordination, those UAM end systems (e.g., drones) can avoid a dangerous situation (e.g., collision) in three-dimensional space rather than two-dimensional space for terrestrial vehicles. Also, a UAM end system (e.g., flying car), when only a few hundred meters off the ground, can communicate with terrestrial vehicles with wireless communication technologies (e.g., DSRC, LTE, and C-V2X). Thus, V2V means any vehicle to any vehicle, whether the vehicles are ground level or not.
空中UAMエンドシステムの衝突回避のためのサービスは、航空車両環境[UAM-IT]における1つの可能なユースケースです。このユースケースは、陸生車両用のコンテキスト認識ナビゲーターのユースケースに似ています。V2V調整により、これらのUAMエンドシステム（ドローンなど）は、陸生車両の2次元空間ではなく、3次元空間での危険な状況（衝突など）を回避できます。また、UAMエンドシステム（飛行車など）は、地面からわずか数百メートル離れている場合、ワイヤレス通信技術（DSRC、LTE、C-V2Xなど）で陸生車両と通信できます。したがって、V2Vは、車両が地上レベルであるかどうかにかかわらず、車両に対する車両を意味します。
Cooperative Adaptive Cruise Control (CACC) [CA-Cruise-Control] helps individual vehicles to adapt their speed autonomously through V2V communication among vehicles according to the mobility of their predecessor and successor vehicles on an urban roadway or a highway. Thus, CACC can help adjacent vehicles to efficiently adjust their speed in an interactive way through V2V networking in order to avoid a collision.
協同組合適応クルーズコントロール（CACC）[CA-Cruise-Control]は、都市の道路や高速道路での前任者と後継車の移動性に応じて、車両間のV2V通信を通じて個々の車両が自律的に速度を適応させるのに役立ちます。したがって、CACCは、衝突を避けるために、隣接する車両がV2Vネットワークを介してインタラクティブな方法で効率的に速度を調整するのに役立ちます。
Platooning [Truck-Platooning] allows a series (or group) of vehicles (e.g., trucks) to follow each other very closely. Vehicles can use V2V communication in addition to forward sensors in order to maintain constant clearance between two consecutive vehicles at very short gaps (from 3 to 10 meters). Platooning can maximize the throughput of vehicular traffic on a highway and reduce the gas consumption because the lead vehicle can help the following vehicles experience less air resistance.
Platooning [Truck-Platooning]により、シリーズ（またはグループ）の車両（トラックなど）が非常に密接に従うことができます。車両は、非常に短いギャップ（3〜10メートル）で2つの連続した車両間の一定のクリアランスを維持するために、フォワードセンサーに加えてV2V通信を使用できます。小隊は、高速道路での車両交通のスループットを最大化し、ガス消費を減らすことができます。これは、リード車両が次の車両がより少ない空気抵抗を経験するのに役立つためです。
Cooperative-environment-sensing use cases suggest that vehicles can share environmental information (e.g., air pollution, hazards, obstacles, slippery areas by snow or rain, road accidents, traffic congestion, and driving behaviors of neighboring vehicles) from various vehicle-mounted sensors, such as radars, LiDAR systems, and cameras, with other vehicles and pedestrians. [Automotive-Sensing] introduces millimeter-wave vehicular communication for massive automotive sensing. A lot of data can be generated by those sensors, and these data typically need to be routed to different destinations. In addition, from the perspective of driverless vehicles, it is expected that driverless vehicles can be mixed with driver-operated vehicles. Through cooperative environment sensing, driver-operated vehicles can use environmental information sensed by driverless vehicles for better interaction with the other vehicles and environment. Vehicles can also share their intended maneuvering information (e.g., lane change, speed change, ramp in-and-out, cut-in, and abrupt braking) with neighboring vehicles. Thus, this information sharing can help the vehicles behave as more efficient traffic flows and minimize unnecessary acceleration and deceleration to achieve the best ride comfort.
協同組合環境センシングのユースケースは、車両が環境情報（大気汚染、危険、障害物、雪や雨による滑りやすいエリア、道路事故、交通渋滞、隣接する車両の運転行動）をさまざまな車両に取り入れたセンサーから共有できることを示唆しています。、レーダー、ライダーシステム、カメラなど、他の車両や歩行者など。[自動車センシング]は、大規模な自動車センシングのためのミリ波波の車両通信を導入します。これらのセンサーによって多くのデータを生成でき、これらのデータは通常、異なる宛先にルーティングする必要があります。さらに、ドライバーレス車両の観点からは、ドライバーが運転する車両と混合できることが予想されます。協力的な環境検知により、ドライバー操作車両は、他の車両や環境との相互作用を改善するために、ドライバーのない車両によって感知された環境情報を使用できます。また、車両は、目的の操縦情報（たとえば、レーンの変更、速度の変化、ランプインアンドアウト、カットイン、および突然のブレーキ）を隣接する車両と共有することもできます。したがって、この情報共有は、車両がより効率的なトラフィックフローとして動作し、不必要な加速と減速を最小限に抑えて、最高の乗り心地を実現するのに役立ちます。
To support applications of these V2V use cases, the required functions of IPv6 include (a) IPv6-based packet exchange in both control and data planes and (b) secure, safe communication between two vehicles. For the support of V2V under multiple radio technologies (e.g., DSRC and 5G V2X), refer to Appendix A.
これらのV2Vユースケースのアプリケーションをサポートするために、IPv6の必要な機能には、（a）コントロールプレーンとデータの両方のIPv6ベースのパケット交換、および（b）2台の車両間の安全で安全な通信が含まれます。複数の無線テクノロジー（DSRCや5G V2Xなど）でのV2Vのサポートについては、付録Aを参照してください。
The use cases of V2I networking discussed in this section include:
このセクションで説明したV2Iネットワーキングのユースケースには、次のものがあります。
* Navigation service
* ナビゲーションサービス
* Energy-efficient speed recommendation service
* エネルギー効率の高い速度推奨サービス
* Accident notification service
* 事故通知サービス
* Electric Vehicle (EV) charging service
* 電気自動車（EV）充電サービス
* UAM navigation service with efficient battery charging
* 効率的なバッテリー充電を備えたUAMナビゲーションサービス
A navigation service (for example, the Self-Adaptive Interactive Navigation Tool [SAINT]) that uses V2I networking interacts with a TCC for the large-scale/long-range road traffic optimization and can guide individual vehicles along appropriate navigation paths in real time. The enhanced version of SAINT [SAINTplus] can give fast-moving paths to emergency vehicles (e.g., ambulance and fire engine) to let them reach an accident spot while redirecting other vehicles near the accident spot into efficient detour paths.
V2Iネットワーキングを使用するナビゲーションサービス（たとえば、自己適応的インタラクティブナビゲーションツール[Saint]）は、大規模/長距離道路交通の最適化のためにTCCと対話し、リアルタイムで適切なナビゲーションパスに沿って個々の車両を導くことができます。Saint [Saintplus]の拡張バージョンは、緊急車両（救急車や消防車など）への速い移動パスを提供して、事故の近くの他の車両を効率的な迂回路にリダイレクトしながら、事故の場所に到達できるようにします。
Either a TCC or an ECD can recommend an energy-efficient speed to a vehicle that depends on its traffic environment and traffic signal scheduling [SignalGuru]. For example, when a vehicle approaches an intersection area and a red traffic light for the vehicle becomes turned on, it needs to reduce its speed to save fuel consumption. In this case, either a TCC or an ECD, which has the up-to-date trajectory of the vehicle and the traffic light schedule, can notify the vehicle of an appropriate speed for fuel efficiency. [Fuel-Efficient] covers fuel-efficient route and speed plans for platooned trucks.
TCCまたはECDのいずれかが、交通環境と交通信号のスケジューリングに依存する車両にエネルギー効率の高い速度を推奨できます[SignalGuru]。たとえば、車両が交差点エリアに近づき、車両の赤い交通灯がオンになった場合、燃料消費を節約するために速度を下げる必要があります。この場合、車両の最新の軌跡と信号機のスケジュールを備えたTCCまたはECDのいずれかが、燃料効率のために適切な速度を車両に通知できます。[燃料効率]は、燃料効率の良いルートと速度の速度計画をカバーしています。
The emergency communication between vehicles in an accident (or emergency-response vehicles) and a TCC can be performed via either IP-RSUs or 4G-LTE or 5G networks. The First Responder Network Authority [FirstNet] is provided by the US government to establish, operate, and maintain an interoperable public safety broadband network for safety and security network services, e.g., emergency calls. The construction of the nationwide FirstNet network requires each state in the US to have a Radio Access Network (RAN) that will connect to the FirstNet's network core. The current RAN is mainly constructed using 4G-LTE for communication between a vehicle and an infrastructure node (i.e., V2I) [FirstNet-Report], but it is expected that DSRC-based vehicular networks [DSRC] will be available for V2I and V2V in the near future. An equivalent project in Europe is called Public Safety Communications Europe [PSCE], which is developing a network for emergency communications.
事故（または緊急応答車両）とTCCの車両間の緊急通信は、IP-RSUまたは4G-LTEまたは5Gネットワークを介して実行できます。First Responder Network Authority [FirstNet]は、米国政府から提供され、安全およびセキュリティネットワークサービスなどの操作可能な公共安全ブロードバンドネットワークを確立、運営、および維持しています。Nationwide FirstNetネットワークの構築には、米国の各州では、FirstNetのネットワークコアに接続するラジオアクセスネットワーク（RAN）が必要です。電流RANは、主に車両とインフラストラクチャノード（つまり、V2I）[FirstNet-Report]との間の通信のために4G-LTEを使用して構築されていますが、DSRCベースの車両ネットワーク[DSRC]がV2IおよびV2Vで利用できると予想されます。近い将来に。ヨーロッパの同等のプロジェクトは、緊急コミュニケーションのネットワークを開発している公共安全通信ヨーロッパ[PSCE]と呼ばれています。
An EV charging service with V2I can facilitate the efficient battery charging of EVs. In the case where an EV charging station is connected to an IP-RSU, an EV can be guided toward the deck of the EV charging station or be notified that the charging station is out of service through a battery charging server connected to the IP-RSU. In addition to this EV charging service, other value-added services (e.g., firmware/software update over-the-air and media streaming) can be provided to an EV while it is charging its battery at the EV charging station. For a UAM navigation service, an efficient battery charging plan can improve the battery charging schedule of UAM end systems (e.g., drones) for long-distance flying [CBDN]. For this battery charging schedule, a UAM end system can communicate with a cloud server via an infrastructure node (e.g., IP-RSU). This cloud server can coordinate the battery charging schedules of multiple UAM end systems for their efficient navigation path, considering flight time from their current position to a battery charging station, waiting time in a waiting queue at the station, and battery charging time at the station.
V2Iを使用したEV充電サービスは、EVの効率的なバッテリー充電を促進できます。EV充電ステーションがIP-RSUに接続されている場合、EVをEV充電ステーションのデッキに導くか、IP-に接続されたバッテリー充電サーバーを介して充電ステーションが使用されていないことを通知することができます。RSU。このEV充電サービスに加えて、EV充電ステーションでバッテリーを充電している間、EVに他の付加価値サービス（たとえば、ファームウェア/ソフトウェアアップデートオーバーザエアおよびメディアストリーミング）を提供できます。UAMナビゲーションサービスの場合、効率的なバッテリー充電計画は、長距離飛行のためのUAMエンドシステム（ドローンなど）のバッテリー充電スケジュールを改善することができます[CBDN]。このバッテリー充電スケジュールでは、UAMエンドシステムは、インフラストラクチャノード（IP-RSUなど）を介してクラウドサーバーと通信できます。このクラウドサーバーは、現在の位置からバッテリー充電ステーションまでの飛行時間、ステーションの待機キューでの待機時間、ステーションでのバッテリー充電時間を考慮して、効率的なナビゲーションパスの複数のUAMエンドシステムのバッテリー充電スケジュールを調整できます。。
In some scenarios, such as vehicles moving on highways or staying in parking lots, a V2V2I network is necessary for vehicles to access the Internet since some vehicles may not be covered by an IP-RSU. For those vehicles, a few relay vehicles can help to build the Internet access. For the nested NEMO described in [RFC4888], hosts inside a vehicle shown in Figure 3 for the case of V2V2I may have the same issue in the nested NEMO scenario.
高速道路を移動したり駐車場に滞在している車両などのいくつかのシナリオでは、一部の車両がIP-RSUで覆われていない場合があるため、V2V2Iネットワークがインターネットにアクセスするために必要です。これらの車両の場合、いくつかのリレー車両はインターネットアクセスの構築に役立ちます。[RFC4888]に記載されているネムのネモの場合、V2V2Iの場合については、図3に示されている車両内のホストが、ネストされたNEMOシナリオで同じ問題を抱えている可能性があります。
To better support these use cases, the existing IPv6 protocol must be augmented either through protocol changes or by including a new adaptation layer in the architecture that efficiently maps IPv6 to a diversity of link-layer technologies. Augmentation is necessary to support wireless multihop V2I communications on a highway where RSUs are sparsely deployed so that a vehicle can reach the wireless coverage of an IP-RSU through the multihop data forwarding of intermediate vehicles as packet forwarders. Thus, IPv6 needs to be extended for multihop V2I communications.
これらのユースケースをより適切にサポートするために、既存のIPv6プロトコルは、プロトコルの変更を介して、またはIPv6をリンク層技術の多様性に効率的にマッピングするアーキテクチャに新しい適応層を含めることにより、増強する必要があります。RSUがまばらに展開されている高速道路でのワイヤレスマルチホップV2I通信をサポートするために、パケット転送として中級車両のマルチホップデータ転送を介して車両がIP-RSUのワイヤレスカバレッジに到達できるように増強が必要です。したがって、MultiHOP V2I通信のためにIPv6を拡張する必要があります。
To support applications of these V2I use cases, the required functions of IPv6 include IPv6 communication enablement with neighborhood discovery and IPv6 address management; reachability with adapted network models and routing methods; transport-layer session continuity; and secure, safe communication between a vehicle and an infrastructure node (e.g., IP-RSU) in the vehicular network.
これらのV2Iユースケースのアプリケーションをサポートするために、IPv6の必要な機能には、近隣発見およびIPv6アドレス管理とのIPv6通信実現が含まれます。適応されたネットワークモデルとルーティング方法を使用した到達可能性。輸送層セッションの継続性。車両ネットワーク内の車両とインフラストラクチャノード（IP-RSUなど）の間の安全で安全な通信。
The use case of V2X networking discussed in this section is for a protection service for a vulnerable road user (VRU), e.g., a pedestrian or cyclist. Note that the application area of this use case is currently limited to a specific environment, such as construction sites, plants, and factories, since not every VRU in a public area is equipped with a smart device (e.g., not every child on a road has a smartphone, smart watch, or tablet).
このセクションで議論されているV2Xネットワーキングのユースケースは、脆弱な道路ユーザー（VRU）、たとえば歩行者やサイクリストの保護サービス用です。このユースケースのアプリケーションエリアは現在、建設現場、植物、工場などの特定の環境に限定されていることに注意してください。公共エリアのすべてのVRUにスマートデバイスが装備されているわけではないためです（たとえば、道路上のすべての子供はそうではありません。スマートフォン、スマートウォッチ、またはタブレットがあります）。
A VRU protection service, such as the Safety-Aware Navigation Application [SANA], using V2I2P networking can reduce the collision of a vehicle and a pedestrian carrying a smartphone equipped with a network device for wireless communication (e.g., Wi-Fi, DSRC, 4G/5G V2X, and Bluetooth Low Energy (BLE)) with an IP-RSU. Vehicles and pedestrians can also communicate with each other via an IP-RSU. An ECD behind the IP-RSU can collect the mobility information from vehicles and pedestrians, and then compute wireless communication scheduling for the sake of them. This scheduling can save the battery of each pedestrian's smartphone by allowing it to work in sleeping mode before communication with vehicles, considering their mobility. The location information of a VRU from a smart device (e.g., smartphone) is multicasted only to the nearby vehicles. The true identifiers of a VRU's smart device shall be protected, and only the type of the VRU, such as pedestrian, cyclist, or scooter, is disclosed to the nearby vehicles.
V2I2Pネットワーキングを使用する安全性を認識するナビゲーションアプリケーション[SANA]などのVRU保護サービスは、車両とワイヤレス通信用のネットワークデバイスを備えたスマートフォンを運ぶ歩行者を運ぶことができます（Wi-Fi、DSRC、DSRC、DSRCなどIP-RSUを使用した4G/5G V2X、およびBluetooth Low Energy（BLE））。車両と歩行者は、IP-RSUを介して互いに通信することもできます。IP-RSUの背後にあるECDは、車両や歩行者からモビリティ情報を収集し、それらのためにワイヤレス通信スケジューリングを計算できます。このスケジューリングは、自動車と通信する前に睡眠モードで動作できるようにすることにより、各歩行者のスマートフォンのバッテリーを保存できます。スマートデバイス（スマートフォンなど）からのVRUの位置情報は、近くの車両にのみマルチキャストされています。VRUのスマートデバイスの真の識別子は保護され、歩行者、サイクリスト、スクーターなどのVRUのタイプのみが近くの車両に開示されます。
For Vehicle-to-Pedestrian (V2P), a vehicle can directly communicate with a pedestrian's smartphone by V2X without IP-RSU relaying. Light-weight mobile nodes, such as bicycles, may also communicate directly with a vehicle for collision avoidance using V2V. Note that it is true that either a pedestrian or a cyclist may have a higher risk of being hit by a vehicle if they are not with a smartphone in the current setting. For this case, other human-sensing technologies (e.g., moving-object detection in images and wireless signal-based human movement detection [LIFS] [DFC]) can be used to provide motion information to vehicles. A vehicle by V2V2I networking can obtain a VRU's motion information via an IP-RSU that either employs or connects to a human-sensing technology.
車両間（V2P）の場合、車両はIP-RSUリレーなしでV2Xで歩行者のスマートフォンと直接通信できます。自転車などの軽量のモバイルノードは、V2Vを使用した衝突回避のために車両と直接通信する場合があります。歩行者またはサイクリストのいずれかが、現在の設定でスマートフォンを使用していない場合、車両に衝突するリスクが高い可能性があることに注意してください。この場合、他のヒトセンシング技術（たとえば、画像での移動オブジェクト検出およびワイヤレス信号ベースのヒト運動検出[LIF] [DFC]）を使用して、車両にモーション情報を提供できます。V2V2Iネットワーキングによる車両は、人間センシングテクノロジーを採用または接続するIP-RSUを介してVRUのモーション情報を取得できます。
The existing IPv6 protocol must be augmented through protocol changes in order to support wireless multihop V2X or V2I2X communications in an urban road network where RSUs are deployed at intersections so that a vehicle (or a pedestrian's smartphone) can reach the wireless coverage of an IP-RSU through the multihop data forwarding of intermediate vehicles (or pedestrians' smartphones) as packet forwarders. Thus, IPv6 needs to be extended for multihop V2X or V2I2X communications.
既存のIPv6プロトコルは、RSUが交差点で展開され、車両（または歩行者のスマートフォン）がIP-のワイヤレスカバレッジに到達できるように、RSUが交差点で展開される都市道路ネットワークでワイヤレスマルチホップV2XまたはV2I2X通信をサポートするために、プロトコルの変更を通じて増強する必要があります。RSUは、パケットフォワーダーとしての中間車両（または歩行者のスマートフォン）のマルチホップデータ転送を介しています。したがって、MultiHOP V2XまたはV2I2X通信のためにIPv6を拡張する必要があります。
To support applications of these V2X use cases, the required functions of IPv6 include IPv6-based packet exchange; transport-layer session continuity; secure, safe communication between a vehicle and a pedestrian either directly or indirectly via an IP-RSU; and the protection of identifiers of either a vehicle or smart device (such as the Media Access Control (MAC) address and IPv6 address), which is discussed in detail in Section 6.3.
これらのV2Xユースケースのアプリケーションをサポートするために、IPv6の必要な機能にはIPv6ベースのパケット交換が含まれます。輸送層セッションの継続性。IP-RSUを介して直接または間接的に車両と歩行者の間の安全で安全な通信。車両またはスマートデバイス（メディアアクセス制御（MAC）アドレスやIPv6アドレスなど）の識別子の保護。セクション6.3で詳しく説明します。
This section describes the context for vehicular networks supporting V2V, V2I, and V2X communications and describes an internal network within a vehicle or an Edge Network (EN). Additionally, this section explains not only the internetworking between the internal networks of a vehicle and an EN via wireless links but also the internetworking between the internal networks of two vehicles via wireless links.
このセクションでは、V2V、V2I、およびV2X通信をサポートする車両ネットワークのコンテキストについて説明し、車両またはエッジネットワーク内の内部ネットワーク（EN）について説明します。さらに、このセクションでは、車両の内部ネットワークとワイヤレスリンクを介したEN間のインターネットワークだけでなく、ワイヤレスリンクを介した2台の車両の内部ネットワーク間のインターネットワークについても説明します。
Traffic Control Center in Vehicular Cloud
*******************************************
+-------------+ * *
|Correspondent| * +-----------------+ *
| Node |<->* | Mobility Anchor | *
+-------------+ * +-----------------+ *
* ^ *
* | *
* v *
*******************************************
^ ^ ^
| | |
| | |
v v v
+---------+ +---------+ +---------+
| IP-RSU1 |<--------->| IP-RSU2 |<--------->| IP-RSU3 |
+---------+ +---------+ +---------+
^ ^ ^
: : :
+-----------------+ +-----------------+ +-----------------+
| : V2I | | : V2I | | : V2I |
| v | | v | | v |
+--------+ | +--------+ | | +--------+ | | +--------+ |
|Vehicle1|===> |Vehicle2|===>| | |Vehicle3|===>| | |Vehicle4|===>|
+--------+<...>+--------+<........>+--------+ | | +--------+ |
V2V ^ V2V ^ | | ^ |
| : V2V | | : V2V | | : V2V |
| v | | v | | v |
| +--------+ | | +--------+ | | +--------+ |
| |Vehicle5|===> | | |Vehicle6|===>| | |Vehicle7|==>|
| +--------+ | | +--------+ | | +--------+ |
+-----------------+ +-----------------+ +-----------------+
Subnet1 Subnet2 Subnet3
(Prefix1) (Prefix2) (Prefix3)
<----> Wired Link <....> Wireless Link ===> Moving Direction
Figure 1: An Example Vehicular Network Architecture for V2I and V2V
図1：V2IおよびV2Vの車両ネットワークアーキテクチャの例
Figure 1 shows an example vehicular network architecture for V2I and V2V in a road network. The vehicular network architecture contains vehicles (including IP-OBU), IP-RSUs, Mobility Anchor, Traffic Control Center, and Vehicular Cloud as components. These components are not mandatory, and they can be deployed into vehicular networks in various ways. Some of them (e.g., Mobility Anchor, Traffic Control Center, and Vehicular Cloud) may not be needed for the vehicular networks according to target use cases in Section 3.
図1は、道路ネットワークのV2IおよびV2Vの車両ネットワークアーキテクチャの例を示しています。車両ネットワークアーキテクチャには、コンポーネントとしての車両（IP-OBUを含む）、IP-RSU、モビリティアンカー、交通コントロールセンター、車両クラウドが含まれています。これらのコンポーネントは必須ではなく、さまざまな方法で車両ネットワークに展開できます。セクション3のターゲットユースケースに従って、車両ネットワークには、それらのいくつか（たとえば、モビリティアンカー、トラフィックコントロールセンター、車両クラウド）は必要ない場合があります。
Existing network architectures, such as the network architectures of PMIPv6 [RFC5213], RPL (IPv6 Routing Protocol for Low-Power and Lossy Networks) [RFC6550], Automatic Extended Route Optimization [AERO], and Overlay Multilink Network Interface [OMNI], can be extended to a vehicular network architecture for multihop V2V, V2I, and V2X, as shown in Figure 1. Refer to Appendix B for the detailed discussion on multihop V2X networking by RPL and OMNI. Also, refer to Appendix A for the description of how OMNI is designed to support the use of multiple radio technologies in V2X. Note that though AERO/ OMNI is not actually deployed in the industry, this AERO/OMNI is mentioned as a possible approach for vehicular networks in this document.
PMIPv6 [RFC5213]のネットワークアーキテクチャ、RPL（低電力および損失ネットワーク用のIPv6ルーティングプロトコル）[RFC6550] [RFC6550]、自動拡張ルート最適化[AERO]、およびオーバーレイマルチリンクネットワークインターフェース[OMNI]などの既存のネットワークアーキテクチャ。図1に示すように、Multihop V2V、V2I、およびV2Xの車両ネットワークアーキテクチャに拡張されます。RPLとOMNIによるMultiHOP V2Xネットワークの詳細については、付録Bを参照してください。また、v2xでの複数の無線技術の使用をサポートするようにOmniがどのように設計されているかの説明については、付録Aを参照してください。Aero/ Omniは実際に業界に展開されていませんが、このAero/ Omniは、このドキュメントの車両ネットワークの可能なアプローチとして言及されていることに注意してください。
As shown in Figure 1, IP-RSUs as routers and vehicles with IP-OBU have wireless media interfaces for VANET. The three IP-RSUs (IP-RSU1, IP-RSU2, and IP-RSU3) are deployed in the road network and are connected with each other through the wired networks (e.g., Ethernet). A Traffic Control Center (TCC) is connected to the Vehicular Cloud for the management of IP-RSUs and vehicles in the road network. A Mobility Anchor (MA) may be located in the TCC as a mobility management controller. Vehicle2, Vehicle3, and Vehicle4 are wirelessly connected to IP-RSU1, IP-RSU2, and IP-RSU3, respectively. The three wireless networks of IP-RSU1, IP-RSU2, and IP-RSU3 can belong to three different subnets (i.e., Subnet1, Subnet2, and Subnet3), respectively. Those three subnets use three different prefixes (i.e., Prefix1, Prefix2, and Prefix3).
図1に示すように、IP-OBUを備えたルーターおよび車両としてのIP-RSUには、Vanet用のワイヤレスメディアインターフェイスがあります。3つのIP-RSU（IP-RSU1、IP-RSU2、およびIP-RSU3）は道路網に展開され、有線ネットワーク（例：イーサネット）を介して互いに接続されています。トラフィックコントロールセンター（TCC）は、道路網のIP-RSUおよび車両の管理のために車両クラウドに接続されています。モビリティアンカー（MA）は、モビリティ管理コントローラーとしてTCCに配置される場合があります。Veher2、Veher3、およびVeher4は、それぞれIP-RSU1、IP-RSU2、およびIP-RSU3にワイヤレスに接続されています。IP-RSU1、IP-RSU2、およびIP-RSU3の3つのワイヤレスネットワークは、それぞれ3つの異なるサブネット（つまり、SubNet1、SubNet2、およびSubNet3）に属します。これらの3つのサブネットは、3つの異なるプレフィックス（つまり、プレフィックス1、プレフィックス2、およびプレフィックス3）を使用します。
Multiple vehicles under the coverage of an IP-RSU share a prefix just as mobile nodes share a prefix of a Wi-Fi access point in a wireless LAN. This is a natural characteristic in infrastructure-based wireless networks. For example, in Figure 1, two vehicles (i.e., Vehicle2 and Vehicle5) can use Prefix1 to configure their IPv6 global addresses for V2I communication. Alternatively, two vehicles can employ a "Bring Your Own Addresses (BYOA)" (or "Bring Your Own Prefix (BYOP)") technique using their own IPv6 Unique Local Addresses (ULAs) [RFC4193] over the wireless network.
モバイルノードがワイヤレスLANのWi-Fiアクセスポイントのプレフィックスを共有するのと同じように、IP-RSUのカバレッジの下で複数の車両がプレフィックスを共有します。これは、インフラストラクチャベースのワイヤレスネットワークで自然な特性です。たとえば、図1では、2つの車両（つまり、Vehicle2とVeher5）を使用して、V2I通信用のIPv6グローバルアドレスを構成することができます。あるいは、2台の車両が、ワイヤレスネットワーク上で独自のIPv6一意のローカルアドレス（ULAS）[RFC4193]を使用して、「独自のアドレス（BYOA）を持ち込む」（または「独自のプレフィックス（BYOP）を持ち込む」）手法を採用できます。
In wireless subnets in vehicular networks (e.g., Subnet1 and Subnet2 in Figure 1), vehicles can construct a connected VANET (with an arbitrary graph topology) and can communicate with each other via V2V communication. Vehicle1 can communicate with Vehicle2 via V2V communication, and Vehicle2 can communicate with Vehicle3 via V2V communication because they are within the wireless communication range of each other. On the other hand, Vehicle3 can communicate with Vehicle4 via the vehicular infrastructure (i.e., IP-RSU2 and IP-RSU3) by employing V2I (i.e., V2I2V) communication because they are not within the wireless communication range of each other.
車両ネットワークのワイヤレスサブネット（図1のサブネット1およびサブネット2）では、車両は接続されたヴァネット（任意のグラフトポロジを使用）を構築し、V2V通信を介して相互に通信できます。Veher1はV2V通信を介してVehicle2と通信でき、Veher2は互いのワイヤレス通信範囲内にあるため、V2V通信を介してVeher3と通信できます。一方、Veher3は、V2I（つまり、V2I2V）通信を使用して、互いの無線通信範囲内にないため、V2I（V2I2V）通信を使用することにより、Vehular Infrastructure（つまり、IP-RSU2およびIP-RSU3）を介してVehicle4と通信できます。
As a basic definition for IPv6 packets transported over IEEE 802.11-OCB, [RFC8691] specifies several details, including Maximum Transmission Unit (MTU), frame format, link-local address, address mapping for unicast and multicast, stateless autoconfiguration, and subnet structure.
IEEE 802.11-OCBを介して輸送されたIPv6パケットの基本的な定義として、[RFC8691]は、最大送信ユニット（MTU）、フレーム形式、リンクローカルアドレス、ユニキャストおよびマルチキャストのアドレスマッピング、ステートレスオートコンフィグレーション、サブネット構造など、いくつかの詳細を指定します。。
An IPv6 mobility solution is needed for the guarantee of communication continuity in vehicular networks so that a vehicle's TCP session can be continued or that UDP packets can be delivered to a vehicle as a destination without loss while it moves from an IP-RSU's wireless coverage to another IP-RSU's wireless coverage. In Figure 1, assuming that Vehicle2 has a TCP session (or a UDP session) with a correspondent node in the Vehicular Cloud, Vehicle2 can move from IP-RSU1's wireless coverage to IP-RSU2's wireless coverage. In this case, a handover for Vehicle2 needs to be performed by either a host-based mobility management scheme (e.g., MIPv6 [RFC6275]) or a network-based mobility management scheme (e.g., PMIPv6 [RFC5213], NEMO [RFC3963] [RFC4885] [RFC4888], and AERO [AERO]). This document describes issues in mobility management for vehicular networks in Section 5.2. For improving TCP session continuity or successful UDP packet delivery, the Multipath TCP (MPTCP) [RFC8684] or QUIC protocol [RFC9000] can also be used. IP-OBUs, however, may still experience more session time-out and re-establishment procedures due to lossy connections among vehicles caused by the high mobility dynamics of them.
車両のTCPセッションを継続できるように、またはIP-RSUのワイヤレスカバレッジから移動しながらUDPパケットを損失なしに車両に配信できるように、車両ネットワークでの通信継続性を保証するためにIPv6モビリティソリューションが必要です。別のIP-RSUのワイヤレスカバレッジ。図1では、Veher2にはVehicular Cloudに特派員ノードを備えたTCPセッション（またはUDPセッション）があると仮定すると、Veher2はIP-RSU1のワイヤレスカバレッジからIP-RSU2のワイヤレスカバレッジに移動できます。この場合、Behicle2のハンドオーバーは、ホストベースのモビリティ管理スキーム（例：MIPV6 [RFC6275]）またはネットワークベースのモビリティ管理スキーム（例：PMIPv6 [RFC5213]、Nemo [RFC3963]」によって実行する必要があります。RFC4885] [RFC4888]、およびAERO [AERO]）。このドキュメントは、セクション5.2の車両ネットワークのモビリティ管理の問題について説明しています。TCPセッションの継続性または成功したUDPパケット配信を改善するために、マルチパスTCP（MPTCP）[RFC8684]またはQUICプロトコル[RFC9000]も使用できます。ただし、IP-Obusは、それらの高移動性ダイナミクスによって引き起こされる車両間の損失のある接続により、より多くのセッションタイムアウトと再確立の手順を経験する可能性があります。
This section discusses the internetworking between a vehicle's internal network (i.e., mobile network) and an EN's internal network (i.e., fixed network) via V2I communication. The internal network of a vehicle is nowadays constructed with Ethernet by many automotive vendors [In-Car-Network]. Note that an EN can accommodate multiple routers (or switches) and servers (e.g., ECDs, navigation server, and DNS server) in its internal network.
このセクションでは、V2I通信を介して、車両の内部ネットワーク（つまり、モバイルネットワーク）とENの内部ネットワーク（つまり、固定ネットワーク）の間のインターネットワークについて説明します。車両の内部ネットワークは、現在、多くの自動車ベンダー[車内ネットワーク]によってイーサネットで構築されています。ENは、内部ネットワーク内の複数のルーター（またはスイッチ）とサーバー（ECD、ナビゲーションサーバー、DNSサーバーなど）を収容できることに注意してください。
A vehicle's internal network often uses Ethernet to interconnect Electronic Control Units (ECUs) in the vehicle. The internal network can support Wi-Fi and Bluetooth to accommodate a driver's and passenger's mobile devices (e.g., smartphone or tablet). The network topology and subnetting depend on each vendor's network configuration for a vehicle and an EN. It is reasonable to consider interactions between the internal network of a vehicle and that of another vehicle or an EN. Note that it is dangerous if the internal network of a vehicle is controlled by a malicious party. These dangers can include unauthorized driving control input and unauthorized driving information disclosure to an unauthorized third party. A malicious party can be a group of hackers, a criminal group, and a competitor for industrial espionage or sabotage. To minimize this kind of risk, an augmented identification and verification protocol, which has an extra means, shall be implemented based on a basic identity verification process. These extra means could include approaches based on certificates, biometrics, credit, or One-Time Passwords (OTPs) in addition to Host Identity Protocol certificates [RFC8002]. The parties of the verification protocol can be from a built-in verification protocol in the current vehicle, which is pre-installed by a vehicle vendor. The parties can also be from any verification authorities that have the database of authenticated users. The security properties provided by a verification protocol can be identity-related information, such as the genuineness of an identity, the authenticity of an identity, and the ownership of an identity [RFC7427].
車両の内部ネットワークは、多くの場合、イーサネットを使用して、車両内の電子制御ユニット（ECU）を相互接続します。内部ネットワークは、Wi-FiとBluetoothをサポートして、ドライバーと乗客のモバイルデバイス（スマートフォンやタブレットなど）に対応できます。ネットワークトポロジとサブネットは、車両とENの各ベンダーのネットワーク構成に依存します。車両の内部ネットワークと他の車両またはENの内部ネットワーク間の相互作用を考慮することは合理的です。車両の内部ネットワークが悪意のある当事者によって制御されている場合、それは危険であることに注意してください。これらの危険は、不正な運転制御入力と不正な運転情報開示を許可されていない第三者に含めることができます。悪意のあるパーティーは、ハッカー、犯罪グループ、産業用スパイまたは妨害行為の競争相手のグループです。この種のリスクを最小限に抑えるために、追加の手段がある拡張された識別と検証プロトコルは、基本的なID検証プロセスに基づいて実装されます。これらの追加手段には、ホストIDプロトコル証明書[RFC8002]に加えて、証明書、生体認証、クレジット、または1回限りのパスワード（OTP）に基づくアプローチが含まれます。検証プロトコルの当事者は、車両ベンダーによってプリインストールされている現在の車両の組み込み検証プロトコルからのものです。当事者は、認証されたユーザーのデータベースを持っている検証機関からのものでもあります。検証プロトコルによって提供されるセキュリティプロパティは、アイデンティティの真正性、アイデンティティの信ity性、アイデンティティの所有権などのアイデンティティ関連情報にすることができます[RFC7427]。
The augmented identification and verification protocol with extra means can support security properties such as the identification and verification of a vehicle, driver, and passenger. First, a credit-based method is when a vehicle classifies the messages it received from another host into various levels based on their potential effects on driving safety in order to calculate the credit of that sender. Based on accumulated credit, a correspondent node can verify the other party to see whether it is genuine or not. Second, a certificate-based method includes a user certificate (e.g., X.509 certificate [RFC5280]) to authenticate a vehicle or its driver. Third, a biometric method includes a fingerprint, face, or voice to authenticate a driver or passenger. Lastly, an OTP-based method lets another already-authenticated device (e.g., smartphone and tablet) of a driver or passenger be used to authenticate a driver or passenger.
追加手段を備えた拡張された識別と検証プロトコルは、車両、ドライバー、乗客の識別や検証などのセキュリティプロパティをサポートできます。まず、クレジットベースの方法は、車両が他のホストから受け取ったメッセージを、その送信者のクレジットを計算するために、運転安全への潜在的な影響に基づいてさまざまなレベルに分類するときです。蓄積されたクレジットに基づいて、特派員ノードは他の当事者を検証して、それが本物かどうかを確認できます。第二に、証明書ベースの方法には、車両またはそのドライバーを認証するためのユーザー証明書（X.509証明書[RFC5280]）が含まれます。第三に、生体認証法には、ドライバーまたは乗客を認証するための指紋、顔、または音声が含まれます。最後に、OTPベースの方法により、ドライバーまたは乗客の別の既に認識されたデバイス（スマートフォンやタブレットなど）を使用して、ドライバーまたは乗客を認証することができます。
+-----------------+
(*)<........>(*) +----->| Vehicular Cloud |
(2001:db8:1:1::/64) | | | +-----------------+
+------------------------------+ +---------------------------------+
| v | | v v |
| +-------+ +-------+ | | +-------+ +-------+ |
| | Host1 | |IP-OBU1| | | |IP-RSU1| | Host3 | |
| +-------+ +-------+ | | +-------+ +-------+ |
| ^ ^ | | ^ ^ |
| | | | | | | |
| v v | | v v |
| ---------------------------- | | ------------------------------- |
| 2001:db8:10:1::/64 ^ | | ^ 2001:db8:20:1::/64 |
| | | | | |
| v | | v |
| +-------+ +-------+ | | +-------+ +-------+ +-------+ |
| | Host2 | |Router1| | | |Router2| |Server1|...|ServerN| |
| +-------+ +-------+ | | +-------+ +-------+ +-------+ |
| ^ ^ | | ^ ^ ^ |
| | | | | | | | |
| v v | | v v v |
| ---------------------------- | | ------------------------------- |
| 2001:db8:10:2::/64 | | 2001:db8:20:2::/64 |
+------------------------------+ +---------------------------------+
Vehicle1 (Mobile Network1) EN1 (Fixed Network1)
<----> Wired Link <....> Wireless Link (*) Antenna
Figure 2: Internetworking between Vehicle and Edge Network
図2：車両とエッジネットワーク間のインターネットワーク
As shown in Figure 2, as internal networks, a vehicle's mobile network and an EN's fixed network are self-contained networks having multiple subnets and having an edge router (e.g., IP-OBU and IP-RSU) for communication with another vehicle or another EN. The internetworking between two internal networks via V2I communication requires the exchange of the network parameters and the network prefixes of the internal networks. For the efficiency, the network prefixes of the internal networks (as a mobile network) in a vehicle need to be delegated and configured automatically. Note that a mobile network's network prefix can be called a Mobile Network Prefix (MNP) [RFC3963].
図2に示すように、内部ネットワークとして、車両のモバイルネットワークとENの固定ネットワークは、複数のサブネットを備えており、別の車両または別の車両との通信のためのエッジルーター（IP-OBUやIP-RSUなど）を備えています。en。V2I通信を介した2つの内部ネットワーク間のインターネットワークには、ネットワークパラメーターの交換と内部ネットワークのネットワークプレフィックスが必要です。効率のために、車両の内部ネットワーク（モバイルネットワークとして）のネットワークプレフィックスを自動的に委任して構成する必要があります。モバイルネットワークのネットワークプレフィックスは、モバイルネットワークプレフィックス（MNP）[RFC3963]と呼ぶことができることに注意してください。
Figure 2 also shows the internetworking between the vehicle's mobile network and the EN's fixed network. There exists an internal network (Mobile Network1) inside Vehicle1. Vehicle1 has two hosts (Host1 and Host2) and two routers (IP-OBU1 and Router1). There exists another internal network (Fixed Network1) inside EN1. EN1 has one host (Host3), two routers (IP-RSU1 and Router2), and the collection of servers (Server1 to ServerN) for various services in the road networks, such as the emergency notification and navigation. Vehicle1's IP-OBU1 (as a mobile router) and EN1's IP-RSU1 (as a fixed router) use 2001:db8:1:1::/64 for an external link (e.g., DSRC) for V2I networking. Thus, a host (Host1) in Vehicle1 can communicate with a server (Server1) in EN1 for a vehicular service through Vehicle1's mobile network, a wireless link between IP-OBU1 and IP-RSU1, and EN1's fixed network.
図2は、車両のモバイルネットワークとENの固定ネットワーク間のインターネットワークも示しています。ビークル内に内部ネットワーク（モバイルネットワーク1）が存在します1。Veher1には、2つのホスト（HOST1とHOST2）と2つのルーター（IP-OBU1とRouter1）があります。EN1内に別の内部ネットワーク（固定ネットワーク1）が存在します。EN1には、1つのホスト（HOST3）、2つのルーター（IP-RSU1とRouter2）、および緊急通知やナビゲーションなどの道路ネットワーク内のさまざまなサービスのサーバー（サーバー1からサーバン）のコレクションがあります。Veher1のIP-OBU1（モバイルルーターとして）およびEN1のIP-RSU1（固定ルーターとして）は、2001：DB8：1：1：1 ::/64を使用してV2Iネットワークの外部リンク（DSRCなど）を使用します。したがって、Veher1のホスト（HOST1）は、EN1のサーバー（Server1）と通信し、Vehile1のモバイルネットワーク、IP-OBU1とIP-RSU1の間のワイヤレスリンク、およびEN1の固定ネットワークを介した車両サービスについて通信できます。
For the IPv6 communication between an IP-OBU and an IP-RSU or between two neighboring IP-OBUs, they need to know the network parameters, which include MAC layer and IPv6 layer information. The MAC layer information includes wireless link-layer parameters, transmission power level, and the MAC address of an external network interface for the internetworking with another IP-OBU or IP-RSU. The IPv6 layer information includes the IPv6 address and network prefix of an external network interface for the internetworking with another IP-OBU or IP-RSU.
IP-OBUとIP-RSU間、または2つの隣接するIP-OBU間のIPv6通信の場合、MACレイヤーとIPv6レイヤー情報を含むネットワークパラメーターを知る必要があります。MACレイヤー情報には、ワイヤレスリンク層パラメーター、トランスミッションパワーレベル、および別のIP-OBUまたはIP-RSUとのインターネットワーキング用の外部ネットワークインターフェイスのMACアドレスが含まれています。IPv6レイヤー情報には、別のIP-OBUまたはIP-RSUとのインターネットワーキング用の外部ネットワークインターフェイスのIPv6アドレスとネットワークプレフィックスが含まれています。
Through the mutual knowledge of the network parameters of internal networks, packets can be transmitted between the vehicle's mobile network and the EN's fixed network. Thus, V2I requires an efficient protocol for the mutual knowledge of network parameters. Note that from a security point of view, perimeter-based policy enforcement [RFC9099] can be applied to protect parts of the internal network of a vehicle.
内部ネットワークのネットワークパラメーターの相互知識を通じて、車両のモバイルネットワークとENの固定ネットワークの間にパケットを送信できます。したがって、V2Iには、ネットワークパラメーターの相互知識のための効率的なプロトコルが必要です。セキュリティの観点から、境界ベースのポリシー施行[RFC9099]を適用して、車両の内部ネットワークの部分を保護できることに注意してください。
As shown in Figure 2, the addresses used for IPv6 transmissions over the wireless link interfaces for IP-OBU and IP-RSU can be IPv6 link-local addresses, ULAs, or IPv6 global addresses. When IPv6 addresses are used, wireless interface configuration and control overhead for Duplicate Address Detection (DAD) [RFC4862] and Multicast Listener Discovery (MLD) [RFC2710] [RFC3810] should be minimized to support V2I and V2X communications for vehicles moving fast along roadways.
図2に示すように、IP-OBUおよびIP-RSUのワイヤレスリンクインターフェイス上のIPv6送信に使用されるアドレスは、IPv6リンクローカルアドレス、ULAS、またはIPv6グローバルアドレスです。IPv6アドレスを使用する場合、重複するアドレス検出（RFC4862]およびマルチキャストリスナーディスカバリー（MLD）[RFC2710] [RFC3810]のために、ワイヤレスインターフェイス構成と制御オーバーヘッドを最小限に抑える必要があります。。
Let us consider the upload/download time of a ground vehicle when it passes through the wireless communication coverage of an IP-RSU. For a given typical setting where 1 km is the maximum DSRC communication range [DSRC] and 100 km/h is the speed limit on highways for ground vehicles, the dwelling time can be calculated to be 72 seconds by dividing the diameter of the 2 km (i.e., two times the DSRC communication range where an IP-RSU is located in the center of the circle of wireless communication) by the speed limit of 100 km/h (i.e., about 28 m/s). For the 72 seconds, a vehicle passing through the coverage of an IP-RSU can upload and download data packets to/ from the IP-RSU. For special cases, such as emergency vehicles moving above the speed limit, the dwelling time is relatively shorter than that of other vehicles. For cases of airborne vehicles (i.e., aircraft), considering a higher flying speed and a higher altitude, the dwelling time can be much shorter.
IP-RSUのワイヤレス通信カバレッジを通過したときに、地上車両のアップロード/ダウンロード時間を考えてみましょう。1 kmが最大DSRC通信範囲[DSRC]、100 km/hが地上車両の高速道路の速度制限である特定の典型的な設定では、2 kmの直径を分割することで72秒になると計算できます。（つまり、IP-RSUがワイヤレス通信の円の中心に位置するDSRC通信範囲の2倍）100 km/h（つまり、約28 m/s）の速度制限速度。72秒間、IP-RSUのカバレッジを通過する車両は、IP-RSUからデータパケットをアップロードおよびダウンロードできます。速度制限を超えて移動する緊急車両などの特別なケースの場合、住居時間は他の車両のそれよりも比較的短くなっています。空気中の車両（つまり、航空機）の場合、飛行速度が高いことと高度が高いことを考慮すると、住居時間ははるかに短くなる可能性があります。
This section discusses the internetworking between the mobile networks of two neighboring vehicles via V2V communication.
このセクションでは、V2V通信を介して2つの近隣車両のモバイルネットワーク間のインターネットワークについて説明します。
(*)<..........>(*)
(2001:db8:1:1::/64) | |
+------------------------------+ +------------------------------+
| v | | v |
| +-------+ +-------+ | | +-------+ +-------+ |
| | Host1 | |IP-OBU1| | | |IP-OBU2| | Host3 | |
| +-------+ +-------+ | | +-------+ +-------+ |
| ^ ^ | | ^ ^ |
| | | | | | | |
| v v | | v v |
| ---------------------------- | | ---------------------------- |
| 2001:db8:10:1::/64 ^ | | ^ 2001:db8:30:1::/64 |
| | | | | |
| v | | v |
| +-------+ +-------+ | | +-------+ +-------+ |
| | Host2 | |Router1| | | |Router2| | Host4 | |
| +-------+ +-------+ | | +-------+ +-------+ |
| ^ ^ | | ^ ^ |
| | | | | | | |
| v v | | v v |
| ---------------------------- | | ---------------------------- |
| 2001:db8:10:2::/64 | | 2001:db8:30:2::/64 |
+------------------------------+ +------------------------------+
Vehicle1 (Mobile Network1) Vehicle2 (Mobile Network2)
<----> Wired Link <....> Wireless Link (*) Antenna
Figure 3: Internetworking between Two Vehicles
図3：2台の車両間のインターネットワーク
Figure 3 shows the internetworking between the mobile networks of two neighboring vehicles. There exists an internal network (Mobile Network1) inside Vehicle1. Vehicle1 has two hosts (Host1 and Host2) and two routers (IP-OBU1 and Router1). There exists another internal network (Mobile Network2) inside Vehicle2. Vehicle2 has two hosts (Host3 and Host4) and two routers (IP-OBU2 and Router2). Vehicle1's IP-OBU1 (as a mobile router) and Vehicle2's IP-OBU2 (as a mobile router) use 2001:db8:1:1::/64 for an external link (e.g., DSRC) for V2V networking. Thus, a host (Host1) in Vehicle1 can communicate with another host (Host3) in Vehicle2 for a vehicular service through Vehicle1's mobile network, a wireless link between IP-OBU1 and IP-OBU2, and Vehicle2's mobile network.
図3は、2つの隣接する車両のモバイルネットワーク間のインターネットワークを示しています。ビークル内に内部ネットワーク（モバイルネットワーク1）が存在します1。Veher1には、2つのホスト（HOST1とHOST2）と2つのルーター（IP-OBU1とRouter1）があります。車両内には別の内部ネットワーク（モバイルネットワーク2）が存在します2。Veher2には、2つのホスト（HOST3とHOST4）と2つのルーター（IP-OBU2とRouter2）があります。Veher1のIP-OBU1（モバイルルーターとして）およびVeher2のIP-OBU2（モバイルルーターとして）は、2001：DB8：1：1：1 ::/64を使用して、V2Vネットワークの外部リンク（DSRCなど）を使用します。したがって、Veher1のホスト（HOST1）は、Veher1のモバイルネットワーク、IP-OBU1とIP-OBU2の間のワイヤレスリンク、およびVehicle2のモバイルネットワークを介したVehularサービスの別のホスト（HOST3）と通信できます。
As a V2V use case in Section 3.1, Figure 4 shows a linear network topology of platooning vehicles for V2V communications where Vehicle3 is the lead vehicle with a driver, and Vehicle2 and Vehicle1 are the following vehicles without drivers. From a security point of view, before vehicles can be platooned, they shall be mutually authenticated to reduce possible security risks.
セクション3.1のV2Vユースケースとして、図4は、V2V通信用のPlatooning Vehiclesの線形ネットワークトポロジを示しています。Beher3はドライバーを持つリード車両であり、Vehicle2とVeher1はドライバーのない車両です。セキュリティの観点からは、車両を列走する前に、可能性のあるセキュリティリスクを減らすために相互に認証されるものとします。
(*)<..................>(*)<..................>(*)
| | |
+-----------+ +-----------+ +-----------+
| | | | | |
| +-------+ | | +-------+ | | +-------+ |
| |IP-OBU1| | | |IP-OBU2| | | |IP-OBU3| |
| +-------+ | | +-------+ | | +-------+ |
| ^ | | ^ | | ^ |
| | |=====> | | |=====> | | |=====>
| v | | v | | v |
| +-------+ | | +-------+ | | +-------+ |
| | Host1 | | | | Host2 | | | | Host3 | |
| +-------+ | | +-------+ | | +-------+ |
| | | | | |
+-----------+ +-----------+ +-----------+
Vehicle1 Vehicle2 Vehicle3
<----> Wired Link <....> Wireless Link ===> Moving Direction
(*) Antenna
Figure 4: Multihop Internetworking between Two Vehicle Networks
図4：2つの車両ネットワーク間のマルチホップインターネットワーク
As shown in Figure 4, multihop internetworking is feasible among the mobile networks of three vehicles in the same VANET. For example, Host1 in Vehicle1 can communicate with Host3 in Vehicle3 via IP-OBU1 in Vehicle1, IP-OBU2 in Vehicle2, and IP-OBU3 in Vehicle3 in the VANET, as shown in the figure.
図4に示すように、Multihop InternetWorkingは、同じVanetの3台の車両のモバイルネットワークの間で実行可能です。たとえば、Veher1のHost1は、図に示すように、Veher1のIP-OBU1、Veher2のIP-OBU2、VanetのBeher3のIP-OBU3を介してBehile3のHost3と通信できます。
In this section, the link between two vehicles is assumed to be stable for single-hop wireless communication regardless of the sight relationship, such as Line-of-Sight and Non-Line-of-Sight, as shown in Figure 3. Even in Figure 4, the three vehicles are connected to each other with a linear topology, however, multihop V2V communication can accommodate any network topology (i.e., an arbitrary graph) over VANET routing protocols.
このセクションでは、2つの車両間のリンクは、図3に示すように、視線や非視線など、視力関係に関係なくシングルホップワイヤレス通信に安定していると想定されています。図4、3つの車両は線形トポロジで互いに接続されていますが、マルチホップV2V通信は、Vanetルーティングプロトコル上のネットワークトポロジ（つまり、任意のグラフ）に対応できます。
(*)<..................>(*)<..................>(*)
| | |
+-----------+ +-----------+ +-----------+
| | | | | |
| +-------+ | | +-------+ | | +-------+ |
| |IP-OBU1| | | |IP-RSU1| | | |IP-OBU3| |
| +-------+ | | +-------+ | | +-------+ |
| ^ | | ^ | | ^ |
| | |=====> | | | | | |=====>
| v | | v | | v |
| +-------+ | | +-------+ | | +-------+ |
| | Host1 | | | | Host2 | | | | Host3 | |
| +-------+ | | +-------+ | | +-------+ |
| | | | | |
+-----------+ +-----------+ +-----------+
Vehicle1 EN1 Vehicle3
<----> Wired Link <....> Wireless Link ===> Moving Direction
(*) Antenna
Figure 5: Multihop Internetworking between Two Vehicle Networks via IP-RSU (V2I2V)
図5：IP-RSU（V2I2V）を介した2つの車両ネットワーク間のマルチホップインターネットワーク
As shown in Figure 5, multihop internetworking between two vehicles is feasible via an infrastructure node (e.g., IP-RSU) with wireless connectivity among the mobile networks of two vehicles and the fixed network of an edge network (denoted as EN1) in the same VANET. For example, Host1 in Vehicle1 can communicate with Host3 in Vehicle3 via IP-OBU1 in Vehicle1, IP-RSU1 in EN1, and IP-OBU3 in Vehicle3 in the VANET, as shown in the figure.
図5に示すように、2台の車両間のマルチホップインターネットワークは、2台の車両のモバイルネットワーク間のワイヤレス接続と同じエッジネットワークの固定ネットワーク（EN1として示される）を備えたインフラストラクチャノード（IP-RSUなど）を介して実行可能です。ヴァネット。たとえば、Vehile1のHost1は、図に示すように、Veher1のIP-OBU1、EN1のIP-RSU1、VanetのBeher3でIP-RSU1、IP-OBU3を介してBehile3のHost3と通信できます。
For the reliability required in V2V networking, the ND optimization defined in the Mobile Ad Hoc Network (MANET) [RFC6130] [RFC7466] improves the classical IPv6 ND in terms of tracking neighbor information with up to two hops and introducing several extensible Information Bases. This improvement serves the MANET routing protocols, such as the different versions of Optimized Link State Routing Protocol (OLSR) [RFC3626] [RFC7181], Open Shortest Path First (OSPF) derivatives (e.g., [RFC5614]), and Dynamic Link Exchange Protocol (DLEP) [RFC8175] with its extensions [RFC8629] [RFC8757]. In short, the MANET ND mainly deals with maintaining extended network neighbors to enhance the link reliability. However, an ND protocol in vehicular networks shall consider more about the geographical mobility information of vehicles as an important resource for serving various purposes to improve the reliability, e.g., vehicle driving safety, intelligent transportation implementations, and advanced mobility services. For a more reliable V2V networking, some redundancy mechanisms should be provided in L3 in cases of the failure of L2. For different use cases, the optimal solution to improve V2V networking reliability may vary. For example, a group of platooning vehicles may have stabler neighbors than freely moving vehicles, as described in Section 3.1.
V2Vネットワーキングで必要な信頼性については、モバイルアドホックネットワーク（MANET）[RFC6130] [RFC7466]で定義されたND最適化により、最大2つのホップで近隣情報を追跡し、いくつかの拡張可能な情報ベースを導入するという点で、古典的なIPv6 NDが改善されます。この改善は、最適化されたリンク状態ルーティングプロトコル（OLSR）[RFC3626] [RFC7181]のさまざまなバージョンなど、MANETルーティングプロトコルに役立ちます。（DLEP）[RFC8175]その拡張[RFC8629] [RFC8757]。要するに、MANET NDは主に、拡張ネットワーク近隣の維持を扱って、リンクの信頼性を高めます。ただし、車両ネットワークのNDプロトコルは、車両の地理的モビリティ情報について、さまざまな目的を果たすための重要なリソースとして、信頼性を向上させるための重要なリソースとして検討するものとします。より信頼性の高いV2Vネットワーキングの場合、L2が失敗した場合には、L3でいくつかの冗長性メカニズムを提供する必要があります。異なるユースケースでは、V2Vネットワーキングの信頼性を改善するための最適なソリューションが異なる場合があります。たとえば、セクション3.1で説明されているように、小隊車のグループは、自由に動いている車両よりも安定した隣人を持っている可能性があります。
In order to specify protocols using the architecture mentioned in Section 4.1, IPv6 core protocols have to be adapted to overcome certain challenging aspects of vehicular networking. Since the vehicles are likely to be moving at great speed, protocol exchanges need to be completed in a relatively short time compared to the lifetime of a link between a vehicle and an IP-RSU or between two vehicles. In these cases, vehicles may not have enough time either to build link-layer connections with each other and may rely more on connections with infrastructure. In other cases, the relative speed between vehicles may be low when vehicles move toward the same direction or are platooned. For those cases, vehicles can have more time to build and maintain connections with each other.
セクション4.1に記載されているアーキテクチャを使用してプロトコルを指定するには、IPv6コアプロトコルを車両ネットワーキングの特定の挑戦的な側面を克服するために適応する必要があります。車両は非常に速度で動いている可能性が高いため、プロトコル交換は、車両とIP-RSU間のリンクの寿命と比較して、または2台の車両間で比較的短時間で完了する必要があります。これらの場合、車両は互いにリンク層の接続を構築するのに十分な時間がない場合があり、インフラストラクチャとの接続にもっと依存する可能性があります。それ以外の場合、車両間の相対速度は、車両が同じ方向に向かって移動する場合、または小隊された場合に低くなる場合があります。これらの場合、車両は互いにつながりを構築し、維持する時間を確保できます。
For safe driving, vehicles need to exchange application messages every 0.5 seconds [NHTSA-ACAS-Report] to let drivers take an action to avoid a dangerous situation (e.g., vehicle collision), so the IPv6 control plane (e.g., ND procedure and DAD) needs to support this order of magnitude for application message exchanges. Also, considering the communication range of DSRC (up to 1 km) and 100 km/h as the speed limit on highways (some countries can have much higher speed limits or even no limit, e.g., Germany), the lifetime of a link between a vehicle and an IP-RSU is in the order of a minute (e.g., about 72 seconds), and the lifetime of a link between two vehicles is about a half minute. Note that if two vehicles are moving in the opposite directions in a roadway, the relative speed of this case is two times the relative speed of a vehicle passing through an IP-RSU. This relative speed causes the lifetime of the wireless link between the vehicle and the IP-RSU to be halved. In reality, the DSRC communication range is around 500 m, so the link lifetime will be half of the maximum time. The time constraint of a wireless link between two nodes (e.g., vehicle and IP-RSU) needs to be considered because it may affect the lifetime of a session involving the link. The lifetime of a session varies depending on the session's type, such as web surfing, a voice call over IP, a DNS query, or context-aware navigation (in Section 3.1). Regardless of a session's type, to guide all the IPv6 packets to their destination host(s), IP mobility should be supported for the session. In a V2V scenario (e.g., context-aware navigation [CNP]), the IPv6 packets of a vehicle should be delivered to relevant vehicles efficiently (e.g., multicasting). With this observation, IPv6 protocol exchanges need to be performed as quickly as possible to support the message exchanges of various applications in vehicular networks.
安全な運転のために、車両は0.5秒ごとにアプリケーションメッセージを交換する必要があります[NHTSA-ACAS-Report]。ドライバーが危険な状況（車両の衝突など）を避けるために行動を起こさせるため、IPv6コントロールプレーン（例：ND手順やDAD）アプリケーションメッセージ交換のために、この桁違いをサポートする必要があります。また、DSRC（最大1 km）および100 km/hの通信範囲を高速道路の速度制限として考慮すると（一部の国は、はるかに高速制限があるか、制限がない場合もあります。車両とIP-RSUは1分（たとえば、約72秒）の順にあり、2台の車両間のリンクの寿命は約30分です。2台の車両が道路の反対方向に移動している場合、このケースの相対速度は、IP-RSUを通過する車両の相対速度の2倍であることに注意してください。この相対速度により、車両とIP-RSUの間のワイヤレスリンクの寿命が半分になります。実際には、DSRC通信範囲は約500 mであるため、リンク寿命は最大時間の半分になります。2つのノード間のワイヤレスリンク（車両やIP-RSUなど）の時間制約は、リンクが関与するセッションの寿命に影響を与える可能性があるため、考慮する必要があります。セッションの寿命は、Webサーフィン、IPの音声コール、DNSクエリ、コンテキスト対応ナビゲーションなど、セッションのタイプによって異なります（セクション3.1）。セッションのタイプに関係なく、すべてのIPv6パケットを宛先ホストにガイドするには、セッションのIPモビリティをサポートする必要があります。V2Vシナリオ（コンテキスト対応ナビゲーション[CNP]など）では、車両のIPv6パケットを関連する車両に効率的に配信する必要があります（たとえば、マルチリキャスト）。この観察により、IPv6プロトコル交換は、車両ネットワークのさまざまなアプリケーションのメッセージ交換をサポートするために、できるだけ迅速に実行する必要があります。
Therefore, the time constraint of a wireless link has a major impact on IPv6 Neighbor Discovery (ND). Mobility Management (MM) is also vulnerable to disconnections that occur before the completion of identity verification and tunnel management. This is especially true given the unreliable nature of wireless communication. Meanwhile, the bandwidth of the wireless link determined by the lower layers (i.e., PHY and link layers) can affect the transmission time of control messages of the upper layers (e.g., IPv6) and the continuity of sessions in the higher layers (e.g., IPv6, TCP, and UDP). Hence, the bandwidth selection according to the Modulation and Coding Scheme (MCS) also affects the vehicular network connectivity. Note that usually the higher bandwidth gives the shorter communication range and the higher packet error rate at the receiving side, which may reduce the reliability of control message exchanges of the higher layers (e.g., IPv6). This section presents key topics, such as neighbor discovery and mobility management for links and sessions in IPv6-based vehicular networks. Note that the detailed discussion on the transport-layer session mobility and usage of available bandwidth to fulfill the use cases is left as potential future work.
したがって、ワイヤレスリンクの時間制約は、IPv6 Neighbor Discovery（ND）に大きな影響を及ぼします。Mobility Management（MM）は、IDの検証とトンネル管理の完了前に発生する切断に対しても脆弱です。これは、ワイヤレス通信の信頼できない性質を考えると特に当てはまります。一方、下層（つまり、PHYおよびリンク層）によって決定されるワイヤレスリンクの帯域幅は、上層（例えば、IPv6）のコントロールメッセージの伝送時間と、より高い層のセッションの連続性に影響を与える可能性があります（例：IPv6、TCP、およびUDP）。したがって、変調およびコーディングスキーム（MCS）による帯域幅の選択は、車両ネットワークの接続にも影響します。通常、より高い帯域幅は、通信範囲が短く、受信側でより高いパケットエラー率が得られることに注意してください。このセクションでは、IPv6ベースの車両ネットワークのリンクとセッションの近隣発見やモビリティ管理などの重要なトピックを紹介します。輸送層セッションのモビリティと使用可能な帯域幅の使用に関する詳細な議論は、潜在的な将来の作業として残されていることに注意してください。
IPv6 ND [RFC4861] [RFC4862] is a core part of the IPv6 protocol suite. IPv6 ND is designed for link types including point-to-point, multicast-capable (e.g., Ethernet), and Non-Broadcast Multiple Access (NBMA). It assumes the efficient and reliable support of multicast and unicast from the link layer for various network operations, such as MAC Address Resolution (AR), DAD, MLD, and Neighbor Unreachability Detection (NUD) [RFC4861] [RFC4862] [RFC2710] [RFC3810].
IPv6 ND [RFC4861] [RFC4862]は、IPv6プロトコルスイートの中核部分です。IPv6 NDは、ポイントツーポイント、マルチキャスト対応（イーサネットなど）、および非ブロードキャストマルチアクセス（NBMA）を含むリンクタイプ用に設計されています。MACアドレス解像度（AR）、DAD、MLD、および隣人の不可容量検出（NUD）[RFC4861] [RFC4862] [RFC2710] [RFC2710] [RFC2710] [RFC2710] [RFC2710] [RFC2710]など、さまざまなネットワーク操作のリンクレイヤーからのマルチキャストとユニキャストの効率的かつ信頼できるサポートを想定しています。RFC3810]。
Vehicles move quickly within the communication coverage of any particular vehicle or IP-RSU. Before the vehicles can exchange application messages with each other, they need IPv6 addresses to run IPv6 ND.
車両は、特定の車両またはIP-RSUの通信カバレッジ内で迅速に移動します。車両がアプリケーションメッセージを互いに交換できる前に、IPv6 NDを実行するにはIPv6アドレスが必要です。
The requirements for IPv6 ND for vehicular networks are efficient DAD and NUD operations. An efficient DAD is required to reduce the overhead of DAD packets during a vehicle's travel in a road network, which can guarantee the uniqueness of a vehicle's global IPv6 address. An efficient NUD is required to reduce the overhead of the NUD packets during a vehicle's travel in a road network, which can guarantee the accurate neighborhood information of a vehicle in terms of adjacent vehicles and IP-RSUs.
車両ネットワークのIPv6 NDの要件は、効率的なDADおよびNUD運用です。効率的な父親は、道路網での車両の移動中にパパのパケットのオーバーヘッドを減らすために必要です。道路網での車両の移動中にNUDパケットのオーバーヘッドを減らすには、隣接する車両とIP-RSUの観点から車両の正確な近隣情報を保証できる効率的なNUDが必要です。
The legacy DAD assumes that a node with an IPv6 address can reach any other node with the scope of its address at the time it claims its address, and can hear any future claim for that address by another party within the scope of its address for the duration of the address ownership. However, the partitioning and merging of VANETs makes this assumption not valid frequently in vehicular networks. The partitioning and merging of VANETs frequently occurs in vehicular networks. This partitioning and merging should be considered for IPv6 ND, such as IPv6 Stateless Address Autoconfiguration (SLAAC) [RFC4862]. SLAAC is not compatible with the partitioning and merging, and additional work is needed for ND to operate properly under those circumstances. Due to the merging of VANETs, two IPv6 addresses may conflict with each other though they were unique before the merging. An address lookup operation may be conducted by an MA or IP-RSU (as Registrar in RPL) to check the uniqueness of an IPv6 address that will be configured by a vehicle as DAD. Also, the partitioning of a VANET may make vehicles with the same prefix be physically unreachable. An address lookup operation may be conducted by an MA or IP-RSU (as Registrar in RPL) to check the existence of a vehicle under the network coverage of the MA or IP-RSU as NUD. Thus, SLAAC needs to prevent IPv6 address duplication due to the merging of VANETs, and IPv6 ND needs to detect unreachable neighboring vehicles due to the partitioning of a VANET. According to the partitioning and merging, a destination vehicle (as an IPv6 host) needs to be distinguished as a host that is either on-link or not on-link even though the source vehicle can use the same prefix as the destination vehicle [IPPL].
レガシーパパは、IPv6アドレスを持つノードがアドレスを請求した時点でそのアドレスの範囲で他のノードに到達できると想定しており、そのアドレスの範囲内で他の当事者によるそのアドレスの将来の主張を聞くことができると想定しています。住所の所有期間。ただし、ヴァンジェのパーティションとマージにより、この仮定は車両ネットワークで頻繁に有効ではありません。ヴァンジェのパーティションとマージは、車両ネットワークで頻繁に発生します。IPv6 StatelessアドレスAutoconfiguration（SLAAC）[RFC4862]など、IPv6 NDの場合、このパーティションとマージを検討する必要があります。SLAACは、パーティション化とマージと互換性がなく、NDがそのような状況下で適切に動作するために追加の作業が必要です。ヴァンジェのマージにより、2つのIPv6アドレスは、マージの前にユニークでしたが、互いに競合する可能性があります。アドレスルックアップ操作は、MAまたはIP-RSU（RPLのレジストラとして）によって実施され、車両がパパとして構成するIPv6アドレスの一意性を確認できます。また、Vanetの分割により、同じ接頭辞を持つ車両が物理的に到達できないようにする場合があります。アドレスルックアップ操作は、MAまたはIP-RSU（RPLのレジストラとして）によって実施され、NUDとしてのMAまたはIP-RSUのネットワークカバレッジの下で車両の存在を確認できます。したがって、SLAACは、VanteのマージによるIPv6に対処するのを防ぐ必要があり、IPv6 NDはVanetの分割により到達不可能な隣接車を検出する必要があります。パーティション化とマージによると、宛先車両（IPv6ホストとして）は、ソース車両が宛先車両と同じプレフィックスを使用できるにもかかわらず、リンクオンまたはリンクオンではないホストとして区別する必要があります[ippl]。
To efficiently prevent IPv6 address duplication (due to the VANET partitioning and merging) from happening in vehicular networks, the vehicular networks need to support a vehicular-network-wide DAD by defining a scope that is compatible with the legacy DAD. In this case, two vehicles can communicate with each other when there exists a communication path over VANET or a combination of VANETs and IP-RSUs, as shown in Figure 1. By using the vehicular-network-wide DAD, vehicles can assure that their IPv6 addresses are unique in the vehicular network whenever they are connected to the vehicular infrastructure or become disconnected from it in the form of VANET.
IPv6アドレスの重複（ヴァネットのパーティションとマージによる）を車両ネットワークで効率的に防止するには、車両ネットワークは、レガシーパパと互換性のある範囲を定義することにより、車両ネットワーク全体のパパをサポートする必要があります。この場合、図1に示すように、VanetまたはVantsとIP-RSUの組み合わせの通信経路が存在すると、2台の車両が互いに通信できます。IPv6アドレスは、車両インフラストラクチャに接続されている場合や、Vanetの形で切断される場合はいつでも、車両ネットワークでユニークです。
For vehicular networks with high mobility and density, DAD needs to be performed efficiently with minimum overhead so that the vehicles can exchange driving safety messages (e.g., collision avoidance and accident notification) with each other with a short interval as suggested by the National Highway Traffic Safety Administration (NHTSA) of the U.S. [NHTSA-ACAS-Report]. Since the partitioning and merging of vehicular networks may require re-performing the DAD process repeatedly, the link scope of vehicles may be limited to a small area, which may delay the exchange of driving safety messages. Driving safety messages can include a vehicle's mobility information (e.g., position, speed, direction, and acceleration/deceleration) that is critical to other vehicles. The exchange interval of this message is recommended to be less than 0.5 seconds, which is required for a driver to avoid an emergency situation, such as a rear-end crash.
機動性と密度が高い車両ネットワークの場合、パパは最小オーバーヘッドで効率的に実行する必要があります。車両は、国立高速道路の交通が示唆しているように、車両が運転安全メッセージ（衝突回避と事故通知）を短い間隔で交換できるようにする必要があります。米国の安全管理（NHTSA）[NHTSA-ACAS-Report]。車両ネットワークのパーティションとマージは、父親のプロセスを繰り返し再生する必要がある場合があるため、車両のリンク範囲は小さな領域に制限される場合があり、運転安全メッセージの交換を遅らせる可能性があります。運転安全メッセージには、他の車両にとって重要な車両のモビリティ情報（位置、速度、方向、加速/減速など）を含めることができます。このメッセージの交換間隔は0.5秒未満であることをお勧めします。これは、ドライバーがリアエンドクラッシュなどの緊急事態を回避するために必要です。
ND time-related parameters, such as router lifetime and Neighbor Advertisement (NA) interval, need to be adjusted for vehicle speed and vehicle density. For example, the NA interval needs to be dynamically adjusted according to a vehicle's speed so that the vehicle can maintain its position relative to its neighboring vehicles in a stable way, considering the collision probability with the NA messages sent by other vehicles. The ND time-related parameters can be an operational setting or an optimization point particularly for vehicular networks. Note that the link-scope multicast messages in the ND protocol may cause a performance issue in vehicular networks. [RFC9119] suggests several optimization approaches for the issue.
ルーターの寿命や近隣広告（NA）間隔などの時間関連パラメーターは、車両の速度と車両密度のために調整する必要があります。たとえば、NA間隔は、車両が他の車両から送信されたNAメッセージとの衝突確率を考慮して、車両が隣接する車両と比較して位置を安定して維持できるように、車両の速度に応じて動的に調整する必要があります。ND時間関連パラメーターは、特に車両ネットワークの動作設定または最適化ポイントになります。NDプロトコル内のリンクスコープマルチキャストメッセージは、車両ネットワークでパフォーマンスの問題を引き起こす可能性があることに注意してください。[RFC9119]は、この問題のいくつかの最適化アプローチを提案しています。
For IPv6-based safety applications (e.g., context-aware navigation, adaptive cruise control, and platooning) in vehicular networks, the delay-bounded data delivery is critical. IPv6 ND needs to work to support those IPv6-based safety applications efficiently. [VEHICULAR-ND] introduces a Vehicular Neighbor Discovery (VND) process as an extension of IPv6 ND for IP-based vehicular networks.
車両ネットワークのIPv6ベースの安全アプリケーション（コンテキスト対応ナビゲーション、適応クルーズコントロール、小隊）の場合、遅延結合データ配信が重要です。IPv6 NDは、これらのIPv6ベースの安全アプリケーションを効率的にサポートするために作業する必要があります。[Vehicular-ND]は、IPベースの車両ネットワークのIPv6 NDの拡張として、車両近隣発見（VND）プロセスを導入します。
From the interoperability point of view, in IPv6-based vehicular networking, IPv6 ND should have minimum changes from the legacy IPv6 ND used in the Internet, including DAD and NUD operations, so that IPv6-based vehicular networks can be seamlessly connected to other intelligent transportation elements (e.g., traffic signals, pedestrian wearable devices, electric scooters, and bus stops) that use the standard IPv6 network settings.
相互運用性の観点から、IPv6ベースの車両ネットワーキングでは、IPv6ベースの車両ネットワークを他のインテリジェントにシームレスに接続できるように、IPv6ベースの車両ネットワーキングでは、IPv6 NDがインターネットで使用されるレガシーIPv6 NDから最小限の変更を加える必要があります。標準のIPv6ネットワーク設定を使用する輸送要素（たとえば、交通信号、歩行者ウェアラブルデバイス、電気スクーター、バス停）。
A subnet model for a vehicular network needs to facilitate communication between two vehicles with the same prefix regardless of the vehicular network topology as long as there exist bidirectional E2E paths between them in the vehicular network including VANETs and IP-RSUs. This subnet model allows vehicles with the same prefix to communicate with each other via a combination of multihop V2V and multihop V2I with VANETs and IP-RSUs. [WIRELESS-ND] introduces other issues in an IPv6 subnet model.
車両ネットワークのサブネットモデルは、VanetsやIP-RUSを含む車両ネットワークにそれらの間に双方向E2Eパスが存在する限り、車両ネットワークトポロジに関係なく、同じプレフィックスを持つ2つの車両間の通信を促進する必要があります。このサブネットモデルにより、同じプレフィックスを持つ車両は、マルチホップV2VとマルチホップV2IとVANETとIP-RSUの組み合わせを介して相互に通信することができます。[Wireless-ND]は、IPv6サブネットモデルに他の問題を導入します。
IPv6 protocols work under certain assumptions that do not necessarily hold for vehicular wireless access link types [VIP-WAVE] [RFC5889]. For instance, some IPv6 protocols, such as NUD [RFC4861] and MIPv6 [RFC6275], assume symmetry in the connectivity among neighboring interfaces. However, radio interference and different levels of transmission power may cause asymmetric links to appear in vehicular wireless links [RFC6250]. As a result, a new vehicular link model needs to consider the asymmetry of dynamically changing vehicular wireless links.
IPv6プロトコルは、車両のワイヤレスアクセスリンクタイプ[VIP-Wave] [RFC5889]に必ずしも保持されない特定の仮定の下で機能します。たとえば、NUD [RFC4861]やMIPV6 [RFC6275]などの一部のIPv6プロトコルは、隣接する界面間の接続性の対称性を想定しています。ただし、無線干渉とさまざまなレベルの伝送出力により、非対称リンクが車両ワイヤレスリンクに表示される可能性があります[RFC6250]。その結果、新しい車両リンクモデルは、動的に変化する車両ワイヤレスリンクの非対称性を考慮する必要があります。
There is a relationship between a link and a prefix, besides the different scopes that are expected from the link-local, unique-local, and global types of IPv6 addresses. In an IPv6 link, it is defined that all interfaces that are configured with the same subnet prefix and with the on-link bit set can communicate with each other on an IPv6 link. However, the vehicular link model needs to define the relationship between a link and a prefix, considering the dynamics of wireless links and the characteristics of VANET.
Link-Local、ユニークなローカル、およびグローバルタイプのIPv6アドレスから予想されるさまざまなスコープに加えて、リンクとプレフィックスの間には関係があります。IPv6リンクでは、同じサブネットプレフィックスで構成されているすべてのインターフェイスとオンリンクビットセットがIPv6リンクで相互に通信できると定義されています。ただし、車両リンクモデルは、ワイヤレスリンクのダイナミクスとVanetの特性を考慮して、リンクとプレフィックスの関係を定義する必要があります。
A VANET can have a single link between each vehicle pair within the wireless communication range, as shown in Figure 4. When two vehicles belong to the same VANET, but they are out of wireless communication range, they cannot communicate directly with each other. Suppose that a global-scope IPv6 prefix (or an IPv6 ULA prefix) is assigned to VANETs in vehicular networks. Considering that two vehicles in the same VANET configure their IPv6 addresses with the same IPv6 prefix, if they are not connected in one hop (that is, they have multihop network connectivity between them), then they may not be able to communicate with each other. Thus, in this case, the concept of an on-link IPv6 prefix does not hold because two vehicles with the same on-link IPv6 prefix cannot communicate directly with each other. Also, when two vehicles are located in two different VANETs with the same IPv6 prefix, they cannot communicate with each other. On the other hand, when these two VANETs converge to one VANET, the two vehicles can communicate with each other in a multihop fashion, for example, when they are Vehicle1 and Vehicle3, as shown in Figure 4.
図4に示すように、ヴァネットは、ワイヤレス通信範囲内の各車両ペア間に単一のリンクを持つことができます。2つの車両が同じヴァネットに属しているが、ワイヤレス通信範囲がない場合、互いに直接通信できません。グローバルスコープIPv6プレフィックス（またはIPv6 ULAプレフィックス）が車両ネットワークのバベットに割り当てられていると仮定します。同じVanet内の2台の車両が同じIPv6プレフィックスでIPv6アドレスを構成することを考慮する。したがって、この場合、オンリンクIPv6プレフィックスの概念は保持されません。同じオンリンクIPv6プレフィックスを持つ2台の車両が互いに直接通信できないためです。また、2台の車両が同じIPv6プレフィックスを持つ2つの異なるバントに配置されている場合、互いに通信できません。一方、これらの2つの型型が1つのバネットに収束すると、2つの車両は、たとえば、図4に示すように、たとえば、車両1とVeher3である場合、マルチホップファッションで互いに通信できます。
From the previous observation, a vehicular link model should consider the frequent partitioning and merging of VANETs due to vehicle mobility. Therefore, the vehicular link model needs to use a prefix that is on-link and a prefix that is not on-link according to the network topology of vehicles, such as a one-hop reachable network and a multihop reachable network (or partitioned networks). If the vehicles with the same prefix are reachable from each other in one hop, the prefix should be on-link. On the other hand, if some of the vehicles with the same prefix are not reachable from each other in one hop due to either the multihop topology in the VANET or multiple partitions, the prefix should not be on-link. In most cases in vehicular networks, due to the partitioning and merging of VANETs and the multihop network topology of VANETs, prefixes that are not on-link will be used for vehicles as default.
以前の観察から、車両のリンクモデルは、車両の移動性によるヴァントの頻繁な分配と融合を考慮する必要があります。したがって、車両リンクモデルは、オンホップリーチブルネットワークやマルチホップリーチ可能なネットワーク（またはパーティションネットワークなど、車両のネットワークトポロジに従ってリンクオンのプレフィックスとリンクを使用していないプレフィックスを使用する必要があります。）。同じプレフィックスを持つ車両が1つのホップで互いに到達可能である場合、プレフィックスはリンクしている必要があります。一方、VanetのMultihopトポロジまたは複数のパーティションのいずれかのために、同じ接頭辞を持つ車両の一部が1つのホップで互いに到達できない場合、プレフィックスはオンリンクではありません。ほとんどの場合、車両ネットワークでは、vanteの分割とマージのため、ヴァンジェのマルチホップネットワークトポロジのために、リンクにない接頭辞はデフォルトとして車両に使用されます。
The vehicular link model needs to support multihop routing in a connected VANET where the vehicles with the same global-scope IPv6 prefix (or the same IPv6 ULA prefix) are connected in one hop or multiple hops. It also needs to support the multihop routing in multiple connected VANETs through infrastructure nodes (e.g., IP-RSU) where they are connected to the infrastructure. For example, in Figure 1, suppose that Vehicle1, Vehicle2, and Vehicle3 are configured with their IPv6 addresses based on the same global-scope IPv6 prefix. Vehicle1 and Vehicle3 can also communicate with each other via either multihop V2V or multihop V2I2V. When Vehicle1 and Vehicle3 are connected in a VANET, it will be more efficient for them to communicate with each other directly via VANET rather than indirectly via IP-RSUs. On the other hand, when Vehicle1 and Vehicle3 are farther apart than the direct communication range in two separate VANETs and under two different IP-RSUs, they can communicate with each other through the relay of IP-RSUs via V2I2V. Thus, the two separate VANETs can merge into one network via IP-RSU(s). Also, newly arriving vehicles can merge the two separate VANETs into one VANET if they can play the role of a relay node for those VANETs.
車両リンクモデルは、同じグローバルスコープIPv6プレフィックス（または同じIPv6 ULAプレフィックス）を持つ車両が1つのホップまたは複数のホップで接続されている接続されたvanetでのマルチホップルーティングをサポートする必要があります。また、インフラストラクチャノード（IP-RSUなど）を介して、複数の接続されたバニツのマルチホップルーティングをサポートする必要があります。そこでは、インフラストラクチャに接続されています。たとえば、図1では、同じグローバルスコープIPv6プレフィックスに基づいて、beheil1、veric2、およびveric3がIPv6アドレスで構成されていると仮定します。Veher1とVeher3は、MultiHop V2VまたはMultiHOP V2I2Vを介して相互に通信することもできます。Veher1とVeher3がVanetで接続されている場合、IP-RSUを介して間接的にではなく、Vanetを介して直接通信する方が効率的になります。一方、Beher1とVeher3が2つの別々の型型と2つの異なるIP-RSUの直接通信範囲よりも遠い場合、V2i2Vを介してIP-RSUのリレーを介して互いに通信できます。したがって、2つの独立した渓谷は、IP-RSUを介して1つのネットワークに融合できます。また、新しく到着した車両は、それらの渓谷のリレーノードの役割を果たすことができれば、2つの別々のバニツを1つの渓谷に融合させることができます。
Thus, in IPv6-based vehicular networking, the vehicular link model should have minimum changes for interoperability with standard IPv6 links efficiently to support IPv6 DAD, MLD, and NUD operations.
したがって、IPv6ベースの車両ネットワーキングでは、車両リンクモデルには、IPv6 DAD、MLD、およびNUD操作をサポートするために、標準のIPv6リンクとの相互運用性の最小変更を最小限に抑える必要があります。
For the protection of drivers' privacy, a pseudonym of a MAC address of a vehicle's network interface should be used so that the MAC address can be changed periodically. However, although such a pseudonym of a MAC address can protect to some extent the privacy of a vehicle, it may not be able to resist attacks on vehicle identification by other fingerprint information, for example, the scrambler seed embedded in IEEE 802.11-OCB frames [Scrambler-Attack]. Note that [MAC-ADD-RAN] discusses more about MAC address randomization, and [RCM-USE-CASES] describes several use cases for MAC address randomization.
ドライバーのプライバシーを保護するには、MACアドレスを定期的に変更できるように、車両のネットワークインターフェイスのMACアドレスの仮名を使用する必要があります。ただし、MACアドレスのこのような仮名は、車両のプライバシーをある程度保護できますが、たとえば、IEEE 802.11-OCBフレームに埋め込まれたスクランブラーシードなど、他の指紋情報による車両識別に対する攻撃に抵抗できない場合があります。[scrambler-attack]。[MAC-ADD-RAN]は、MACアドレスのランダム化について詳しく説明し、[RCM使用ケース]はMACアドレスのランダム化のいくつかのユースケースについて説明していることに注意してください。
In the ETSI standards, for the sake of security and privacy, an ITS station (e.g., vehicle) can use pseudonyms for its network interface identities (e.g., MAC address) and the corresponding IPv6 addresses [Identity-Management]. Whenever the network interface identifier changes, the IPv6 address based on the network interface identifier needs to be updated, and the uniqueness of the address needs to be checked through a DAD procedure.
ETSI標準では、セキュリティとプライバシーのために、ITSステーション（たとえば、車両）は、ネットワークインターフェイスID（例：MACアドレス）に仮名を使用でき、対応するIPv6アドレス[ID管理]があります。ネットワークインターフェイス識別子が変更されるたびに、ネットワークインターフェイス識別子に基づくIPv6アドレスを更新する必要があり、アドレスの一意性をお父さんの手順で確認する必要があります。
For multihop V2V communications in either a VANET or VANETs via IP-RSUs, a vehicular Mobile Ad Hoc Networks (MANET) routing protocol may be required to support both unicast and multicast in the links of the subnet with the same IPv6 prefix. However, it will be costly to run both vehicular ND and a vehicular ad hoc routing protocol in terms of control traffic overhead [RFC9119].
IP-RSUを介したVanetまたはVanetsのいずれかでのMultiHOP V2V通信の場合、同じIPv6プレフィックスを使用してサブネットのリンクでユニキャストとマルチキャストの両方をサポートするために、車両モバイルアドホックネットワーク（MANET）ルーティングプロトコルが必要になる場合があります。ただし、制御トラフィックオーバーヘッドの観点から、車両NDと車両アドホックルーティングプロトコルの両方を実行すると費用がかかります[RFC9119]。
A routing protocol for a VANET may cause redundant wireless frames in the air to check the neighborhood of each vehicle and compute the routing information in a VANET with a dynamic network topology because IPv6 ND is used to check the neighborhood of each vehicle. Thus, the vehicular routing needs to take advantage of IPv6 ND to minimize its control overhead.
Vanetのルーティングプロトコルは、各車両の近隣をチェックし、各車両の近隣をチェックするためにIPv6 NDが使用されるため、各車両の近傍をチェックし、動的ネットワークトポロジを備えたVanetのルーティング情報を計算することがあります。したがって、車両ルーティングはIPv6 NDを利用して、その制御オーバーヘッドを最小限に抑える必要があります。
RPL [RFC6550] defines a routing LLN protocol, which constructs and maintains Destination-Oriented Directed Acyclic Graphs (DODAGs) optimized by an Objective Function (OF). A defined OF provides route selection and optimization within an RPL topology. The RPL nodes use an anisotropic Distance Vector (DV) approach to form a DODAG by discovering and aggressively maintaining the upward default route toward the root of the DODAG. Downward routes follow the same DODAG, with lazy maintenance and stretched peer-to-peer (P2P) routing in the so-called storing mode. It is well-designed to reduce the topological knowledge and routing state that needs to be exchanged. As a result, the routing protocol overhead is minimized, which allows either highly constrained stable networks or less constrained, highly dynamic networks. Refer to Appendix B for the detailed description of RPL for multihop V2X networking.
RPL [RFC6550]は、客観的関数によって最適化された宛先指向の誘導性グラフ（DODAG）を構築および維持するルーティングLLNプロトコルを定義します。RPLトポロジ内のルート選択と最適化を提供する定義。RPLノードは、異方性距離ベクトル（DV）アプローチを使用して、ドーダグのルートに向かって上向きのデフォルトルートを発見および積極的に維持することにより、ドーダグを形成します。下向きのルートは、怠zyなメンテナンスと、いわゆる保存モードでのピアツーピア（P2P）ルーティングを伸ばして、同じドーダグに従います。交換する必要があるトポロジー知識とルーティング状態を減らすことは十分に設計されています。その結果、ルーティングプロトコルオーバーヘッドが最小化され、非常に制約された安定したネットワークまたは制約が少ない、非常に動的なネットワークのいずれかが可能になります。MultiHop V2XネットワークのRPLの詳細な説明については、付録Bを参照してください。
An address registration extension for 6LoWPAN (IPv6 over Low-Power Wireless Personal Area Network) in [RFC8505] can support light-weight mobility for nodes moving through different parents. The extension described in [RFC8505] is stateful and proactively installs the ND cache entries; this saves broadcasts and provides deterministic presence information for IPv6 addresses. Mainly, it updates the Address Registration Option (ARO) of ND defined in [RFC6775] to include a status field (which can indicate the movement of a node) and optionally a Transaction ID (TID) field (which is a sequence number that can be used to determine the most recent location of a node). Thus, RPL can use the information provided by the Extended ARO (EARO) defined in [RFC8505] to deal with a certain level of node mobility. When a leaf node moves to the coverage of another parent node, it should de-register its addresses with the previous parent node and register itself with a new parent node along with an incremented TID.
[RFC8505]の6lowpan（低電力ワイヤレスパーソナルエリアネットワーク上のIPv6）のアドレス登録拡張機能は、さまざまな親を介して移動するノードの軽量モビリティをサポートできます。[RFC8505]で説明されている拡張機能は、ステートフルであり、NDキャッシュエントリを積極的にインストールします。これにより、ブロードキャストが節約され、IPv6アドレスの決定論的存在情報が提供されます。主に、[RFC6775]で定義されたNDのアドレス登録オプション（ARO）を更新して、ステータスフィールド（ノードの動きを示すことができる）およびオプションでトランザクションID（TID）フィールド（これはできるシーケンス番号です。ノードの最新の場所を決定するために使用されます）。したがって、RPLは、[RFC8505]で定義されている拡張ARO（EARO）によって提供される情報を使用して、一定レベルのノードモビリティを扱うことができます。リーフノードが別の親ノードのカバレッジに移動すると、前の親ノードでアドレスを登録し、インクリメントされたTIDとともに新しい親ノードに登録する必要があります。
RPL can be used in IPv6-based vehicular networks, but it is primarily designed for low-power networks, which puts energy efficiency first. For using it in IPv6-based vehicular networks, there have not been actual experiences and practical implementations, though it was tested in IoT Low-Power and Lossy Network (LLN) scenarios. Another concern is that RPL may generate excessive topology discovery messages in a highly moving environment, such as vehicular networks. This issue can be an operational or optimization point for a practitioner.
RPLはIPv6ベースの車両ネットワークで使用できますが、主に低電力ネットワーク向けに設計されており、エネルギー効率を最優先にします。IPv6ベースの車両ネットワークで使用するために、実際の経験や実用的な実装はありませんでしたが、IoT低電力およびLosyネットワーク（LLN）シナリオでテストされました。もう1つの懸念は、RPLが車両ネットワークなどの非常に感動的な環境で過度のトポロジ発見メッセージを生成する可能性があることです。この問題は、開業医の運用または最適化ポイントになる可能性があります。
Moreover, due to bandwidth and energy constraints, RPL does not suggest using a proactive mechanism (e.g., keepalive) to maintain accurate routing adjacencies, such as Bidirectional Forwarding Detection [RFC5881] and MANET Neighborhood Discovery Protocol [RFC6130]. As a result, due to the mobility of vehicles, network fragmentation may not be detected quickly, and the routing of packets between vehicles or between a vehicle and an infrastructure node may fail.
さらに、帯域幅とエネルギーの制約により、RPLは、双方向転送検出[RFC5881]やMANET近隣の発見プロトコル[RFC6130]などの正確なルーティング隣接を維持するために、プロアクティブなメカニズム（KeepAliveなど）を使用することを推奨していません。その結果、車両の可動性により、ネットワークの断片化は迅速に検出されず、車両間、または車両とインフラストラクチャノード間のパケットのルーティングが失敗する可能性があります。
The seamless connectivity and timely data exchange between two endpoints requires efficient mobility management including location management and handover. Most vehicles are equipped with a GNSS receiver as part of a dedicated navigation system or a corresponding smartphone app. Note that the GNSS receiver may not provide vehicles with accurate location information in adverse environments, such as a building area or a tunnel. The location precision can be improved with assistance of the IP-RSUs or a cellular system with a GNSS receiver for location information.
2つのエンドポイント間のシームレスな接続とタイムリーなデータ交換には、ロケーション管理とハンドオーバーなど、効率的なモビリティ管理が必要です。ほとんどの車両には、専用ナビゲーションシステムまたは対応するスマートフォンアプリの一部としてGNSSレシーバーが装備されています。GNSSレシーバーは、建物エリアやトンネルなどの不利な環境で、車両に正確な位置情報を提供できない場合があることに注意してください。位置情報のために、IP-RSUまたはGNSSレシーバーを備えたセルラーシステムの支援を受けて、位置の精度を改善できます。
With a GNSS navigator, efficient mobility management can be performed with the help of vehicles periodically reporting their current position and trajectory (i.e., navigation path) to the vehicular infrastructure (having IP-RSUs and an MA in TCC). This vehicular infrastructure can predict the future positions of the vehicles from their mobility information (e.g., the current position, speed, direction, and trajectory) for efficient mobility management (e.g., proactive handover). For a better proactive handover, link-layer parameters, such as the signal strength of a link-layer frame (e.g., Received Channel Power Indicator (RCPI) [VIP-WAVE]), can be used to determine the moment of a handover between IP-RSUs along with mobility information.
GNSSナビゲーターを使用すると、車両の現在の位置と軌跡（つまり、ナビゲーションパス）を車両インフラストラクチャに定期的に報告するのを助けて、効率的なモビリティ管理を実行できます（TCCにIP-RSUとMAを有する）。この車両インフラストラクチャは、効率的なモビリティ管理（例えば、プロアクティブなハンドオーバー）のために、モビリティ情報（たとえば、現在の位置、速度、方向、軌跡）から車両の将来の位置を予測できます。より良いプロアクティブなハンドオーバーの場合、リンク層フレームの信号強度（たとえば、受信チャネル電源インジケーター（RCPI）[VIP-Wave]）などのリンク層パラメーターを使用して、間のハンドオーバーのモーメントを決定できます。モビリティ情報とともにIP-RSU。
By predicting a vehicle's mobility, the vehicular infrastructure needs to better support IP-RSUs to perform efficient SLAAC, data forwarding, horizontal handover (i.e., handover in wireless links using a homogeneous radio technology), and vertical handover (i.e., handover in wireless links using heterogeneous radio technologies) in advance along with the movement of the vehicle.
車両のモビリティを予測することにより、車両インフラストラクチャは、効率的なSLAAC、データ転送、水平ハンドオーバー（つまり、均質な無線技術を使用したワイヤレスリンクでのハンドオーバー）、および垂直ハンドオーバー（つまり、ワイヤレスリンクでのハンドオーバー）を実行するために、IP-RSUをより適切にサポートする必要があります。不均一な無線技術を使用して、車両の動きとともに事前に。
For example, as shown in Figure 1, when a vehicle (e.g., Vehicle2) is moving from the coverage of an IP-RSU (e.g., IP-RSU1) into the coverage of another IP-RSU (e.g., IP-RSU2) belonging to a different subnet, the IP-RSUs can proactively support the IPv6 mobility of the vehicle while performing the SLAAC, data forwarding, and handover for the sake of the vehicle.
たとえば、図1に示すように、車両（たとえば、Veher2）がIP-RSU（例えば、IP-RSU1）のカバレッジから別のIP-RSU（例：IP-RSU2）のカバレッジに移動している場合別のサブネットにおいて、IP-RSUは、車両のためにSLAAC、データ転送、ハンドオーバーを実行しながら、車両のIPv6モビリティを積極的にサポートできます。
For a mobility management scheme in a domain, where the wireless subnets of multiple IP-RSUs share the same prefix, an efficient vehicular-network-wide DAD is required. On the other hand, for a mobility management scheme with a unique prefix per mobile node (e.g., PMIPv6 [RFC5213]), DAD is not required because the IPv6 address of a vehicle's external wireless interface is guaranteed to be unique. There is a trade-off between the prefix usage efficiency and DAD overhead. Thus, the IPv6 address autoconfiguration for vehicular networks needs to consider this trade-off to support efficient mobility management.
複数のIP-RSUのワイヤレスサブネットが同じプレフィックスを共有するドメインのモビリティ管理スキームの場合、効率的な車両ネットワーク全体のパパが必要です。一方、モバイルノードごとに一意のプレフィックス（PMIPv6 [RFC5213]など）を備えたモビリティ管理スキームの場合、車両の外部ワイヤレスインターフェイスのIPv6アドレスが一意であることが保証されているため、お父さんは必要ありません。プレフィックスの使用効率とお父さんのオーバーヘッドとの間にトレードオフがあります。したがって、IPv6は、車両ネットワークのAutoconfigurationにアドレス指定します。効率的なモビリティ管理をサポートするために、このトレードオフを検討する必要があります。
Even though SLAAC with classic ND costs DAD overhead during mobility management, SLAAC with the registration extension specified in [RFC8505] and/or with AERO/OMNI does not cost DAD overhead. SLAAC for vehicular networks needs to consider the minimization of the cost of DAD with the help of an infrastructure node (e.g., IP-RSU and MA). Using an infrastructure prefix over VANET allows direct routability to the Internet through the multihop V2I toward an IP-RSU. On the other hand, a BYOA does not allow such direct routability to the Internet since the BYOA is not topologically correct, that is, not routable in the Internet. In addition, a vehicle configured with a BYOA needs a tunnel home (e.g., IP-RSU) connected to the Internet, and the vehicle needs to know which neighboring vehicle is reachable inside the VANET toward the tunnel home. There is non-negligible control overhead to set up and maintain routes to such a tunnel home [RFC4888] over the VANET.
クラシックなNDを備えたSLAACは、モビリティ管理中にお父さんの頭上にコストをかけますが、[RFC8505]で指定された登録拡張機能を備えたSLAACおよび/またはAERO/OMNIを使用すると、お父さんのオーバーヘッドはかかりません。車両ネットワークのSLAACは、インフラストラクチャノード（IP-RSUやMAなど）の助けを借りて、DADのコストの最小化を考慮する必要があります。Vanet上のインフラストラクチャプレフィックスを使用すると、MultiHop V2Iを介してIP-RSUに向かってインターネットに直接ルージタビリティが可能になります。一方、BYOAはインターネットへのそのような直接的なルーチャ性を許可しません。BYOAはトポロジー的に正しい、つまりインターネットではルーティングできないためです。さらに、BYOAで構成された車両には、インターネットに接続されたトンネルホーム（IP-RSUなど）が必要であり、車両はどの隣接車両がヴァネットの内側にトンネルホームに向かって届くかを知る必要があります。ヴァネットの上にそのようなトンネルホーム[RFC4888]へのルートをセットアップおよび維持するための無視できないコントロールオーバーヘッドがあります。
For the case of a multihomed network, a vehicle can follow the first-hop router selection rule described in [RFC8028]. For example, an IP-OBU inside a vehicle may connect to an IP-RSU that has multiple routers behind. In this scenario, because the IP-OBU can have multiple prefixes from those routers, the default router selection, source address selection, and packet redirect process should follow the guidelines in [RFC8028]. That is, the vehicle should select its default router for each prefix by preferring the router that advertised the prefix.
マルチホームネットワークの場合、車両は[RFC8028]で説明されている最初のホップルーター選択ルールに従うことができます。たとえば、車両内のIP-OBUは、複数のルーターが背後にあるIP-RSUに接続する場合があります。このシナリオでは、IP-OBUにはこれらのルーターから複数の接頭辞がある可能性があるため、デフォルトのルーターの選択、ソースアドレスの選択、およびパケットリダイレクトプロセスは、[RFC8028]のガイドラインに従う必要があります。つまり、プレフィックスを宣伝したルーターを好むことにより、車両は各プレフィックスのデフォルトのルーターを選択する必要があります。
Vehicles can use the TCC as their Home Network having a home agent for mobility management as in MIPv6 [RFC6275], PMIPv6 [RFC5213], and NEMO [RFC3963], so the TCC (or an MA inside the TCC) maintains the mobility information of vehicles for location management. Also, in vehicular networks, asymmetric links sometimes exist and must be considered for wireless communications, such as V2V and V2I. [VEHICULAR-MM] discusses a Vehicular Mobility Management (VMM) scheme to proactively do handover for vehicles.
車両は、MIPV6 [RFC6275]、PMIPV6 [RFC5213]、およびNEMO [RFC3963]のように、モビリティ管理のためのホームエージェントを持つホームネットワークとしてTCCを使用できます。場所管理のための車両。また、車両ネットワークでは、非対称リンクが存在する場合があり、V2VやV2Iなどのワイヤレス通信で考慮する必要があります。[車両MM]は、車両の引き渡しを積極的に行うための車両モビリティ管理（VMM）スキームについて説明します。
Therefore, for the proactive and seamless IPv6 mobility of vehicles, the vehicular infrastructure (including IP-RSUs and MA) needs to efficiently perform the mobility management of the vehicles with their mobility information and link-layer information. Also, in IPv6-based vehicular networking, IPv6 mobility management should have minimum changes for the interoperability with the legacy IPv6 mobility management schemes, such as PMIPv6, DMM, LISP, and AERO.
したがって、車両のプロアクティブでシームレスなIPv6モビリティの場合、車両インフラストラクチャ（IP-RSUおよびMAを含む）は、モビリティ情報とリンク層情報を使用して、車両のモビリティ管理を効率的に実行する必要があります。また、IPv6ベースの車両ネットワーキングでは、IPv6モビリティ管理には、PMIPv6、DMM、LISP、AeroなどのレガシーIPv6モビリティ管理スキームとの相互運用性の最小変更が必要です。
This section discusses security and privacy for IPv6-based vehicular networking. Security and privacy are paramount in V2I, V2V, and V2X networking along with neighbor discovery and mobility management.
このセクションでは、IPv6ベースの車両ネットワーキングのセキュリティとプライバシーについて説明します。セキュリティとプライバシーは、V2I、V2V、およびV2Xネットワーキングと、近隣の発見とモビリティ管理とともに最重要です。
Vehicles and infrastructure must be authenticated to each other by a password, a key, and/or a fingerprint in order to participate in vehicular networking. For the authentication in vehicular networks, the Vehicular Cloud needs to support a Public Key Infrastructure (PKI) efficiently, as either a dedicated or a co-located component inside a TCC. To provide safe interaction between vehicles or between a vehicle and infrastructure, only authenticated nodes (i.e., vehicle and infrastructure nodes) can participate in vehicular networks. Also, in-vehicle devices (e.g., ECUs) and a driver/ passenger's mobile devices (e.g., smartphones and tablet PCs) in a vehicle need to securely communicate with other in-vehicle devices, another driver/passenger's mobile devices in another vehicle, or other servers behind an IP-RSU. Even though a vehicle is perfectly authenticated by another entity and legitimate to use the data generated by another vehicle, it may be hacked by malicious applications that track and collect its and other vehicles' information. In this case, an attack mitigation process may be required to reduce the aftermath of malicious behaviors. Note that when a driver/passenger's mobile devices are connected to a vehicle's internal network, the vehicle may be more vulnerable to possible attacks from external networks due to the exposure of its in-flight traffic packets. [SEC-PRIV] discusses several types of threats for Vehicular Security and Privacy (VSP).
車両ネットワーキングに参加するには、パスワード、キー、および/または指紋によって、車両とインフラストラクチャを互いに認証する必要があります。車両ネットワークでの認証のために、車両クラウドは、TCC内の専用または共同配置コンポーネントのいずれかとして、公開キーインフラストラクチャ（PKI）を効率的にサポートする必要があります。車両間または車両とインフラ間の安全な相互作用を提供するために、認証されたノードのみ（つまり、車両とインフラストラクチャノード）が車両ネットワークに参加できます。また、車両内の車両内のデバイス（ECUなど）とドライバー/乗客のモバイルデバイス（スマートフォンやタブレットPC）は、他の車両内のデバイス、別の車両の別のドライバー/乗客のモバイルデバイスと安全に通信する必要があります。またはIP-RSUの背後にある他のサーバー。車両は別のエンティティによって完全に認証されており、別の車両によって生成されたデータを使用するために合法的に認証されていますが、そのおよび他の車両の情報を追跡および収集する悪意のあるアプリケーションによってハッキングされる場合があります。この場合、悪意のある行動の余波を減らすために攻撃緩和プロセスが必要になる場合があります。ドライバー/乗客のモバイルデバイスが車両の内部ネットワークに接続されている場合、車両は飛行中のトラフィックパケットの露出により、外部ネットワークからの攻撃に対してより脆弱である可能性があることに注意してください。[SEC-PRIV]は、車両のセキュリティとプライバシー（VSP）に対するいくつかのタイプの脅威について説明しています。
For secure V2I communication, a secure channel (e.g., IPsec) between a mobile router (i.e., IP-OBU) in a vehicle and a fixed router (i.e., IP-RSU) in an EN needs to be established, as shown in Figure 2 [RFC4301] [RFC4302] [RFC4303] [RFC4308] [RFC7296]. Also, for secure V2V communication, a secure channel (e.g., IPsec) between a mobile router (i.e., IP-OBU) in a vehicle and a mobile router (i.e., IP-OBU) in another vehicle needs to be established, as shown in Figure 3.
安全なV2i通信の場合、図に示すように、車両のモバイルルーター（つまりIP-OBU）とENの固定ルーター（つまり、IP-RSU）の間の安全なチャネル（IPSECなど）を確立する必要があります。2 [RFC4301] [RFC4302] [RFC4303] [RFC4308] [RFC7296]。また、安全なV2V通信の場合、車両内のモバイルルーター（つまり、IP-OBU）と別の車両のモバイルルーター（IP-OBU）の間の安全なチャネル（IPSECなど）を確立する必要があります。図3に。
For secure V2I/V2V communication, an element in a vehicle (e.g., an in-vehicle device and a driver/passenger's mobile device) needs to establish a secure connection (e.g., TLS) with another element in another vehicle or another element in a Vehicular Cloud (e.g., a server). Note that any key management approach can be used for the secure communication, and particularly for IPv6-based vehicular networks, a new or enhanced key management approach resilient to wireless networks is required.
安全なV2I/V2V通信の場合、車両の要素（たとえば、車両内デバイスとドライバー/乗客のモバイルデバイス）は、別の車両または別の要素の別の要素を持つ安全な接続（TLSなど）を確立する必要があります。車両クラウド（たとえば、サーバー）。主要な管理アプローチは、安全な通信、特にIPv6ベースの車両ネットワークに使用できることに注意してください。ワイヤレスネットワークに回復力のある新しいまたは強化されたキー管理アプローチが必要です。
IEEE Std 1609.2 [WAVE-1609.2] specifies security services for applications and management messages, but this WAVE specification is optional. Thus, if the link layer does not support the security of a WAVE frame, either the network layer or the transport layer needs to support security services for the WAVE frame.
IEEE STD 1609.2 [Wave-1609.2]は、アプリケーションと管理メッセージのセキュリティサービスを指定しますが、この波の仕様はオプションです。したがって、リンクレイヤーがウェーブフレームのセキュリティをサポートしていない場合、ネットワークレイヤーまたは輸送層のいずれかが、ウェーブフレームのセキュリティサービスをサポートする必要があります。
For the classical IPv6 ND (i.e., the legacy ND), DAD is required to ensure the uniqueness of the IPv6 address of a vehicle's wireless interface. This DAD can be used as a flooding attack that uses the DAD-related ND packets disseminated over the VANET or vehicular networks. [RFC6959] introduces threats enabled by IP source address spoofing. This possibility indicates that vehicles and IP-RSUs need to filter out suspicious ND traffic in advance. [RFC8928] introduces a mechanism that protects the ownership of an address for 6LoWPAN ND from address theft and impersonation attacks. Based on the SEND mechanism [RFC3971], the authentication for routers (i.e., IP-RSUs) can be conducted by only selecting an IP-RSU that has a certification path toward trusted parties. For authenticating other vehicles, Cryptographically Generated Addresses (CGAs) can be used to verify the true owner of a received ND message, which requires using the CGA ND option in the ND protocol. This CGA can protect vehicles against DAD flooding by DAD filtering based on the verification for the true owner of the received DAD message. For a general protection of the ND mechanism, the RSA Signature ND option can also be used to protect the integrity of the messages by public key signatures. For a more advanced authentication mechanism, a distributed blockchain-based approach [Vehicular-BlockChain] can be used. However, for a scenario where a trustable router or an authentication path cannot be obtained, it is desirable to find a solution in which vehicles and infrastructure nodes can authenticate each other without any support from a third party.
古典的なIPv6 ND（つまり、レガシーND）の場合、DADは、車両のワイヤレスインターフェイスのIPv6アドレスの一意性を確保する必要があります。このお父さんは、ヴァネットまたは車両のネットワークに広まったお父さん関連のNDパケットを使用する洪水攻撃として使用できます。[RFC6959]は、IPソースアドレスのスプーフィングによって可能になった脅威を導入します。この可能性は、車両とIP-RSUが事前に疑わしいNDトラフィックを除外する必要があることを示しています。[RFC8928]は、住所の盗難となりすまし攻撃から6lowpan ndの住所の所有権を保護するメカニズムを導入します。送信メカニズム[RFC3971]に基づいて、ルーターの認証（つまり、IP-RSU）は、信頼できる当事者への認証パスを持つIP-RSUを選択することで実施できます。他の車両を認証するには、暗号化されたアドレス（CGA）を使用して、NDプロトコルでCGA NDオプションを使用する必要がある、受信したNDメッセージの真の所有者を検証することができます。このCGAは、受け取ったお父さんのメッセージの真の所有者の検証に基づいて、パパの洪水から車両を保護できます。NDメカニズムを一般的に保護するために、RSA署名NDオプションを使用して、公開キーシグネチャによるメッセージの整合性を保護することもできます。より高度な認証メカニズムのために、分散ブロックチェーンベースのアプローチ[車両ブロックチェーン]を使用できます。ただし、信頼できるルーターまたは認証パスを取得できないシナリオの場合、車両とインフラストラクチャノードがサードパーティからのサポートなしで互いに認証できるソリューションを見つけることが望ましいです。
When applying the classical IPv6 ND process to VANET, one of the security issues is that an IP-RSU (or IP-OBU) as a router may receive deliberate or accidental DoS attacks from network scans that probe devices on a VANET. In this scenario, the IP-RSU (or IP-OBU) can be overwhelmed by processing the network scan requests so that the capacity and resources of the IP-RSU (or IP-OBU) are exhausted, causing the failure of receiving normal ND messages from other hosts for network address resolution. [RFC6583] describes more about the operational problems in the classical IPv6 ND mechanism that can be vulnerable to deliberate or accidental DoS attacks and suggests several implementation guidelines and operational mitigation techniques for those problems. Nevertheless, for running IPv6 ND in VANET, those issues can be acuter since the movements of vehicles can be so diverse that there is a wider opportunity for rogue behaviors, and the failure of networking among vehicles may lead to grave consequences.
古典的なIPv6 ndプロセスをVanetに適用する場合、セキュリティの問題の1つは、ルーターとしてのIP-RSU（またはIP-OBU）が、Vanetのプローブデバイスを使用するネットワークスキャンから意図的または偶発的なDOS攻撃を受信する可能性があることです。このシナリオでは、IP-RSU（またはIP-OBU）は、IP-RSU（またはIP-OBU）の容量とリソースが使い果たされ、通常のNDの受信の失敗を引き起こすように、ネットワークスキャン要求を処理することで圧倒される可能性があります。ネットワークアドレス解像度のための他のホストからのメッセージ。[RFC6583]は、意図的または偶発的なDOS攻撃に対して脆弱である可能性のある古典的なIPv6 NDメカニズムの運用上の問題について詳しく説明し、それらの問題のいくつかの実装ガイドラインと運用緩和技術を提案します。それにもかかわらず、VanetでIPv6 NDを実行する場合、車両の動きは非常に多様であるため、不正な行動の機会が広くなり、車両間のネットワークの失敗が重大な結果につながる可能性があるため、これらの問題は順調になります。
Strong security measures shall protect vehicles roaming in road networks from the attacks of malicious nodes that are controlled by hackers. For safe driving applications (e.g., context-aware navigation, cooperative adaptive cruise control, and platooning), as explained in Section 3.1, the cooperative action among vehicles is assumed. Malicious nodes may disseminate wrong driving information (e.g., location, speed, and direction) for disturbing safe driving. For example, a Sybil attack, which tries to confuse a vehicle with multiple false identities, may disturb a vehicle from taking a safe maneuver. Since cybersecurity issues in vehicular networks may cause physical vehicle safety issues, it may be necessary to consider those physical safety concerns when designing protocols in IPWAVE.
強力なセキュリティ対策は、ハッカーによって制御されている悪意のあるノードの攻撃から、道路ネットワークのローミング車両を保護するものとします。セクション3.1で説明したように、安全な駆動アプリケーション（例：コンテキスト認識ナビゲーション、協同組合適応クルーズコントロール、小隊）の場合、車両間の協同作用が想定されています。悪意のあるノードは、安全な運転を乱すために、間違った運転情報（例えば、場所、速度、方向）を広めることができます。たとえば、車両を複数の誤ったアイデンティティと混同しようとするシビル攻撃は、車両が安全な操作をするのを妨げる可能性があります。車両ネットワークでのサイバーセキュリティの問題は、物理的な車両の安全性の問題を引き起こす可能性があるため、IPWAVEでプロトコルを設計する際には、物理的な安全性の懸念を考慮する必要がある場合があります。
To identify malicious vehicles among vehicles, an authentication method may be required. A Vehicle Identification Number (VIN) (or a vehicle manufacturer certificate) and a user certificate (e.g., X.509 certificate [RFC5280]) along with an in-vehicle device's identifier generation can be used to efficiently authenticate a vehicle or its driver (having a user certificate) through a road infrastructure node (e.g., IP-RSU) connected to an authentication server in the Vehicular Cloud. This authentication can be used to identify the vehicle that will communicate with an infrastructure node or another vehicle. In the case where a vehicle has an internal network (called a mobile network) and elements in the network (e.g., in-vehicle devices and a user's mobile devices), as shown in Figure 2, the elements in the network need to be authenticated individually for safe authentication. Also, Transport Layer Security (TLS) certificates [RFC8446] [RFC5280] can be used for an element's authentication to allow secure E2E vehicular communications between an element in a vehicle and another element in a server in a Vehicular Cloud or between an element in a vehicle and another element in another vehicle.
車両間で悪意のある車両を特定するには、認証方法が必要になる場合があります。車両識別番号（VIN）（または車両メーカー証明書）とユーザー証明書（例：X.509証明書[RFC5280]）と車両内の識別子生成を使用して、車両またはそのドライバーを効率的に認証できます（車両クラウドの認証サーバーに接続された道路インフラストラクチャノード（IP-RSUなど）を介して）を介して。この認証は、インフラストラクチャノードまたは別の車両と通信する車両を識別するために使用できます。図2に示すように、車両にネットワーク内の内部ネットワーク（モバイルネットワークと呼ばれる）とネットワーク内の要素（たとえば、車両内デバイスやユーザーのモバイルデバイスなど）がある場合、ネットワーク内の要素を認証する必要があります。安全な認証のために個別に。また、トランスポートレイヤーセキュリティ（TLS）証明書[RFC8446] [RFC5280]を使用して、要素の認証に使用して、車両の要素と車両クラウドのサーバー内の別の要素、または要素の間の安全なE2E車両通信を可能にします。車両と別の車両の別の要素。
For mobility management, a malicious vehicle can construct multiple virtual bogus vehicles and register them with IP-RSUs and MAs. This registration makes the IP-RSUs and MAs waste their resources. The IP-RSUs and MAs need to determine whether a vehicle is genuine or bogus in mobility management. Also, for the confidentiality of control packets and data packets between IP-RSUs and MAs, the E2E paths (e.g., tunnels) need to be protected by secure communication channels. In addition, to prevent bogus IP-RSUs and MAs from interfering with the IPv6 mobility of vehicles, mutual authentication among the IP-RSUs, MAs, and vehicles needs to be performed by certificates (e.g., TLS certificate).
モビリティ管理のために、悪意のある車両は複数の仮想偽車を構築し、IP-RSUとMASに登録できます。この登録により、IP-RSUとMASはリソースを無駄にします。IP-RSUとMASは、車両がモビリティ管理において本物か偽物かを判断する必要があります。また、IP-RSUとMAS間の制御パケットとデータパケットの機密性のために、E2Eパス（トンネルなど）は安全な通信チャネルによって保護される必要があります。さらに、偽のIP-RSUとMASが車両のIPv6モビリティを妨害するのを防ぐには、IP-RSU、MAS、および車両間の相互認証を証明書（TLS証明書など）で実行する必要があります。
For the setup of a secure channel over IPsec or TLS, the multihop V2I communications over DSRC or 5G V2X (or LTE V2X) is required on a highway. In this case, multiple intermediate vehicles as relay nodes can help to forward association and authentication messages toward an IP-RSU (or gNodeB/eNodeB) connected to an authentication server in the Vehicular Cloud. In this kind of process, the authentication messages forwarded by each vehicle can be delayed or lost, which may increase the construction time of a connection or cause some vehicles to not be able to be authenticated.
IPSECまたはTLSを介した安全なチャネルのセットアップには、DSRCまたは5G V2X（またはLTE V2X）を介したマルチホップV2I通信が高速道路で必要です。この場合、リレーノードとしての複数の中間車両は、車両クラウドの認証サーバーに接続されたIP-RSU（またはGNODEB/ENODEB）に関連する関連付けと認証メッセージを転送するのに役立ちます。この種のプロセスでは、各車両によって転送される認証メッセージを遅延または紛失する可能性があります。これにより、接続の建設時間が長くなるか、一部の車両が認証できないようになります。
Even though vehicles can be authenticated with valid certificates by an authentication server in the Vehicular Cloud, the authenticated vehicles may harm other vehicles. To deal with this kind of security issue, for monitoring suspicious behaviors, vehicles' communication activities can be recorded in either a centralized approach through a logging server (e.g., TCC) in the Vehicular Cloud or a decentralized approach (e.g., an ECD and blockchain [Bitcoin]) by the help of other vehicles and infrastructure.
車両は、車両クラウド内の認証サーバーによって有効な証明書を使用して認証できますが、認証された車両は他の車両に害を及ぼす可能性があります。この種のセキュリティの問題に対処するために、疑わしい行動を監視するために、車両のコミュニケーション活動は、車両クラウドの伐採サーバー（TCCなど）を介して集中化されたアプローチまたは分散型アプローチ（ECDやブロックチェーンなど）のいずれかで記録できます。[ビットコイン]）他の車両やインフラストラクチャの助けを借りて。
There are trade-offs between centralized and decentralized approaches in logging of vehicles' behaviors (e.g., location, speed, direction, acceleration/deceleration, and lane change) and communication activities (e.g., transmission time, reception time, and packet types, such as TCP, UDP, SCTP, QUIC, HTTP, and HTTPS). A centralized approach is more efficient than a decentralized approach in terms of log data collection and processing in a central server in the Vehicular Cloud. However, the centralized approach may cause a higher delay than a decentralized approach in terms of the analysis of the log data and counteraction in a local ECD or a distributed database like a blockchain. The centralized approach stores log data collected from VANET into a remote logging server in a Vehicular Cloud as a central cloud, so it takes time to deliver the log data to a remote logging server. On the other hand, the decentralized approach stores the log data into a nearby edge computing device as a local logging server or a nearby blockchain node, which participates in a blockchain network. On the stored log data, an analyzer needs to perform a machine learning technique (e.g., deep learning) and seek suspicious behaviors of the vehicles. If such an analyzer is located either within or near the edge computing device, it can access the log data with a short delay, analyze it quickly, and generate feedback to allow for a quick counteraction against such malicious behaviors. On the other hand, if the Vehicular Cloud with the log data is far away from a problematic VANET with malicious behaviors, the centralized approach takes a longer time with the analysis of the log data and the decision-making on malicious behaviors than the decentralized approach. If the log data is encrypted by a secret key, it can be protected from the observation of a hacker. The secret key sharing among legal vehicles, ECDs, and Vehicular Clouds should be supported efficiently.
車両の動作（場所、速度、方向、加速/減速、レーンの変化など）のロギングには、集中化されたアプローチと分散型アプローチと通信アクティビティ（たとえば、送信時間、受信時間、パケットタイプなど）の間にトレードオフがあります。TCP、UDP、SCTP、QUIC、HTTP、およびHTTPSとして）。一元化されたアプローチは、車両クラウドの中央サーバーでのログデータの収集と処理に関して、分散型アプローチよりも効率的です。ただし、集中化されたアプローチは、ローカルECDのログデータの分析とブロックチェーンのような分散データベースの分析の観点から、分散型アプローチよりも高い遅延を引き起こす可能性があります。集中化されたアプローチは、Vanetから収集されたログデータを中央クラウドとして車両クラウドのリモートロギングサーバーに保存するため、ログデータをリモートロギングサーバーに配信するのに時間がかかります。一方、分散型アプローチは、ログデータをローカルロギングサーバーまたはブロックチェーンネットワークに参加する近くのブロックチェーンノードとして近くのエッジコンピューティングデバイスに保存します。保存されたログデータでは、アナライザーは機械学習手法（深い学習など）を実行し、車両の疑わしい行動を求める必要があります。このようなアナライザーがエッジコンピューティングデバイス内またはその近くに配置されている場合、短い遅延でログデータにアクセスし、迅速に分析し、フィードバックを生成して、このような悪意のある動作に対する迅速な対抗を可能にします。一方、ログデータを備えた車両クラウドが悪意のある動作を伴う問題のあるヴァネットから遠く離れている場合、集中化されたアプローチは、ログデータの分析と、分散型アプローチよりも悪意のある行動に関する意思決定に時間がかかります。。ログデータがシークレットキーによって暗号化されている場合、ハッカーの観察から保護できます。合法的な車両、ECD、および車両雲の間で共有する秘密の鍵は、効率的にサポートする必要があります。
Log data can release privacy breakage of a vehicle. The log data can contain the MAC address and IPv6 address for a vehicle's wireless network interface. If the unique MAC address of the wireless network interface is used, a hacker can track the vehicle with that MAC address and can track the privacy information of the vehicle's driver (e.g., location information). To prevent this privacy breakage, a MAC address pseudonym can be used for the MAC address of the wireless network interface, and the corresponding IPv6 address should be based on such a MAC address pseudonym. By solving a privacy issue of a vehicle's identity in logging, vehicles may observe each other's activities to identify any misbehaviors without privacy breakage. Once identifying a misbehavior, a vehicle shall have a way to either isolate itself from others or isolate a suspicious vehicle by informing other vehicles.
ログデータは、車両のプライバシーの破損をリリースできます。ログデータには、車両のワイヤレスネットワークインターフェイスのMACアドレスとIPv6アドレスを含めることができます。ワイヤレスネットワークインターフェイスの一意のMACアドレスが使用されている場合、ハッカーはそのMacアドレスで車両を追跡し、車両のドライバーのプライバシー情報（例：位置情報）を追跡できます。このプライバシーの破損を防ぐために、MACアドレスの仮名をワイヤレスネットワークインターフェイスのMACアドレスに使用でき、対応するIPv6アドレスはそのようなMACアドレスの仮名に基づいている必要があります。伐採における車両のアイデンティティのプライバシー問題を解決することにより、車両はお互いの活動を観察して、プライバシーの破損なしに不正行為を特定することができます。不正行為を特定すると、車両は他の車両に通知することにより、他の車両から自分自身を分離するか、疑わしい車両を隔離する方法を持つ必要があります。
For completely secure vehicular networks, we shall embrace the concept of "zero-trust" for vehicles where no vehicle is trustable and verifying every message (such as IPv6 control messages including ND, DAD, NUD, and application-layer messages) is necessary. In this way, vehicular networks can defend against many possible cyberattacks. Thus, we need to have an efficient zero-trust framework or mechanism for vehicular networks.
完全に安全な車両ネットワークのために、車両が信頼できない車両の「ゼロトラスト」の概念を採用し、すべてのメッセージ（ND、DAD、NUD、アプリケーションレイヤーメッセージを含むIPv6制御メッセージなど）を検証する必要があります。このようにして、車両ネットワークは多くの可能なサイバー攻撃から防御できます。したがって、車両ネットワークの効率的なゼロトラストフレームワークまたはメカニズムが必要です。
For the non-repudiation of the harmful activities from malicious vehicles, as it is difficult for other normal vehicles to identify them, an additional and advanced approach is needed. One possible approach is to use a blockchain-based approach [Bitcoin] as an IPv6 security checking framework. Each IPv6 packet from a vehicle can be treated as a transaction, and the neighboring vehicles can play the role of peers in a consensus method of a blockchain [Bitcoin] [Vehicular-BlockChain]. For a blockchain's efficient consensus in vehicular networks having fast-moving vehicles, either a new consensus algorithm needs to be developed, or an existing consensus algorithm needs to be enhanced. In addition, a consensus-based mechanism for the security of vehicular networks in the IPv6 layer can also be considered. A group of servers as blockchain infrastructure can be part of the security checking process in the IP layer.
他の通常の車両がそれらを識別することは困難であるため、悪意のある車両からの有害な活動の非和解には、追加の高度なアプローチが必要です。考えられるアプローチの1つは、IPv6セキュリティチェックフレームワークとしてブロックチェーンベースのアプローチ[Bitcoin]を使用することです。車両からの各IPv6パケットはトランザクションとして扱うことができ、近隣の車両はブロックチェーン[ビットコイン] [車両ブロックチェーン]のコンセンサス方法でピアの役割を果たすことができます。動きの速い車両を持つ車両ネットワークでのブロックチェーンの効率的なコンセンサスの場合、新しいコンセンサスアルゴリズムを開発する必要があるか、既存のコンセンサスアルゴリズムを強化する必要があります。さらに、IPv6層の車両ネットワークのセキュリティのためのコンセンサスベースのメカニズムも考慮することができます。ブロックチェーンインフラストラクチャとしてのサーバーのグループは、IPレイヤーのセキュリティチェックプロセスの一部になります。
To prevent an adversary from tracking a vehicle with its MAC address or IPv6 address, especially for a long-living transport-layer session (e.g., voice call over IP and video streaming service), a MAC address pseudonym needs to be provided to each vehicle; that is, each vehicle periodically updates its MAC address, and the vehicle's IPv6 address needs to be updated accordingly by the MAC address change [RFC4086] [RFC8981]. Such an update of the MAC and IPv6 addresses should not interrupt the E2E communications between two vehicles (or between a vehicle and an IP-RSU) for a long-living transport-layer session. However, if this pseudonym is performed without strong E2E confidentiality (using either IPsec or TLS), there will be no privacy benefit from changing MAC and IPv6 addresses because an adversary can observe the change of the MAC and IPv6 addresses and track the vehicle with those addresses. Thus, the MAC address pseudonym and the IPv6 address update should be performed with strong E2E confidentiality.
敵がMACアドレスまたはIPv6アドレスを備えた車両を追跡できないようにするには、特に長年の輸送層セッション（例：IPおよびビデオストリーミングサービスなどの音声通話）では、各車両にMACアドレスの仮名を提供する必要があります。;つまり、各車両はMACアドレスを定期的に更新し、MACアドレスの変更[RFC4086] [RFC8981]によって車両のIPv6アドレスを更新する必要があります。このようなMACおよびIPv6アドレスの更新は、長年の輸送レイヤーセッションのために、2台の車両（または車両とIP-RSU間）間のE2E通信を中断しないでください。ただし、この仮名が強力なE2Eの機密性（IPSECまたはTLSのいずれかを使用）なしで実行される場合、敵はMACおよびIPv6アドレスの変更を観察し、車両をそれらと追跡できるため、MACおよびIPv6アドレスを変更することからプライバシーの利点はありません。アドレス。したがって、MACアドレスの仮名とIPv6アドレスの更新は、強力なE2E機密性を備えて実行する必要があります。
The privacy exposure to the TCC via V2I is mostly about the location information of vehicles and may also include other in-vehicle activities, such as transactions of credit cards. The assumed, trusted actors are the owner of a vehicle, an authorized vehicle service provider (e.g., navigation service provider), and an authorized vehicle manufacturer for providing after-sales services. In addition, privacy concerns for excessively collecting vehicle activities from roadway operators, such as public transportation administrators and private contractors, may also pose threats on violating privacy rights of vehicles. It might be interesting to find a solution from a technological point of view along with public policy development for the issue.
V2Iを介したTCCへのプライバシーへのエクスポージャーは、主に車両の位置情報に関するものであり、クレジットカードの取引など、他の車両内アクティビティも含まれる場合があります。想定される信頼できるアクターは、車両の所有者、認定車両サービスプロバイダー（ナビゲーションサービスプロバイダーなど）、およびアフターセールスサービスを提供するための認定車両メーカーです。さらに、公共交通機関の管理者や民間請負業者など、道路運営者から車両活動を過度に収集することに関するプライバシーの懸念も、車両のプライバシー権を侵害する脅威をもたらす可能性があります。この問題の公共政策開発とともに、技術的な観点から解決策を見つけることは興味深いかもしれません。
The "multicasting" of the location information of a VRU's smartphone means IPv6 multicasting. There is a possible security attack related to this multicasting. Attackers can use "fake identifiers" as source IPv6 addresses of their devices to generate IPv6 packets and multicast them to nearby vehicles in order to cause confusion that those vehicles are surrounded by other vehicles or pedestrians. As a result, navigation services (e.g., Google Maps [Google-Maps] and Waze [Waze]) can be confused with fake road traffic by those vehicles or smartphones with "fake identifiers" [Fake-Identifier-Attack]. This attack with "fake identifiers" should be detected and handled by vehicular networks. To cope with this attack, both legal vehicles and legal VRUs' smartphones can be registered with a TCC and their locations can be tracked by the TCC. With this tracking, the TCC can tell the road traffic conditions caused by those vehicles and smartphones. In addition, to prevent hackers from tracking the locations of those vehicles and smartphones, either a MAC address pseudonym [MAC-ADD-RAN] or secure IPv6 address generation [RFC7721] can be used to protect the privacy of those vehicles and smartphones.
VRUのスマートフォンの位置情報の「マルチキャスト」は、IPv6マルチキャストを意味します。このマルチキャストに関連する可能性のあるセキュリティ攻撃があります。攻撃者は、デバイスのソースIPv6アドレスとして「偽の識別子」を使用してIPv6パケットを生成し、それらの車両が他の車両や歩行者に囲まれているという混乱を引き起こすために、近くの車両にマルチキャストすることができます。その結果、ナビゲーションサービス（たとえば、Google Maps [Google-Maps]およびWaze [Waze]）は、「偽の識別子」[Fake-Identifier-Attack]を備えた車両またはスマートフォンによって偽の道路交通と混同することができます。「偽の識別子」を使用したこの攻撃は、車両ネットワークによって検出され、処理される必要があります。この攻撃に対処するために、法的手段と法的VRUのスマートフォンの両方をTCCに登録でき、その場所はTCCによって追跡できます。この追跡により、TCCはそれらの車両やスマートフォンによって引き起こされる道路交通条件を伝えることができます。さらに、ハッカーがそれらの車両やスマートフォンの場所を追跡できないようにするために、MACアドレスの仮名[MAC-ADD-RAN]または安全なIPv6アドレス生成[RFC7721]を使用して、それらの車両やスマートフォンのプライバシーを保護できます。
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Vehicular networks may consist of multiple radio technologies, such as DSRC and 5G V2X (or LTE V2X). Although a Layer 2 solution can provide support for multihop communications in vehicular networks, the scalability issue related to multihop forwarding still remains when vehicles need to disseminate or forward packets toward destinations that are multiple hops away. In addition, the IPv6-based approach for V2V as a network-layer protocol can accommodate multiple radio technologies as MAC protocols, such as DSRC and 5G V2X (or LTE V2X). Therefore, the existing IPv6 protocol can be augmented through the addition of a virtual interface (e.g., OMNI [OMNI] and DLEP [RFC8175]) and/or protocol changes in order to support both wireless single-hop/multihop V2V communications and multiple radio technologies in vehicular networks. In such a way, vehicles can communicate with each other by V2V communications to share either an emergency situation or road hazard information on a highway having multiple radio technologies.
車両ネットワークは、DSRCや5G V2X（またはLTE V2X）などの複数の無線技術で構成されている場合があります。レイヤー2ソリューションは、車両ネットワークでのマルチホップ通信をサポートできますが、マルチホップの転送に関連するスケーラビリティの問題は、車両が複数のホップ離れた宛先にパケットを広めるか、転送する必要がある場合でも残っています。さらに、ネットワーク層プロトコルとしてのV2VのIPv6ベースのアプローチは、DSRCや5G V2X（またはLTE V2X）などのMACプロトコルとして、複数の無線技術に対応できます。したがって、既存のIPv6プロトコルは、仮想インターフェイス（例：OMNI [OMNI]およびDLEP [RFC8175]）および/またはプロトコルの変更を介して増強でき、ワイヤレスシングルホップ/マルチホップV2V通信と複数の無線の両方をサポートすることができます。車両ネットワークのテクノロジー。このように、車両はV2V通信によって互いに通信して、複数の無線技術を備えた高速道路の緊急事態または道路の危険情報のいずれかを共有できます。
The multihop V2X networking can be supported by RPL (IPv6 Routing Protocol for Low-Power and Lossy Networks) [RFC6550] and Overlay Multilink Network Interface [OMNI] with AERO [AERO].
MultiHop V2Xネットワークは、RPL（低電力および損失ネットワーク用のIPv6ルーティングプロトコル）[RFC6550] [RFC6550]およびAero [Aero]とオーバーレイマルチリンクネットワークインターフェイス[OMNI]によってサポートできます。
RPL defines an IPv6 routing protocol for Low-Power and Lossy Networks (LLNs) as being mostly designed for home automation routing, building automation routing, industrial routing, and urban LLN routing. It uses a Destination-Oriented Directed Acyclic Graph (DODAG) to construct routing paths for hosts (e.g., IoT devices) in a network. The DODAG uses an Objective Function (OF) for route selection and optimization within the network. A user can use different routing metrics to define an OF for a specific scenario. RPL supports multipoint-to-point, point-to-multipoint, and point-to-point traffic; and the major traffic flow is the multipoint-to-point traffic. For example, in a highway scenario, a vehicle may not access an IP-RSU directly because of the distance of the DSRC coverage (up to 1 km). In this case, the RPL can be extended to support a multihop V2I since a vehicle can take advantage of other vehicles as relay nodes to reach the IP-RSU. Also, RPL can be extended to support both multihop V2V and V2X in the similar way.
RPLは、低電力および損失のあるネットワーク（LLNS）のIPv6ルーティングプロトコルを、主にホームオートメーションルーティング、自動化の構築ルーティング、産業用ルーティング、都市LLNルーティング用に設計されていると定義しています。宛先指向の指向性環状グラフ（DODAG）を使用して、ネットワーク内のホスト（IoTデバイスなど）のルーティングパスを構築します。DODAGは、ネットワーク内でルートの選択と最適化に目的関数（OF）を使用します。ユーザーは、異なるルーティングメトリックを使用して、特定のシナリオに対してOFを定義できます。RPLは、マルチポイントツーポイント、ポイントツーマルチポイント、ポイントツーポイントトラフィックをサポートしています。そして、主要なトラフィックフローは、マルチポイントからポイントへのトラフィックです。たとえば、高速道路のシナリオでは、DSRCカバレッジの距離（最大1 km）の距離があるため、車両はIP-RSUに直接アクセスできない場合があります。この場合、RPLは、車両がリレーノードとして他の車両を利用してIP-RSUに到達することができるため、マルチホップV2Iをサポートするために拡張できます。また、RPLを拡張して、MultiHop V2VとV2Xの両方を同様の方法でサポートできます。
RPL is primarily designed to minimize the control plane activity, which is the relative amount of routing protocol exchanges versus data traffic; this approach is beneficial for situations where the power and bandwidth are scarce (e.g., an IoT LLN where RPL is typically used today), but also in situations of high relative mobility between the nodes in the network (also known as swarming, e.g., within a variable set of vehicles with a similar global motion, or a variable set of drones flying toward the same direction).
RPLは、主にコントロールプレーンのアクティビティを最小限に抑えるように設計されています。これは、データトラフィックとデータトラフィックの相対的な量です。このアプローチは、パワーと帯域幅が不足している状況（例えば、RPLが今日使用されているIoT LLN）に有益ですが、ネットワーク内のノード間の高い相対的な移動度の状況でも（群れとしても知られています。同様のグローバルモーションを持つ可変車両セット、または同じ方向に向かって飛んでいるドローンの変数セット。
To reduce the routing exchanges, RPL leverages a Distance Vector (DV) approach, which does not need a global knowledge of the topology, and only optimizes the routes to and from the root, allowing peer-to-peer (P2P) paths to be stretched. Although RPL installs its routes proactively, it only maintains them lazily, that is, in reaction to actual traffic or as a slow background activity. Additionally, RPL leverages the concept of an OF, which allows adapting the activity of the routing protocol to use cases, e.g., type, speed, and quality of the radios. RPL does not need to converge and provides connectivity to most nodes most of the time. The default route toward the root is maintained aggressively and may change while a packet progresses without causing loops, so the packet will still reach the root. There are two modes for routing in RPL: non-storing mode and storing mode. In non-storing mode, a node inside the mesh or swarm that changes its point(s) of attachment to the graph informs the root with a single unicast packet flowing along the default route, and the connectivity is restored immediately; this mode is preferable for use cases where Internet connectivity is dominant. On the other hand, in storing mode, the routing stretch is reduced for better P2P connectivity, and the Internet connectivity is restored more slowly during the time for the DV operation to operate hop-by-hop. While an RPL topology can quickly scale up and down and fit the needs of mobility of vehicles, the total performance of the system will also depend on how quickly a node can form an address, join the mesh (including Authentication, Authorization, and Accounting (AAA)), and manage its global mobility to become reachable from another node outside the mesh.
ルーティング交換を減らすために、RPLはトポロジのグローバルな知識を必要とせず、ルートとの間のルートのみを最適化する距離ベクトル（DV）アプローチを活用して、ピアツーピア（P2P）パスを可能にします伸びた。RPLはルートを積極的にインストールしますが、実際のトラフィックに反応して、またはバックグラウンドアクティビティが遅いため、怠lazにのみ維持します。さらに、RPLはOFの概念を活用します。これにより、ラジオのタイプ、速度、品質など、ルーティングプロトコルのアクティビティをユースケースに適応させることができます。RPLは収束する必要はなく、ほとんどの場合、ほとんどのノードへの接続性を提供します。ルートに向かうデフォルトのルートは積極的に維持され、ループを引き起こすことなくパケットが進行している間に変化する可能性があるため、パケットはルートに到達します。RPLでルーティング用の2つのモードがあります：非貯蔵モードと保存モード。非貯蔵モードでは、グラフへのアタッチメントの点を変更するメッシュまたは群れ内のノードが、デフォルトルートに沿って流れる単一のユニキャストパケットを使用してルートを通知し、接続性はすぐに回復します。このモードは、インターネット接続が支配的なユースケースに適しています。一方、保存モードでは、DV操作がホップバイホップを操作するために、より良いP2P接続のためにルーティングストレッチが削減され、インターネット接続がよりゆっくり回復します。RPLトポロジは、車両の移動性のニーズを迅速にスケーリングして適合させることができますが、システムの合計パフォーマンスは、ノードがアドレスを形成する速さに依存します。AAA））、およびそのグローバルモビリティを管理して、メッシュの外側の別のノードから到達可能になります。
OMNI defines a protocol for the transmission of IPv6 packets over Overlay Multilink Network Interfaces that are virtual interfaces governing multiple physical network interfaces. OMNI supports multihop V2V communication between vehicles in multiple forwarding hops via intermediate vehicles with OMNI links. It also supports multihop V2I communication between a vehicle and an infrastructure access point by multihop V2V communication. The OMNI interface supports an NBMA link model where multihop V2V and V2I communications use each mobile node's ULAs without need for any DAD or MLD messaging.
OMNIは、複数の物理ネットワークインターフェイスを管理する仮想インターフェイスであるオーバーレイマルチリンクネットワークインターフェイス上のIPv6パケットの送信のプロトコルを定義します。OMNIは、OMNIリンクを備えた中間車両を介して複数の転送ホップで車両間のマルチホップV2V通信をサポートしています。また、MultiHop V2V通信による車両とインフラストラクチャアクセスポイント間のマルチホップV2I通信もサポートしています。OMNIインターフェイスは、MultiHOP V2VおよびV2I通信がDADまたはMLDメッセージングを必要とせずに各モバイルノードのULAを使用するNBMAリンクモデルをサポートしています。
In the OMNI protocol, an OMNI virtual interface can have a ULA [RFC4193] indeed, but wireless physical interfaces associated with the OMNI virtual interface can use any prefixes. The ULA supports both V2V and V2I multihop forwarding within the vehicular network (e.g., via a VANET routing protocol) while each vehicle can communicate with Internet correspondents using IPv6 global addresses via OMNI interface encapsulation over the wireless interface.
OMNIプロトコルでは、OMNI仮想インターフェイスにはULA [RFC4193]を持つことができますが、OMNI仮想インターフェイスに関連付けられたワイヤレス物理インターフェイスは、任意のプレフィックスを使用できます。ULAは、車両ネットワーク内のV2VおよびV2Iマルチホップ転送の両方をサポートします（例：Vanetルーティングプロトコルを介して）、各車両は、ワイヤレスインターフェイスを介したOMNIインターフェイスカプセル化を介してIPv6グローバルアドレスを使用してインターネット特派員と通信できます。
For the control traffic overhead for running both vehicular ND and a VANET routing protocol, the AERO/OMNI approach may avoid this issue by using MANET routing protocols only (i.e., no multicast of IPv6 ND messaging) in the wireless underlay network while applying efficient unicast IPv6 ND messaging in the OMNI overlay on an as-needed basis for router discovery and NUD. This greatly reduces the overhead for VANET-wide multicasting while providing agile accommodation for dynamic topology changes.
車両NDとVanetルーティングプロトコルの両方を実行するためのコントロールトラフィックオーバーヘッドの場合、ARO/OMNIアプローチは、有効なユニカストネットワークでMANETルーティングプロトコルのみを使用して（つまり、IPv6 ndメッセージングのマルチキャストはありません）、効率的なユニカストネットワークを適用することでこの問題を回避できます。ルーターの発見とNUDのために必要な基盤でOMNIオーバーレイでのIPv6 ndメッセージ。これにより、動的なトポロジの変化のためにアジャイルな宿泊施設を提供しながら、Vanet Wideマルチキャストのオーバーヘッドが大幅に減少します。
The seamless application communication between two vehicles or between a vehicle and an infrastructure node requires mobility management in vehicular networks. The mobility management schemes include a host-based mobility scheme, network-based mobility scheme, and software-defined networking scheme.
2つの車両間または車両間とインフラストラクチャノード間のシームレスなアプリケーション通信には、車両ネットワークのモビリティ管理が必要です。モビリティ管理スキームには、ホストベースのモビリティスキーム、ネットワークベースのモビリティスキーム、ソフトウェア定義ネットワークスキームが含まれます。
In the host-based mobility scheme (e.g., MIPv6), an IP-RSU plays the role of a home agent. On the other hand, in the network-based mobility scheme (e.g., PMIPv6), an MA plays the role of a mobility management controller, such as a Local Mobility Anchor (LMA) in PMIPv6, which also serves vehicles as a home agent, and an IP-RSU plays the role of an access router, such as a Mobile Access Gateway (MAG) in PMIPv6 [RFC5213]. The host-based mobility scheme needs client functionality in the IPv6 stack of a vehicle as a mobile node for mobility signaling message exchange between the vehicle and home agent. On the other hand, the network-based mobility scheme does not need such client functionality of a vehicle because the network infrastructure node (e.g., MAG in PMIPv6) as a proxy mobility agent handles the mobility signaling message exchange with the home agent (e.g., LMA in PMIPv6) for the sake of the vehicle.
ホストベースのモビリティスキーム（MIPV6など）では、IP-RSUがホームエージェントの役割を果たします。一方、ネットワークベースのモビリティスキーム（PMIPv6など）では、MAは、PMIPv6のローカルモビリティアンカー（LMA）などのモビリティ管理コントローラーの役割を果たします。IP-RSUは、PMIPv6 [RFC5213]のモバイルアクセスゲートウェイ（MAG）など、アクセスルーターの役割を果たします。ホストベースのモビリティスキームは、車両とホームエージェント間のモビリティシグナル伝達メッセージ交換のためのモバイルノードとして、車両のIPv6スタックでクライアント機能を必要とします。一方、ネットワークベースのモビリティスキームは、プロキシモビリティエージェントとしてのネットワークインフラストラクチャノード（PMIPv6のMAG）がホームエージェントとのモビリティシグナル伝達メッセージ交換を処理するため、車両のそのようなクライアント機能を必要としません。PMIPv6のLMA）車両のために。
There are a scalability issue and a route optimization issue in the network-based mobility scheme (e.g., PMIPv6) when an MA covers a large vehicular network governing many IP-RSUs. In this case, a distributed mobility scheme (e.g., DMM [RFC7429]) can mitigate the scalability issue by distributing multiple MAs in the vehicular network such that they are positioned closer to vehicles for route optimization and bottleneck mitigation in a central MA in the network-based mobility scheme. All these mobility approaches (i.e., a host-based mobility scheme, network-based mobility scheme, and distributed mobility scheme) and a hybrid approach of a combination of them need to provide an efficient mobility service to vehicles moving fast and moving along with relatively predictable trajectories along the roadways.
MAが多くのIP-RSUを管理する大規模な車両ネットワークをカバーする場合、ネットワークベースのモビリティスキーム（PMIPV6など）にはスケーラビリティの問題とルート最適化の問題があります。この場合、分散モビリティスキーム（例：DMM [RFC7429]）は、車両ネットワーク内の複数のMASを分布させることにより、スケーラビリティの問題を軽減できます。 - ベースのモビリティスキーム。これらすべてのモビリティアプローチ（つまり、ホストベースのモビリティスキーム、ネットワークベースのモビリティスキーム、および分散モビリティスキーム）とそれらの組み合わせのハイブリッドアプローチは、高速で動き、比較的移動する車両に効率的なモビリティサービスを提供する必要があります道路に沿った予測可能な軌跡。
In vehicular networks, the control plane can be separated from the data plane for efficient mobility management and data forwarding by using the concept of Software-Defined Networking (SDN) [RFC7149] [FPC-DMM]. Note that Forwarding Policy Configuration (FPC) in [FPC-DMM], which is a flexible mobility management system, can manage the separation of data plane and control plane in DMM. In SDN, the control plane and data plane are separated for the efficient management of forwarding elements (e.g., switches and routers) where an SDN controller configures the forwarding elements in a centralized way, and they perform packet forwarding according to their forwarding tables that are configured by the SDN controller. An MA as an SDN controller needs to efficiently configure and monitor its IP-RSUs and vehicles for mobility management and security services.
車両ネットワークでは、ソフトウェア定義ネットワーク（SDN）[RFC7149] [FPC-DMM]の概念を使用して、効率的なモビリティ管理とデータ転送のために、データプレーンから制御プレーンを分離できます。柔軟なモビリティ管理システムである[FPC-DMM]の転送ポリシー構成（FPC）は、DMMのデータプレーンとコントロールプレーンの分離を管理できることに注意してください。SDNでは、SDNコントローラーがフォワーディング要素を集中的に構成する転送要素（スイッチやルーターなど）の効率的な管理のために、コントロールプレーンとデータプレーンが分離され、転送テーブルに従ってパケット転送を実行します。SDNコントローラーによって構成されています。SDNコントローラーとしてのMAは、モビリティ管理およびセキュリティサービスのためにIP-RSUと車両を効率的に構成および監視する必要があります。
The wireless and/or wired-line links in paths between both mobile nodes and fixed network correspondents may configure a variety of Maximum Transmission Units (MTUs), where all IPv6 links are required to support a minimum MTU of 1280 octets and may support larger MTUs. Unfortunately, determining the path MTU (i.e., the minimum link MTU in the path) has proven to be inefficient and unreliable due to the uncertain nature of the loss-oriented ICMPv6 messaging service used for path MTU discovery. Recent developments have produced a more reliable path MTU determination service for TCP [RFC4821] and UDP [RFC8899]; however, the MTUs discovered are always limited by the most restrictive link MTU in the path (often 1500 octets or smaller).
モバイルノードと固定ネットワーク特派員の両方のパスのワイヤレスおよび/または有線ラインリンクは、1280オクテットの最小MTUをサポートするためにすべてのIPv6リンクが必要であり、より大きなMTUをサポートするためにすべてのIPv6リンクが必要なさまざまな最大伝送ユニット（MTU）を構成する場合があります。。残念ながら、PATH MTU発見に使用される損失指向のICMPV6メッセージングサービスの不確実な性質により、PATH MTU（つまり、パスの最小リンクMTU）を決定することは、非効率的で信頼性が低いことが証明されています。最近の開発により、TCP [RFC4821]およびUDP [RFC8899]のより信頼性の高いパスMTU決定サービスが生まれました。ただし、発見されたMTUは、パスで最も制限的なリンクMTUによって常に制限されています（多くの場合1500オクテット以下）。
The AERO/OMNI service addresses the MTU issue by introducing a new layer in the Internet architecture known as the "OMNI Adaptation Layer (OAL)". The OAL allows end systems that configure an OMNI interface to utilize a full 65535-octet MTU by leveraging the IPv6 fragmentation and reassembly service during encapsulation to produce fragment sizes that are assured of traversing the path without loss due to a size restriction. Thus, this allows end systems to send packets that are often much larger than the actual path MTU.
Aero/Omniサービスは、「Omni Adaptation Layer（OAL）」として知られるインターネットアーキテクチャに新しいレイヤーを導入することにより、MTUの問題に対処します。OALを使用すると、OMNIインターフェイスを構成するENDシステムを使用して、カプセル化中にIPv6フラグメンテーションと再組み立てサービスを活用して、サイズの拘束により損失なしにパスを追跡することを保証するフラグメントサイズを生成することにより、完全な65535-OCTET MTUを利用します。したがって、これにより、エンドシステムは、実際のパスMTUよりもはるかに大きいことが多いパケットを送信できます。
Performance studies over the course of many decades have proven that applications will see greater performance by sending smaller numbers of large packets (as opposed to larger numbers of small packets) even if fragmentation is needed. The OAL further supports even larger packet sizes through the IP Parcels construct [PARCELS], which provides "packets-in-packet" encapsulation for a total size up to 4 MB. Together, the OAL and IP Parcels will provide a revolutionary new capability for greater efficiency in both mobile and fixed networks. On the other hand, due to the highly dynamic nature of vehicular networks, a high packet loss may not be able to be avoided. The high packet loss on IP Parcels can simultaneously cause multiple TCP sessions to experience packet retransmissions, session time-out, or re-establishment of the sessions. Other protocols, such as MPTCP and QUIC, may also experience similar issues. A mechanism for mitigating this issue in OAL and IP Parcels should be considered.
何十年もの間にパフォーマンス研究では、断片化が必要であっても（多数の小さなパケットとは対照的に）、少数の大きなパケットを送信することにより、アプリケーションがより大きなパフォーマンスを発揮することが証明されています。OALはさらに、IP Parcelsコンストラクト[Parcels]を介してさらに大きなパケットサイズをサポートします。これは、最大4 MBの合計サイズの「パケットインパケット」カプセル化を提供します。OALとIPの区画は、モバイルネットワークと固定ネットワークの両方で効率を高めるための革新的な新しい機能を提供します。一方、車両ネットワークの非常に動的な性質により、高いパケット損失を回避することはできない場合があります。IP区画の高いパケット損失により、複数のTCPセッションがパケットの再送信、セッションのタイムアウト、またはセッションの再確立を経験する可能性があります。MPTCPやQUICなどの他のプロトコルも同様の問題を経験する可能性があります。OALおよびIP区画でこの問題を緩和するメカニズムを考慮する必要があります。
This work was supported by a grant from the Institute of Information & Communications Technology Planning & Evaluation (IITP) funded by the Korea MSIT (Ministry of Science and ICT) (R-20160222-002755, Cloud-based Security Intelligence Technology Development for the Customized Security Service Provisioning).
この作業は、韓国MSIT（科学省およびICT）（R-20160222-002755が資金提供した情報通信技術計画および評価研究所（IITP）からの助成金によってサポートされていました。セキュリティサービスのプロビジョニング）。
This work was supported in part by the MSIT, Korea, under the ITRC (Information Technology Research Center) support program (IITP-2022-2017-0-01633) supervised by the IITP.
この作業は、IITPが監督したITRC（情報技術研究センター）サポートプログラム（IITP-2022-2017-0-01633）の下で、韓国のMSITによって部分的にサポートされていました。
This work was supported in part by the IITP (2020-0-00395-003, Standard Development of Blockchain-based Network Management Automation Technology).
この作業は、IITP（2020-0-00395-003、ブロックチェーンベースのネットワーク管理自動化テクノロジーの標準開発）によって部分的にサポートされていました。
This work was supported in part by the French research project DataTweet (ANR-13-INFR-0008) and in part by the HIGHTS project funded by the European Commission I (636537-H2020).
この作業は、フランスの研究プロジェクトDatatweet（ANR-13-infR-0008）と、欧州委員会I（636537-H2020）によって資金提供されたハイツプロジェクトによって部分的にサポートされていました。
This work was supported in part by the Cisco University Research Program Fund, Grant # 2019-199458 (3696), and by ANID Chile Basal Project FB0008.
この作業は、Cisco University Research Program Fund、Grant＃2019-199458（3696）、およびAnid Chile Basal Project FB0008によって部分的にサポートされていました。
This document is a group work of the IPWAVE working group, greatly benefiting from inputs and texts by Rex Buddenberg (Naval Postgraduate School), Thierry Ernst (YoGoKo), Bokor Laszlo (Budapest University of Technology and Economics), Jose Santa Lozanoi (Universidad of Murcia), Richard Roy (MIT), Francois Simon (Pilot), Sri Gundavelli (Cisco), Erik Nordmark (Zededa), Dirk von Hugo (Deutsche Telekom), Pascal Thubert (Cisco), Carlos Bernardos (UC3M), Russ Housley (Vigil Security), Suresh Krishnan (Cisco), Nancy Cam-Winget (Cisco), Fred L. Templin (The Boeing Company), Jung-Soo Park (ETRI), Zeungil (Ben) Kim (Hyundai Motors), Kyoungjae Sun (Soongsil University), Zhiwei Yan (CNNIC), YongJoon Joe (LSware), Peter E. Yee (Akayla), and Erik Kline (Aalyria). The authors sincerely appreciate their contributions.
このドキュメントは、IPWaveワーキンググループのグループワークであり、Rex Buddenberg（海軍大学院）、Thierry Ernst（Yogoko）、Bokor Laszlo（Budapest University of Technology and Economics）、Jose Santa Lozanoi（Universidadadadadadadadad（Budapest University University of Technology）によるインプットとテキストの恩恵を受ける）ムルシア）、リチャード・ロイ（MIT）、フランソワ・サイモン（パイロット）、スリ・ガンダヴェッリ（シスコ）、エリック・ノードマーク（Zededa）、Dirk von Hugo（Deutsche Telekom）、Pascal Thubert（Cisco）、Carlos Bernardos（UC3M）、Russ Housley（UC3M）Vigil Security）、Suresh Krishnan（Cisco）、Nancy Cam-Winget（Cisco）、Fred L. Templin（The Boeing Company）、Jung-Soo Park（Etri）、Zeungil（Ben）Kim（Hyundai Motors）、Kyoungjae Sun（Soongsilil大学）、Zhiwei Yan（Cnnic）、Yongjoon Joe（Lsware）、Peter E. Yee（Akayla）、およびErik Kline（Aalyria）。著者は、彼らの貢献に心から感謝しています。
The following are coauthors of this document:
以下は、このドキュメントの共著者です。
Nabil Benamar
Department of Computer Sciences,
High School of Technology of Meknes
Moulay Ismail University
Morocco
Phone: +212 6 70 83 22 36
Email: benamar73@gmail.com
Sandra Cespedes
NIC Chile Research Labs
Universidad de Chile
Av. Blanco Encalada 1975
Santiago
Chile
Phone: +56 2 29784093
Email: scespede@niclabs.cl
Jérôme Härri
Communication Systems Department
EURECOM
Sophia-Antipolis
France
Phone: +33 4 93 00 81 34
Email: jerome.haerri@eurecom.fr
Dapeng Liu
Alibaba
Beijing
100022
China
Phone: +86 13911788933
Email: max.ldp@alibaba-inc.com
Tae (Tom) Oh
Department of Information Sciences and Technologies
Rochester Institute of Technology
One Lomb Memorial Drive
Rochester, NY 14623-5603
United States of America
Phone: +1 585 475 7642
Email: Tom.Oh@rit.edu
Charles E. Perkins
Futurewei Inc.
2330 Central Expressway,
Santa Clara, CA 95050
United States of America
Phone: +1 408 330 4586,
Email: charliep@computer.org
Alexandre Petrescu
CEA, LIST, CEA Saclay
91190 Gif-sur-Yvette
France
Phone: +33169089223
Email: Alexandre.Petrescu@cea.fr
Yiwen Chris Shen
Department of Computer Science & Engineering
Sungkyunkwan University
2066 Seobu-Ro, Jangan-Gu
Suwon
Gyeonggi-Do
16419
Republic of Korea
Phone: +82 31 299 4106
Email: chrisshen@skku.edu
URI: https://chrisshen.github.io
Michelle Wetterwald
FBConsulting
21, Route de Luxembourg,
L-L-6633, Wasserbillig,
Luxembourg
Email: Michelle.Wetterwald@gmail.com
Jaehoon Paul Jeong (editor)
Department of Computer Science and Engineering
Sungkyunkwan University
2066 Seobu-Ro, Jangan-Gu
Suwon
Gyeonggi-Do
16419
Republic of Korea
Phone: +82 31 299 4957
Email: pauljeong@skku.edu
URI: http://iotlab.skku.edu/people-jaehoon-jeong.php