IPv6傳感器網(wǎng)絡(luò)中鄰居發(fā)現(xiàn)協(xié)議的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、RESEARCHANDIMPLEMENTATIONOFIPv6NEIGHBORDISCOVERYINWIRELESSSENSORNETWORKSADissertationSubmittedtoSoutheastUniversityFortheAcademicDegreeofMasterofEngineeringBYXieXunSupervisedSupervSe。byProfWuGUOxinSchoolofComputerScience

2、&EngineeringSoutheastUniversityMarch201O摘要摘要無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN)是當(dāng)今的熱門研究領(lǐng)域之一，如何將IPv6協(xié)議與傳感器網(wǎng)絡(luò)結(jié)合也成為其中的一個重要議題。IETF6LoWPAN(IPv6overIEEE802154的簡稱)I作組，致力于完成IPv6數(shù)據(jù)包在IEEE802154網(wǎng)絡(luò)上的傳輸。6LoWPAN體系結(jié)構(gòu)中鄰居發(fā)現(xiàn)協(xié)議(NDP)是一個關(guān)鍵技術(shù)，其主要功能大多都是通過m組播實(shí)現(xiàn)的，但是過度

3、的采用IP組播的鄰居發(fā)現(xiàn)過程會造成大量的節(jié)點(diǎn)能量消耗。因此，必須在保證鄰居發(fā)現(xiàn)協(xié)議基本功能的前提下，對原有的NDP協(xié)議的功能和協(xié)議行為進(jìn)行適當(dāng)?shù)暮喕托薷?，使其滿足無線傳感器網(wǎng)絡(luò)低功耗和低資源的設(shè)計(jì)要求。本文分析了IPv6鄰居發(fā)現(xiàn)協(xié)議在LoWPAN網(wǎng)絡(luò)中面臨的主要困難，介紹了6LoWPAN工作組在鄰居發(fā)現(xiàn)機(jī)制上的研究與進(jìn)展情況，指出當(dāng)前工作中存在組播報(bào)文運(yùn)用方面的不足。在此基礎(chǔ)上，本文從抑制IPv6組播報(bào)文使用和改進(jìn)MAC層廣播控制兩個

4、方面，對6LowPAN網(wǎng)絡(luò)中鄰居發(fā)現(xiàn)協(xié)議機(jī)制進(jìn)行研究與改進(jìn)。具體來說：論文以減少組播報(bào)文為目的，在保證鄰居發(fā)現(xiàn)主要功能實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)上，提出了兩種報(bào)文的交互方式：一種是主機(jī)主動方式，目的是避免周期性組播路由器通告報(bào)文；一種是路由器主動方式，目的是降低組播路由器請求報(bào)文的頻率。論文詳細(xì)討論了兩種報(bào)文交互方式的實(shí)現(xiàn)方法，對比分析了兩種方式的實(shí)現(xiàn)效率。此外，簡化了現(xiàn)有鄰居發(fā)現(xiàn)草案中鄰居狀態(tài)之間的維護(hù)過程，提出了新的鄰居狀態(tài)維護(hù)的方案。其次，論文在

5、m組播與MAC層廣播轉(zhuǎn)換方法的基礎(chǔ)之上，加入了廣播風(fēng)暴的控制機(jī)制，節(jié)點(diǎn)通過記錄轉(zhuǎn)發(fā)過的廣播報(bào)文，避免了重復(fù)轉(zhuǎn)發(fā)，從而控制底層廣播風(fēng)暴的產(chǎn)生。通過仿真實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了廣播轉(zhuǎn)換方法與廣播控制機(jī)制的結(jié)合使用，可以抑制網(wǎng)絡(luò)中報(bào)文數(shù)量的產(chǎn)生。最后，論文在基于TinyOS的6LoWPAN平臺blip之上，實(shí)現(xiàn)了本文提出的鄰居發(fā)現(xiàn)報(bào)文交互方式，驗(yàn)證了改進(jìn)后的鄰居發(fā)現(xiàn)協(xié)議的可行性，分析說明了改進(jìn)后的鄰居發(fā)現(xiàn)協(xié)議在報(bào)文數(shù)量控制和能量消耗上的優(yōu)勢。關(guān)鍵字：IP