低速無線網(wǎng)絡(luò)中的路由優(yōu)化及其可信性研究.pdf

1、當(dāng)提到傳感器網(wǎng)絡(luò)時一般我們都不會想到利用IP協(xié)議，IP協(xié)議被認(rèn)為是本地局域網(wǎng)(Local Area Networks，LAN)、無線局域網(wǎng)(Wireless Area Networks，WAN)、PC及服務(wù)器所使用的協(xié)議，而對于傳感器網(wǎng)絡(luò)、個人區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(Personal Area Networks，PAN)或者傳感器本身的應(yīng)用程序而言，IP顯得過于笨重。
　　 在上述網(wǎng)絡(luò)中使用IP協(xié)議并將其應(yīng)用至網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備上可以使得分層的命名

2、與尋址變得更加容易并能簡化連接模型。過去由于要進行其他協(xié)議與標(biāo)準(zhǔn)IP協(xié)議之間的轉(zhuǎn)換而必須要有一個復(fù)雜的網(wǎng)關(guān)來完成這一功能，而統(tǒng)一使用IP協(xié)議后網(wǎng)關(guān)可以被替換為更簡單的路由器等。此外，利用IP協(xié)議用戶可以使用已有的工具來對網(wǎng)絡(luò)進行配置、管理與調(diào)試，我們不需要為其他協(xié)議與應(yīng)用程序另外開發(fā)一整套的工具，也不需要另外熟悉如何使用這些工具。由于整個網(wǎng)絡(luò)是基于IP協(xié)議的，網(wǎng)絡(luò)功能及編程與其它網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序相同，因此程序員與管理員不需要學(xué)習(xí)與開發(fā)新的技

3、術(shù)。在調(diào)試網(wǎng)絡(luò)或應(yīng)用程序時我們已經(jīng)有了調(diào)試基于IP網(wǎng)絡(luò)的經(jīng)驗了。
　　 基于IEEE802.15.4實現(xiàn)IPv6通信的IETF6LoWPAN草案標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布有望改變這一局面。6LoWPAN所具有的低功率運行的潛力使它很適合應(yīng)用在從手持機到儀器的設(shè)備中，而其對AES-128加密的內(nèi)置支持為強健的認(rèn)證和安全性打下了基礎(chǔ)。
　　 6LoWPAN在IP協(xié)議棧的鏈路層與網(wǎng)絡(luò)層之間引入了一個適配層，這極大減小了報文長度，使得在基于80

4、2.15.4的鏈路上傳輸IPv6報文成為可能。適配層標(biāo)準(zhǔn)中提供了頭部壓縮算法以降低傳輸負載，提出了分片機制以支持IPv6的最小MTU，并能支持二層轉(zhuǎn)發(fā)以將IPv6報文在多個無線設(shè)備之間傳輸。6LoWPAN通過使用跨層的優(yōu)化達到了較低的負載，使用鏈路層和適配層的信息來壓縮網(wǎng)絡(luò)層和傳輸層的報頭，參考了IPv6擴展報頭的原理，使用“頭部?！钡母拍钜詤^(qū)別不同報頭使得報頭簡單且易于解析。
　　 適配層的實現(xiàn)增強了在網(wǎng)絡(luò)層與適配層數(shù)據(jù)包的路

5、由/轉(zhuǎn)發(fā)能力，根據(jù)路由決策發(fā)生在網(wǎng)絡(luò)層或適配層可以將路由方案分為兩種：Mesh-under與Route-over。Mesh-under原理中，根據(jù)802.15.4幀頭部或6LoWPAN頭部在鏈路層進行數(shù)據(jù)包的路由與轉(zhuǎn)發(fā)，而在Route-under原理中，路由決策發(fā)生在網(wǎng)絡(luò)層，每個節(jié)點作為一個IP路由器，轉(zhuǎn)發(fā)過程中使用IP路由表與IPv6中的逐跳選項，路由與轉(zhuǎn)發(fā)決策過程中使用封裝的IPv6頭部。
　　 當(dāng)前對6LoWPAN網(wǎng)絡(luò)中的

6、路由研究主要基于Route-over的原理，對于基于二層轉(zhuǎn)發(fā)的Mesh-under路由研究較少。雖然Route-over的路由方案通用性更強一些，但是使用Mesh-under的路由方案時，路由協(xié)議只需解析鏈路層或者適配層的內(nèi)容即可完成路由過程，降低了數(shù)據(jù)包的處理時間，簡化數(shù)據(jù)處理。
　　 本文中，對6LoWPAN網(wǎng)絡(luò)中的路由技術(shù)進行了分析與研究，針對基于Mesh-Under原理的一種路由協(xié)議HiLow中的不足之處，對路由協(xié)議進行