基于IPv6的無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )關(guān)鍵技術(shù)研究
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2 路由算法
通常的路由算法是：首先在目的地址緩存中查找與發(fā)送報文目的地址匹配的記錄，找不到再在前綴列表中查找與之匹配的記錄，還找不到再看是否有默認路由；其中之一匹配成功，得到下一跳地址，如果都不成功，目的地址設為下一跳地址。再查找鄰居表，如果有與下一跳地址匹配的記錄，用該記錄中的MAC地址發(fā)送報文；否則，調用地址解析程序解析下一跳IP地址對應的MAC地址，解析成功，更新鄰居表，發(fā)送報文，解析失敗，返回錯誤。在無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )中，內部節點(diǎn)只有一個(gè)接口，為簡(jiǎn)化下一跳的選擇過(guò)程，做如下處理：前綴表中按照前綴長(cháng)度遞減排序，并加上鏈路本地前綴和默認路由，默認路由前綴長(cháng)度設置為0，是表中的最后一條記錄。這樣在選擇下一跳時(shí)，可順序查找前綴表，第一個(gè)找到的就是最長(cháng)前綴匹配，即使在真正的前綴中找不到匹配的下一跳，最后一條記錄是默認路由，肯定能匹配成功。刪去目的地址緩存及其匹配過(guò)程。目的地址緩存的目的是提高下一跳選擇的效率，在內部節點(diǎn)上的前綴記錄實(shí)際上只有三條記錄：鏈路本地地址前綴對應的記錄；全球弛址前綴對應的記錄；默認路由。如果還使用目的地址緩存，不僅消耗內存空間和代碼空間。而且實(shí)際的查詢(xún)效率也得不到有效提高。
IPv6的優(yōu)點(diǎn)之一就是提供靈活的路由機制。由于分配IPv4網(wǎng)絡(luò )ID所用的方式，要求位于Internet中樞上的路由器維護大型路由表。這些路由器必須知道所有的路由，以便轉發(fā)可能定向到Internet上的任何節點(diǎn)的數據包。通過(guò)其聚合地址能力，IPv6支持靈活的尋址方式，大大減小了路由表的規模。在這一新的尋址結構中，中間路由器必須只跟蹤其網(wǎng)絡(luò )的本地部分，以便適當地轉發(fā)消息。
鄰居發(fā)現提供以下一些功能：
(1)路由器發(fā)現。這允許主機標識本地路由器。
(2)地址解析。這允許節點(diǎn)為相應的下一躍點(diǎn)地址解析鏈路層地址(替代地址解析協(xié)議)。地址自動(dòng)配置。這允許主機自動(dòng)配置站點(diǎn)一本地地址和全局地址。鄰居發(fā)現將Internet控制消息協(xié)議用于IPv6(ICMPv6)消息，這些消息包括：
(3)路由器廣告。在偽定期的基礎上或響應路由器請求由路由器發(fā)送。IPv6路由器使用路由器廣告來(lái)公布其可用性、地址前綴和其他參數。
(4)路由器請求。由主機發(fā)送，用于請求鏈路上的路由器立即發(fā)送路由器廣告。
(5)鄰居請求。由節點(diǎn)發(fā)送，以用于地址解析、重復地址檢測，或用于確認鄰居是否仍可訪(fǎng)問(wèn)。
(6)鄰居廣告。由節點(diǎn)發(fā)送，以響應鄰居請求或通知鄰居鏈路層地址中發(fā)生了更改。
(7)重定向。由路由器發(fā)送，從而為某一發(fā)送節點(diǎn)指示指向特定目標的更好的下一躍點(diǎn)地址。
3 無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )和有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )交互及穩定性
本文提出通信網(wǎng)絡(luò )采用有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )和無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )相融合拓撲模型，如圖3所示。用現有專(zhuān)用光纖，無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )具有網(wǎng)絡(luò )自愈功能，且每個(gè)節點(diǎn)都是一個(gè)傳感器，可采集相關(guān)信息數據，同時(shí)充當無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )路由器傳輸數據。無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )通過(guò)接入節點(diǎn)(Access Point，AP)接入有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )，將數據通過(guò)專(zhuān)用光纖傳輸至中心監控系統。AP節點(diǎn)是無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )同有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )交互的網(wǎng)關(guān)節點(diǎn)，同時(shí)運行無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )通信和有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )通信雙協(xié)議。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/159424.htm
在IPv6協(xié)議族中，有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )數據傳輸使用硬件地址(MAC)進(jìn)行識別設備，其中地址解析協(xié)議(ARP)完成IP地址和數據鏈路層使用的硬件地址之間的轉換，因此為了保證無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)關(guān)在有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )中的通信，必須要實(shí)現ARP協(xié)議功能。無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò )中節點(diǎn)都還擁有自己唯一的MAC地址，參考TCP／IP下的實(shí)現機制，實(shí)現Zigbee協(xié)議中的適配層和ARP，實(shí)現IP地址到Zigbee無(wú)線(xiàn)傳感器節點(diǎn)地址的映射。協(xié)議轉化如上圖所示，完成數據在Zigbee無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )和TCP／IP有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )之間的協(xié)議轉換過(guò)程。
4 互聯(lián)互通下行物理層／鏈路層
開(kāi)發(fā)互聯(lián)互通下行物理層／鏈路層支持802．15．4等協(xié)議，其中802．15．4支持多頻段，包括780 MHz和2．4 GHz。物理層是通過(guò)中繼器或集線(xiàn)器在電纜之間復制比特流。如圖4所示。
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