IPV6及其在物联网中的应用.docVIP

. .. IPV6及其在物联网中的应用 摘要 近几年，我国明确提出了要大力发展战略性新兴产业，规划引导下一代网络发展。促进物联网、互联网、移动互联网的融合发展，业已成为了我国信息网络建设工作的重点之一。而伴随着科学技术的发展以及现代化新应用的相继产生，陈旧的IPv4协议很难适应互联网的日益发展与进步，跟不上时代的发展的趋势，地址资源日益减少、路由表使用量增大、质量服务不到位等不足都使我们开始把目光转向新技术。 物联网中的节点构成一个无线传感网络，这个无线传感网络负责传递和处理感知层获取的信息。而本文介绍的就是基于IPv6技术的无线传感器网络技术，，它把IPv6技术融入无线传感器网络，采用分层结构构建开发式的网络体系，不仅能解决无线传感器网络间、无线传感器网络与Internet间的互连互通问题，同时解决了无线传感器网络固有的缺点，如需要数量巨大的地址资源、需要实现有效地址管理机制、缺乏应有的安全机制等问题。文章就IPv6技术在无线传感网络组网的应用，概述了相关的关键技术及重点解决问题。 关键词：IPV6；物联网；无线传感 引言 IPv6是以IETF为设计基础的互联网协议升级版，作为下一代网络协议，具有地址资源丰富、地址自动配置、安全性高以及移动性好等优点，它是下一代IP协议发展的一个客观趋势，相对IPv4，具有实现网络接入及信息资源共享、地址资源丰富、易开发等方面的明显优势。由于6LowPAN技术支持IPv6与无线传感网的无缝连接，因此其特别适合应用于嵌入式IPv6这一领域，并且还可以通过IPv6协议接入下一代互联网，使人们与周围环境更紧密地结合，实现IPv6协议所倡导的“无处不在的IP”理念。随着IPv6网络的广泛应用，以及无线传感器网络技术的深入发展，基于IPv6的无线传感器网络将是无线传感器网络的重要发展方向。 1 IPv6核心技术 就IP地址数量而言，相比之下最显著的特点就是IPv6是由128位数字组成的它有相对更宽裕的地址空间，另外在主机接口处可以提供不痛种类的地址配置，主要包含：全球地址、全球单播地址、区域地址、链路本地地址、地区本地地址、广播地址、多播群地址、任播地址、移动地址、家乡地址、转交地址等。IPv6 的第二个优势是它可以支持无状态和有状态两种地址自动配置的方式。其中无状态地址自动配置方式是：在地址节点配置时运用一种邻居发现机制得到一个局部连接地址。在此地址获取之后，它使用另一种即插即用的机制，在全自动的状态下，得到一个独一无二的路由IP。除此之外，IPv6独特性可以从以下几点表现出来。 1.1 灵活的路由机制 通常的路由算法是：首先在目的地址缓存中查找与发送报文目的地址匹配的记录，找不到再在前缀列表中查找与之匹配的记录，还找不到再看是否有默认路由；其中之一匹配成功，得到下一跳地址，如果都不成功，目的地址设为下一跳地址。再查找邻居表，如果有与下一跳地址匹配的记录，用该记录中的MAC地址发送报文；否则，调用地址解析程序解析下一跳IP地址对应的MAC地址，解析成功，更新邻居表，发送报文，解析失败，返回错误。在无线传感器网络中，内部节点只有一个接口，为简化下一跳的选择过程，做如下处理：前缀表中按照前缀长度递减排序，并加上链路本地前缀和默认路由，默认路由前缀长度设置为0，是表中的最后一条记录。这样在选择下一跳时，可顺序查找前缀表，第一个找到的就是最长前缀匹配，即使在真正的前缀中找不到匹配的下一跳，最后一条记录是默认路由，肯定能匹配成功。删去目的地址缓存及其匹配过程。目的地址缓存的目的是提高下一跳选择的效率，在内部节点上的前缀记录实际上只有三条记录：链路本地地址前缀对应的记录；全球地址前缀对应的记录；默认路由。如果还使用目的地址缓存，不仅消耗内存空间和代码空间，而且实际的查询效率也得不到有效提高。 IPV6的优点之一就是提供灵活的路由机制。由于分配IPV4网络ID所用的方式，要求位于INTERNET中枢上的路由器维护大型路由表。这些路由器必须知道所有的路由，以便转发可能定向到TNTERNET上的任何节点的数据包。通过其聚合地址能力，IPV6支持灵活的寻址方式，大大减小了路由表的规模。在这一新的寻址结构中，中间路由器必须只跟踪其网络的本地部分，以便适当地转发消息。 邻居发现提供以下一些功能： （1）路由器发现。这允许主机标识本地路由器。 （2）地址解析。这允许节点为相应的下一跃点地，址解析链路层地址（替代地址解析协议）。地址自动配置。这允许主机自动配置站点－本地地址和全局地址。邻居发现将INTERNET控制消息协议用于IPV6消息。 （3）路由器广告。在伪定期的基础上或响应路由器请求由路由器发送。IPV6路由器使用路由器广告来公布其可用性、地址前缀和其他参数。 （4）路由器请求。由主机发送，用于请求链路上的路由器立即