[发明专利]6LoWPAN无线传感器网络地址自动配置的实现方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种地址自动配置的实现方法，尤其涉及的是一种6LoWPAN无线传感器网络地址自动配置的实现方法。

背景技术

随着下一代网络(IPv6网络)的不断成熟和发展，6LoWPAN无线传感器网络已成为未来网络发展的必然趋势，实现6LoWPAN无线传感器网络需要解决的关键技术之一就是6LoWPAN无线传感器网络的IPv6地址自动配置问题。

IPv6地址自动配置是IPv6的一个重要技术特色，它可以在无人干预的情况下为每个接口配置具有唯一性的IPv6地址，这一特性与WSN自组织、自配置的设计目标十分一致。但与此同时，在资源有限的WSN中实施现有的IPv6地址自动配置方式还存在一些问题，例如现有的有状态地址配置方案采用服务器/客户端的通信方式分配IPv6地址，即节点向DHCP服务器提出申请地址的请求，然后由DHCP服务器统一为网络内的节点分配IPv6地址，显而易见，这种地址配置方案带来大量的控制包开销，同时也消耗了大量的存储资源；在现有的基于邻居发现协议的无状态地址配置方案中，每个被分配的IPv6地址都需要在整个WSN中进行重复地址检测以确保它的唯一性，同样导致了大量的控制包开销，消耗了大量的网络资源。

因此针对资源有限的6LoWPAN无线传感器网络需要建立一种低开销的IPv6地址自动配置方案。

发明内容

发明目的：本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种6LoWPAN无线传感器网络地址自动配置的实现方法。

技术方案：本发明公开了6LoWPAN无线传感器网络地址自动配置的实现方法，所述无线传感器网络包括四类节点：新节点、网关节点、代理节点及简单节点；

其中，新节点是没有获取IPv6地址的可移动传感器节点，不能为其它节点分配IPv6地址；网关节点是连接6LoWPAN无线传感器网络与IPv6互联网的传感器节点，它的IPv6地址及可分配地址资源预先设定，用于为新节点分配IPv6地址，不具有移动性；代理节点为已获取IPv6地址且具有可分配地址资源的可移动传感器节点，用于为新节点分配IPv6地址；简单节点为已获取IPv6地址且不具有可分配地址资源的可移动传感器节点；新节点、代理节点及简单节点的状态可互相转换。

网关节点和代理节点的可分配地址资源为一段连续的地址空间，用闭区间[a，b]表示，其中，a，b为正整数；网关节点和代理节点的可分配地址资源为连续地址空间，因此，地址资源不会造成浪费，降低了IPv6地址配置成本，同时也降低了IPv6地址资源的回收成本，不会造成IPv6地址浪费。

传感器节点的IPv6地址由三部分组成，第一部分是全局路由前缀，长度为64+n比特，它唯一标识一个6LoWPAN无线传感器网络，一个6LoWPAN无线传感器网络中所有传感器节点的IPv6地址的全局路由前缀都相同；第二部分为接口ID，它唯一标识6LoWPAN无线传感器网络中的一个传感器节点，接口ID由网关节点ID及传感器节点ID组成，其中，网关节点ID长度为i比特，唯一标识6LoWPAN无线传感器网络中的一个网关节点，从该网关节点获取IPv6地址的传感器节点以及从其分配IPv6地址的代理节点处获取IPv6地址的传感器节点的IPv6地址的网关节点ID都相同，其值为该网关节点的网关节点ID；传感器节点ID长度为64-i-n比特，唯一标识6LoWPAN无线传感器网络中的一个传感器节点；

所述网关节点的IPv6地址的传感器节点ID为0，简单节点与代理节点的传感器节点ID为正整数，i和n为正整数；

初始状态下，网关节点IPv6地址的网关节点ID预设置区间为|1，2ⁱ-1]，可分配地址资源预设定区间为|1，2^64-n-i-1]。

本发明所述方法中，所述网关节点保存一个地址记录表，用于记录具有相同网关节点ID的代理节点或简单节点的地址信息；

当记录具有相同网关节点ID的代理节点时，所述地址记录表项由四个域组成：传感器节点ID、可分配地址资源上限、可分配地址资源下限、生存时间，其中，传感器节点ID为代理节点的IPv6地址的传感器节点ID；可分配地址资源上限为代理节点的可分配地址资源区间的上限值；可分配地址资源下限为代理节点的可分配地址资源区间的下限值；生存时间为地址记录表项的生存时间，随着机器时钟自动衰减，当衰减为0时，此地址表项对应的传感器节点ID以及可分配地址资源被自动回收；代理节点的可分配地址资源区间上限值大于或等于可分配地址资源区间的下限值；