[发明专利]一种基于6LoWPAN网络的服务发现方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及通讯技术领域，特别是涉及一种基于6LoWPAN（IPv6 overLow-Power Wireless Personal Area Networks，基于IPv6的低速无线个域网）网络的服务发现方法及装置。

背景技术

服务发现（SD，Service Discovery）作为传统网络的一个关键应用层协议，使设备能自动在网络上发布或获知可用服务。在物联网应用中，由于智能终端无法方便的实现直接与用户交互，且在同一个网络部署中可以存在多种应用，因而服务发现在物联网应用中显得尤为重要。例如在楼宇自控系统中，开关设备要找到相应的光源设备；在温度采集系统中，温度传感器要找到相应的锚节点。服务发现在网络初始化时第一次执行，并在网络稳定后周期性的进行，新设备加入网络后也会触发服务发现。

6LoWPAN协议实现了TCP/IP协议栈与基于IEEE802.15.4链路层协议的适配功能，因而6LoWPAN网络可以有效的实现与传统IP网络较强的可交互性以及可扩展性。目前IETF（Internet Engineering Task Force，互联网工程任务组）对6LoWPAN研究仍处于关键技术研究阶段，IETF已解决协议适配，数据包压缩等问题并发布标准文档；6LoWPAN邻居发现协议、RPL（RoutingProtocol for LLN，低功耗路由协议）路由协议以及CoAP应用层协议均是结合传统IP（Internet Protocol，网络之间互连的协议）网络协议而制定的轻量级的协议，目前均处于标准草稿阶段。

邻居发现机制是IPv6（Internet Protocol Version 6，版本号6的互联网协议）的一个关键特征，处理IPv6链路上节点的启动以及维护。基本的IPv6邻居发现协议[RFC4816]并不适用于6LoWPAN。6LoWPAN工作组为低功耗无线网络和6LoWPAN特别制定了6LoWPAN邻居发现协议（6LoWPAN-ND），其中详细描述了网络自动配置以及主机、路由和边界路由之间的交互机制，完成LoWPAN域内各节点的注册与地址分配。每个LoWPAN域的节点注册表由相应边界路由保存，简化了IPv6操作，也减少了组播信息流的数量。

由于6LoWPAN无线终端资源能耗有限，802.15.4无线链路低速率的限制，使得6LoWPAN网络的服务发现务必实现轻量级开销并且机制简单可扩展；同时还应考虑终端数量庞大等要求。

目前关于物联网终端的服务发现还没有统一的标准，面向6LoWPAN协议的服务发现机制还处于需求探讨阶段。IETF CoRE工作组提供的最新的标准草稿给出了基于IP的无线网络与Internet的几种典型的服务发现交互场景与模式，并提出基于CoAP（Constrained Application Protocol，受限应用协议）协议的服务发现思路。此外，IETF草稿提出将服务发现与邻居发现机制相结合以及与传统IP网络服务发现相结合的思路，但均未给出具体的方法。

由于6LoWPAN网络是基于IP的无线网络，因而其服务发现可借鉴传统IP网络的服务发现协议。传统IP网络典型的SD协议主要包含三种：SLP（Service Location Protocol，服务定位协议）、Zeroconf套件以及UPnP（UniversalPlug and Play，通用即插即用）架构。前两者均是由IETF制定的标准协议，后者通过UPnP社区开发完成。

Zeroconf与UPnP除了基本服务发现机制外还实现了包括地址自动配置等其他功能。Zeroconf用于执行地址自动配置、无域名系统（DNS，Domain NameSystem）服务器的主机名解析以及使用DNS完成发现服务。Zeroconf也实现了较为简单的发现机制，但协议需要对所有查询的本地链路多播，而且该架构不提供类似于SLP中DA的缓存代理机制，扩展性是一个问题。UPnP运行在IP协议上，使用标准IP的自动配置特性，提供一种简单服务发现协议（SSDP，Simple Service Discovery Protocol），其服务消息通过较为复杂的XML（Extensible Markup Language，可扩展标记语言）语言表示。