[发明专利]基于6LoWPAN无线传感网络的树型结构网络的优化方法

说明书

本发明涉及一种基于6LoWPAN无线传感网络的树型结构网络的优化方法，步骤如下：第一步配置优化的树型网络：由3类节点共同搭建6LoWPAN系统，3类节点分别是边界路由C，普通路由R，终端节点S，各自承担不同的功能，在边界路由与普通路由程序中都加入边界路由配置函数，边界路由函数将路由器设置为根节点；检测网络容量，网络容量是指每个路由器下节点的数目；在边界路由与普通路由中设置优先级，优先级为0,1,2,3，……，其中0优先级最高，1次之，以此类推；根据网络容量设置优先级，网络容量小的优先级高；第二步启动改进的6LoWPAN网络；第三步边缘路由出现故障，变为地址不可达，此时优先级为1的变为边界路由，启动边界路由配置函数，重新进行组网。

技术领域

本发明涉及一种网络优化方法。

背景技术

随着互联网的快速发展，IPV4地址几近枯竭，IPV6技术应运而生。与此同时物联网技术也在蓬勃发展，IPV6技术完美的解决了物联网设备的寻址问题，人们将两种技术结合研发出了6LoWPAN网络，用于无线传感网络，将互联网技术移植到物联网之中，不可避免的会遇到这样一个问题，应该选取哪一种拓扑结构，树形结构有着其固有的缺点，路由故障将导致整个网络瘫痪，但因为结构简单，适合于现阶段的6LoWPAN网络，因此本文设计了一种基于6LoWPAN网络的树型拓扑的优化方法。

IPv6源于IP架构，是IPv4协议的下一个版本，用来解决IPv4存在的一些问题和限制。针对物联网的应用需求，相比于IPv4，IPv6具有如下的功能改善：

1、增加地址空间。相比于IPv4的32位地址位，在IPv6协议中，地址空间扩展到128位，可提供多达3.4×10^38个地址，能充分满足物联网感知层中庞大数量的接入设备的编址需求。

2、优化自动配置功能。在IPv4动态主机配置协议(Dynamic Host ConfigurationProtocol，DHCP)的基础上，IPv6协议进一步优化该功能，实现了无状态自动配置。

3、精简数据报头。IPv6的报头采用基本报头与多个扩展报头(Extension Header)组合的形式，删除了若干IPv4报头中无用的分段、校验和等字段，增添了流标签等新的字段。

4、提升安全性。IPv6采用了IPSec(Internet协议安全性)框架结构，结合嵌入式网络层加密认证系统，充分提升安全特性。

5、更强移动性。

要想在这样的物理层和数据链路层架构上运行IPv6协议，必须解决以下几个问题：

(1)IPv6地址的获取。IEEE 802.15.4提供64位IEEE地址和16位网内短地址两种寻址方式，可考虑采用这两种方式获得IPv6地址，或者采用其它方式，比如硬件方式。

(2)最大传输单元(Maximum Transmission Unit，MTU)的限制。RFC2460文档定义了IPv6协议的最大传输单元1280字节，而除去自身开销后，IEEE 802.15.4的数据链路层最多能提供102字节的有效载荷长度，需要数据链路层来组织数据包的分片与重组。

(3)IPv6报头压缩。IEEE 802.15.4物理层帧长度上限为127字节，而在IPv6报文中固定的报头将占据40字节，需要引入报头压缩机制来进行改善。

(4)轻量化TCP/IPv6协议。在物联网感知层接入设备上大可不必运行完整的TCP/IPv6协议，适当的裁剪相关子协议可更好的适应IEEE 802.15.4网络对功耗、成本、存储空间等方面的要求。

(5)优化路由机制。现有的一些广泛应用于互联网中的链路状态路由协议和距离矢量路由协议并不适合于资源受限的物联网感知层接入设备。因此，需要针对物联网的相关应用与特性，对路由协议进行优化。