基于6lowpan的rpl路由协议研究

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1、第30卷第8期重庆工商大学学报(自然科学版)2013年8月Vol.30NO．8JChongqingTechnolBusinessUniv.(NatSciEd)Aug．2013文章编号:1672－058X(2013)08－0072－06*基于6LoWPAN的RPL路由协议研究李树军(盐城师范学院信息科学与技术学院，江苏盐城224002)摘要:对无线个域网的协议体系进行了介绍，在此基础上，对RPL路由协议的制定背景、相关标准的现状和作用进行了阐述;详细介绍了RPL路由协议的相关术语、工作原理和拓扑结构。最后，以实例的方式介绍了RPL路

2、由协议如何采用3种控制消息进行向上路由和向下路由的建立，并对StoringMode和Non-StoringMode两种向下路由建立模式的异同点进行了分析。关键词:RPL;无线个域网;路由协议;传感器网络中图分类号:TP393文献标志码:A0引言无线传感器网络经过十几年的发展，已经越来越受到学术界和工业界的关注和青睐。无线传感网络在走向产业化的过程中面临一个亟待解决的问题:将现有IP网络扩展到无线传感器网络，使传感器网络与互联网互通互联。迄今为止，无线传感器网只采用专用协议，因为IP协议对内存和带宽要求较高，要降低它的运行环境要求以

3、适应微控制器及低功率无线连接很困难，将IP协议引入无线通信网络一直被认为是不现［1，2］实的。6LoWPAN协议的出台改变了这一局面，该标准旨在将IPv6引入以IEEE802．15．4作为底层标准的无线个域网。6LoWPAN协议弥合了无线传感器网络与下一代互联网之间的缝隙，实现两者之间的高效互通和访问。为了解决6LoWPAN的路由问题，IETF于2008年成立了一个新的工作组ROLL(RoutingoverLow-powerandLossyNetwork)。经过研究，ROLL工作组研究制定了RPL(RoutingProtocolf

4、orLLN)协议，RPL路由协议对于无线个域网的发展至关重要，RPL路由协议目前还处于草案阶段，仅是一个工作组文稿(draft-ietf-roll-rpl)，此处拟对其进行分析和研究。［3］16LoWPAN的协议体系由于IPv6对内存和带宽的要求很高，要降低它的运行环境以适应微控制及低功率无线连接是比较难办的事情。因此需要对传统的协议栈进行精简和轻量化以适应无线个域网的特点。6LoWPAN工作组制定的收稿日期:2013－02－20;修回日期:2013－04－21．*基金项目:江苏省自然科学基金资助项目(BK2010293)．作者简

5、介:李树军(1980-)，男，重庆潼南人，讲师，从事计算机网络研究．第8期李树军:基于6LoWPAN的RPL路由协议研究73IPv6协议体系数据链路层和物理层符合IEEE802．15．4协议规范，在网络层和数据链路层中加入了一个6LoWPAN适配层来完成数据转换工作。图1所示为基于IPv6无线个域网的协议体系示意图。链路层和物理层使用现在已经被广泛接受和使用的IEEE802．15．4协议。为了能够在网络层使用IPv6协议，在链路层和网络层之间加入了一个6LoWPAN适配层来进行报头压缩和数据包的拆包。路由使用RPL路由协议。RPL

6、路由协议通过交换3种ICMPv6控制消息来建立路由。传输层使用的是轻量级的TCP、UDP以及经过修改的ICMPv6。应用层现在还处于研究阶段。图16LoWPAN协议体系2RPL路由协议概述2．1RPL路由协议的制定背景低功耗数据易丢失网络(LLN)由很多嵌入式设备组成，通常这些设备的能量、存储量和处理能力都很有限。这些设备之间通过好多不同的无线技术连接到一起，比如:IEEE802．15．4、蓝牙和WiFi等。LLN的应用领域很广泛，包括工业控制、楼宇自动化、智能家居、医疗、环境监测、城市传感网、资产跟踪等。低功耗数据易丢失网络的一

7、些特点决定了它的路由具有特定的要求。ROLL工作组于2008年2月成立，致力于制定低功耗网络中IPv6路由协议的规范。ROLL工作组首先评价了现有的路由协议，如:OSPF、IS-IS、AODV、OLSR等。结果显示现有的一些路由协议不能很好地满足低功耗易丢失网络的路由要求。于是ROLL工作组开始制定新的能够满足低功耗易丢失网络的路由要求的路由协议。ROLL工作组详细地调研了所关注领域的路由要求后提交了4个RFC文档(RFC5548、RFC5673、RFC5826、RFC5867)，分别对上述几个领域的路由要求做了具体的说明。然后根

8、据这些路由要求，该工作组制定了RPL路由协议(IPv6RoutingProtocolforLowPowerandLossyNetworks)。现在RPL路由协议还处于草案阶段，最新版本是第19版。2．2RPL路由协议工作原理和功能RPL路由协议是一