浅谈6lowpan适配层的研究与实现

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1、华东师范大学硕士学位论文6LowPAN适配层的研究与实现姓名：李海申请学位级别：硕士专业：计算机系统结构指导教师：张卫20070101华东师范大学2007届硕士学位论文论文摘要当今无线传感器网络技术正飞速地发展，越来越多的传感器应用被投入到生产和生活中，如何使得这些传感器节点能够有效地通信则是影响无线传感器网络发展的一个关键问题；已有的IPv4网络协议虽然在过去的若干年内取得了显著的成功，但是其IP地址的局限性使其无法满足无线传感器网络海量节点的部署需求，逐渐成为了无线传感器网络迸一步发展的绊脚石。而IPv6协议作为被寄予厚望的下一代网际协议，其近乎天文数字的地址空间彻底解决了地址枯竭的

2、问题，为无线传感网络带来了曙光。6LOwPAN技术的提出正是基于以上两种技术，旨在将无线传感器网络技术和IP、，6技术结合到一起，同时IETF也成立了相应的研究小组对其进行研究，6LowPAN正成为网络界最前沿的研究领域之一。本文结合IEEE802．15．4标准和IPv6协议各自的特性，讨论了6LowPAN在设计过程中遇到的问题，并从实现角度针对这些问题提出了对应的解决方案，并实现了适配层的相关功能，包括适配层网络拓扑的管理、适配层地址分配及树状路由算法，最后针对网关多接口的需求设计并实现了基于ARM和HCS08系列CPU的双CPU网关构架。首先，本文讨论了无线传感器网络的发展概况，进而

3、引出了6LOwPAN。在介绍了6LowPAN所涉及到的相关技术后，对6LowPAN的关键技术—适配层进行了讨论，并定义了适配层需要实现的功能：网络拓扑管理、适配层地址管理、适配层路由、分片重装、头部压缩及组播支持。其次，本文结合IEEE802．15．4标准的特点分析了适配层网络拓扑的特点，并讨论了以省电为目的的Beacon机制。提出了树状拓扑的构想，并定义了节点的基本协议行为，同时根据三种不同类型的节点给出了各自的协议状态机。。然后，本文分析了6LowPAN无线多跳的特点，并考虑到低功耗低开销的设计目的，我们结合树状拓扑提出了树状地址分配方式，并在以上两种技术基础上设计了树状路由机制。最

4、后，本文提出了基于ARM和HCS08系列CPU的双CPU网关构架。文章分析了网关对于6LowPAN的必要性，同时定义了网关所要实现的功能，并给出了双CPU网关构架的设计细节，包括硬件构架、协议构架以及双CPU问数据和原语的交互方式等。关键字：6LowPAN，适配层，路由，无线传感器网络，IPv62华东5

5、Iti范大学2007届硕士学位论文ABSTRACTNowadaysthewirelesssensornetworkisdevelopingveryfast。moreandmoresensorsaredeploiedintherealwodd。whichexistinourdailyIfi

6、e．ButitiSabigproblemhowtomakethecomunicationbetweenthesesensorseffectively．AlthoughIPv4hasachievedfantasticsuccessinthepast20years．itcannotprovideenoughIPaddressforwirelesssensornetworkandthelimitationofIPv4addressdwarfsthedevelopmentofwirelesssensornetwork．Fortumatly,asthenextgenerationnetworkpr

7、otocol，IPv6providesextremelargenumberofIPaddresswhichbnngsthehopetowirelesssensornetwork．6LowPANISbasedOnthesetwotechnologieswhoseaimiStocombinethesetwotechnologiestogethenAdiscussiongrouphasbeenfoundedinIETFtomakerelatedstandardandnow6LowPANisbecomingoneofthemostpopularfieldinnetworkresearch．Reg

8、ardingtothefeatureoftheIEEE802．15．4standardandlP、，6．weanalyzetheproblemswhiledesigningof6LowPANandWEproposecorrespondingsolutionstoresolvethem，includingmanagementofnetworktopology’addressmanagementinadaptationlayer,rou