试论6lowpan适配层与nd协议的研究和实现

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1、华东师范大学硕士学位论文6LoWPAN适配层与ND协议的研究和实现姓名：毛妙申请学位级别：硕士专业：计算机系统结构指导教师：张卫20070101华东师范人学2007届研究生硕十学位论文论文摘要随着传感器与无线网络技术的迅速发展，无线传感器网络(WSN)已经逐渐成为当前网络界最热门的研究领域之一。为了实现“传感整个世界”的目标，人们开始将数量巨大的传感器节点接入Intemet。然而，由于地址空问逐渐耗尽并且仅提供极其有限的自动配置功能等原因，传统的IPv4协议并不适合WSN的特殊需求。为了解决这些问题，人们开始将目光转向将下一代的IP协议一IPv6协议。对WSN来说，IP、，6协议的

2、新特性如128位的巨大地址空间、内建的安全机制、移动性、即插即用等功能将是非常有吸引力的。在这种背景下，IETF于2004年末正式成立了6LoWPAN(IPv6overLowpowerWPAN)协议工作组，该工作组将致力于研究如何使IPv6协议能够运行于LoWPAN设备上。总之，IPv6与WSN的结合必将极大地推动无线传感器网络的发展。本文首先介绍了了无线传感器网络的基本概念和发展现状，并从中引出6LoWPAN的基本思想以及一些相关的技术背景如IPv6、IEEE802．15．4标准和邻居发现协议等。在这些介绍的基础上，本文给出了适配层的详细功能描述，定义了适配层帧格式、适配层分片和

3、重组、组播支持以及头部压缩格式。接着，文章分析了标准的ND协议不能直接运行于LowPAN网络上的主要原因，提出了相应的解决方案--6LoWPANND扩展，并给出该方案的主要算法和协议处理流程。根据6LoWPAN的协议设计，本文随后给出了一个模块化的6LdWPAN协议栈的设计框架，介绍了网络接口层、适配层和6LoWPANND扩展的主要实现细节。最后，文章介绍了6LOWPAN协议栈的测试方案，测试环境和一个基于已实现的6LoWPAN协议栈的无线传感器网络Web应用，从多种角度验证了6LoWPAN协议的正确性，一致性和实用性。关键字：6LoWRAN、适配层、邻居发现协议、WSN、IPv6

4、华东师范人学2007届研究生硕f+学位论文ABSTRACTWnhtheprogressofSensorandWirelessNetworksTechnique．WirelessSensorNetworks(WSNlhasbecomeoneofthehonestfieldinnetworkarea．To“sensortheworld”，peoplestarttoconnectthelargeamountofsensornodesjntoInternet．However,thetraditionaIIPv4protocolisn’tsuitableforWSNduetoitsexhau

5、stingaddressspaceandlimitedauto·configurationability,Inordertosolvetheproblemabove，thenextgenerationInternetprotocol，IPv6iStakenintoconsideration．ThenewfeatureofIPv6suchas128一bitsaddressspace．security,mobilityandplug&playwouldbeagreatattractiontoWSN．Underthiscircumstance，IEFTestablished6LdWPAN

6、(IPv6overLowpowerWF，ANlWorkingGroupwhichfocusonenablingIPv6communicationbetweenLOWPANdevicesin2004．Ataword．thecombinationoffPv6andWSNwoulddefinitelyforwardsthedevelopmentofWirelessSensorNetworks．ThisthesisbeginswiththeconceptsandcurrentsituationofWSN．Thenjtintroducesthebasicideaof6LdWPANandiIl

7、ustratesthebackgroundtechniqueincludingIPv6．IEEE802．15．4andNeighborDiscoveryProtoc01．BasesontheaboveWOrks，thisthesisdefinesthedetaliedfunctionofAdaptationlayer,whichareframeformat，adaIptationfragmentationandreassembly,multicastsupposing