浅析智能物件网络中的RPL路由技术.pdf

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1、网络技术《电信网技术》2011年9月第9期浅析智能物件网络中的RPL路由技术宋菲工业和信息化部电信研究院通信标准研究所工程师侯乐青武警青海总队网管中心工程师摘要在智能物件网络中路由器以及节点之间的连通性都受到约束，所以根据智能物件网络的特点，IETF（互联网工作任务组）中的ROLL工作组为低功耗有损网络（LLN）制定路由方案，设计了一个叫做RPL的路由协议。本文将对RPL路由协议进行研究，分析其协议内容，包括设计原则、拓扑结构、路由创建等，总结出RPL路由的特点。关键词RPL智能物件网络DAG1引言路不稳定性、低功耗

2、以及有限的存储资源等问题，传统网络中的路由协议（如RIP，OSPF）以及Adhoc网络智能物件（SmartObject）可以定义为装备了传感路由协议（如ADOV，DSR，DSDV）都不适用于智能物器或制动器、微处理器、通信装置和电源的设备，它和件网络，智能物件网络需要设计新的路由协议。物联网（InternetofThings，WebofObjects，Webof2传统网络路由协议Things）、协同物件（CooperatingObjects）均表示相同的技术。智能物件网络与其他通信网络有着截然不同的目前在Intern

3、et网络中常用的内部网关协议主要特点，使得其路由研究极具挑战性。由于智能物件网有两种。一种是基于距离矢量的路由协议，如RIP协络中的传感器节点最根本的任务就是感知、采集数议。在该协议中，每个路由器都维护一张距离向量表，据，并不像传统Adhoc网络中的节点一样快速移动，表中记录着本路由器到每个目的地的最佳路由。并通因此没有必要花费很大的代价频繁地更新路由表信过与相邻路由器交换距离信息来更新路由表的信息。息。由智能物件组成的网络明显有别于传统IP网络，另一种是基于链路状态的路由协议，如OSPF协议。与主要区别如图1所示。

4、距离矢量路由协议不同的是，在该协议中，所有路由器不必以分布方式计算“最短路由”，而是通过可靠地发布链路状态分组来维护一张完整的网络拓扑结构图，并按照该拓扑结构计算出至目的节点的最短路由。在Adhoc网络中，由于节点的移动以及无线信道的衰减、干扰等原因造成了网络结构的频繁变化，同时考虑到单向信道问题以及无线传输信道带宽等因素，其路由为题与固定网络相比要复杂的多。根据发现路由的驱动模式的不图1智能物件网络路由与“传统”IP路由对比同，可以分为表驱动路由协议和按需路由协议。从图1可以看出，因为智能物件网络中存在的链Adho

5、c网络中的表驱动路由继承传统IP路由方·23·□TELECOMMUNICATIONSNETWORKTECHNOLOGYNo.9NETWORKTECHNOLOGY式，如DSDV，其差别只在于所需要的路由表数量与循环图。以单独一个目的地生根的DAG。其更新方式。在基于表驱动的路由协议中，节点实时(4)DODAGRoot：一个DODAG的DAG根节点。地维护着网络拓扑信息，因此当节点有数据发送时，它可能会在DODAG内部担当一个边界路由器，尤其能够根据路由表迅速地找到到达目的节点的路径，即是可能在DODAG内部聚合路由，并

6、重新分配分组的发送时延小。在按需路由协议中，如DSR，DODAG路由到其他路由协议内。AODV，只有在需要一条路径时才开始建立。如果节点(5)Rank：等级。一个节点的等级定义了该节点相在发送分组时没有到达目的节点的路由时，需要启动对于其他节点关于一个DODAG根节点的惟一位置。相应的路由发现机制搜寻路由，这样将会产生一定的(6)OF（ObjectiveFunction）：目标函数。定义了路时延，不利于实时业务的传输。由度量，最佳目的，以及相关函数如何被用来计算出Rank值。此外，OF指出了在DODAG内如何选择父节

7、3RPL协议点从而形成DODAG。(7)RPLInstanceID：一个网络的惟一标识。具有相不同于传统网络路由协议，针对低功耗有损网络同RPLInstanceID的DODAG共享相同的OF。中的路由问题，IETF的ROLL工作组定义了RPL(8)RPLInstance：RPL实例。共享同一个RPL（RoutingProtocolforLLN）路由协议，目前该协议还在InstanceID的一个或者多个DODAG的一个集合。设计之中。考虑到在特定应用的文档中列出的广泛需3.2拓扑结构求，RPL被设计成高度模块化。主要目

8、标是设计一个RPL中规定，一个DODAG时一系列由有向边连高度模块化的协议，其路由协议的核心满足特定应用接的顶点，之间没有直接的环路。RPL通过构造从每的路由需求的交集，而对于特定的需求，可以通过添个叶节点到DODAG根的路径集合来创建DODAG。加附加模块的方式满足。RPL是一个距离向量协议，与树形拓扑相比，DODAG提供了多余的路径。在使用