本文關(guān)鍵詞：支持6LoWPAN與IPv4網(wǎng)絡(luò)互通的網(wǎng)關(guān)關(guān)鍵技術(shù)研究與實現(xiàn)

  更多相關(guān)文章： 輕量級網(wǎng)絡(luò)地址及協(xié)議轉(zhuǎn)換機制 IPv6低速無線個域網(wǎng) 協(xié)議轉(zhuǎn)換 網(wǎng)關(guān) Linux

【摘要】：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)與Internet的融合已成為當前的研究熱點,無線傳感器網(wǎng)絡(luò)IP化的需求也越來越迫切。在此背景下,基于IPv6的低速無線個域網(wǎng)技術(shù)應(yīng)運而生,它成功地將IPv6協(xié)議引入到了無線傳感網(wǎng)中。但是在當前的Internet中IPv4協(xié)議仍占主導地位,IPv4向IPv6的過渡是一個漸進的過程,基于IPv6的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)無法直接與IPv4網(wǎng)絡(luò)通信。因此,需要解決IPv6與IPv4互通的問題。國家科技重大專項課題“基于IPv6的無線傳感器網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議研發(fā)及驗證”的研究目標之一即為完成支持IPv6的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(6LoWPAN)與Internet網(wǎng)絡(luò)互通的關(guān)鍵技術(shù)研究,并研制IPv6集成網(wǎng)關(guān)實現(xiàn)該技術(shù)。本文依托專項課題,致力于實現(xiàn)IPv6無線傳感網(wǎng)與IPv4網(wǎng)絡(luò)的互通,主要研究工作包括:1.總結(jié)無線傳感網(wǎng)和Internet的發(fā)展狀況,分析并比較用于無線傳感網(wǎng)和Internet互聯(lián)的多種技術(shù),選用協(xié)議轉(zhuǎn)換技術(shù)實現(xiàn)無線傳感網(wǎng)與IPv4網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)。2.針對6LoWPAN與Internet(IPv4)由于網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議的差異性導致無法直接通信的問題,首先,將實驗室自主研發(fā)的基于cc2530平臺的6LoWPAN協(xié)議棧移植至網(wǎng)關(guān)ARM-Linux平臺下,實現(xiàn)6LoWPAN網(wǎng)絡(luò)接入網(wǎng)關(guān);其次,依托網(wǎng)關(guān)設(shè)計并實現(xiàn)uNAT64協(xié)議轉(zhuǎn)換機制,對傳感網(wǎng)IPv6報文與Internet IPv4報文進行相互轉(zhuǎn)換,實現(xiàn)了6LoWPAN傳感網(wǎng)與IPv4網(wǎng)絡(luò)的互通。3.針對網(wǎng)關(guān)內(nèi)數(shù)據(jù)流眾多導致數(shù)據(jù)包混亂甚至沖突的問題,提出了多重數(shù)據(jù)流路徑規(guī)劃方案,按數(shù)據(jù)包在網(wǎng)關(guān)內(nèi)的處理方式對其分類;設(shè)計了基于BPF和Netfilter的數(shù)據(jù)包過濾算法;實現(xiàn)了多重數(shù)據(jù)流在網(wǎng)關(guān)內(nèi)按規(guī)劃的路徑有序流動。4.搭建測試平臺,對WSN接入網(wǎng)關(guān)、網(wǎng)關(guān)接入IPv4網(wǎng)絡(luò)、IPv6-IPv4協(xié)議轉(zhuǎn)換機制及網(wǎng)關(guān)性能進行測試,測試結(jié)果表明uNAT64協(xié)議轉(zhuǎn)換機制成功實現(xiàn)了6LoWPAN與IPv4網(wǎng)絡(luò)的互通,且網(wǎng)關(guān)能夠持續(xù)穩(wěn)定地運行,并準確地向監(jiān)測者提供傳感網(wǎng)信息監(jiān)測服務(wù)。
【關(guān)鍵詞】：輕量級網(wǎng)絡(luò)地址及協(xié)議轉(zhuǎn)換機制 IPv6低速無線個域網(wǎng) 協(xié)議轉(zhuǎn)換 網(wǎng)關(guān) Linux
【學位授予單位】：重慶郵電大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN929.5;TP212.9;TP393.4
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-14
• 注釋表14-15
• 第1章 緒論15-22
• 1.1 研究背景與意義15-16
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀16-20
• 1.2.1 WSN協(xié)議標準發(fā)展狀況16-18
• 1.2.2 Internet協(xié)議標準發(fā)展狀況18-19
• 1.2.3 WSN與Internet互通的研究現(xiàn)狀19-20
• 1.3 論文研究工作概述20-21
• 1.3.1 主要研究工作20
• 1.3.2 創(chuàng)新點20-21
• 1.4 論文組織結(jié)構(gòu)21-22
• 第2章 關(guān)鍵技術(shù)研究及互通架構(gòu)設(shè)計22-38
• 2.1 關(guān)鍵技術(shù)研究22-28
• 2.1.1 6LoWPAN技術(shù)研究22-24
• 2.1.2 多種互通技術(shù)分析與比較24-28
• 2.2 互通架構(gòu)總體設(shè)計28-32
• 2.2.1 需求分析28-29
• 2.2.2 總體設(shè)計29-31
• 2.2.3 可行性研究31-32
• 2.3 多協(xié)議傳感網(wǎng)接入網(wǎng)關(guān)設(shè)計32-36
• 2.3.1 接入方式設(shè)計32
• 2.3.2 6LoWPAN協(xié)議棧移植32-34
• 2.3.3 信號驅(qū)動式I/O34-36
• 2.4 網(wǎng)關(guān)接入IPv4網(wǎng)絡(luò)設(shè)計36-37
• 2.5 本章小結(jié)37-38
• 第3章 協(xié)議轉(zhuǎn)換機制設(shè)計38-61
• 3.1 uNAT64總體架構(gòu)設(shè)計38-40
• 3.2 地址轉(zhuǎn)換子模塊設(shè)計40-47
• 3.2.1 無狀態(tài)地址轉(zhuǎn)換算法41-43
• 3.2.2 動態(tài)地址映射機制43-46
• 3.2.3 整體設(shè)計46-47
• 3.3 協(xié)議轉(zhuǎn)換子模塊設(shè)計47-60
• 3.3.1 網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議轉(zhuǎn)換48-56
• 3.3.2 傳輸層協(xié)議轉(zhuǎn)換56-57
• 3.3.3 校驗和更新算法57-59
• 3.3.4 整體設(shè)計59-60
• 3.4 本章小結(jié)60-61
• 第4章 多重數(shù)據(jù)流路徑規(guī)劃與WSN信息監(jiān)測的設(shè)計61-74
• 4.1 多重數(shù)據(jù)流路徑規(guī)劃61-67
• 4.1.1 基于BPF的數(shù)據(jù)包過濾算法設(shè)計64-66
• 4.1.2 基于Netfilter的數(shù)據(jù)包過濾算法設(shè)計66-67
• 4.2 WSN信息監(jiān)測的設(shè)計與實現(xiàn)67-73
• 4.2.1 WSN信息監(jiān)測的體系結(jié)構(gòu)68-69
• 4.2.2 監(jiān)測信息采集及存儲模塊的設(shè)計69-71
• 4.2.3 Web信息服務(wù)71-73
• 4.3 本章小結(jié)73-74
• 第5章 測試驗證與分析74-109
• 5.1 測試環(huán)境74-75
• 5.1.1 軟硬件測試工具74-75
• 5.1.2 測試系統(tǒng)搭建75
• 5.2 網(wǎng)關(guān)功能測試75-96
• 5.2.1 傳感網(wǎng)接入網(wǎng)關(guān)測試75-77
• 5.2.2 網(wǎng)關(guān)接入IPv4網(wǎng)絡(luò)測試77-84
• 5.2.3 uNAT64地址及協(xié)議轉(zhuǎn)換功能測試84-94
• 5.2.4 WSN信息監(jiān)測功能測試94-96
• 5.3 網(wǎng)關(guān)性能測試96-108
• 5.3.1 處理時延測試96-97
• 5.3.2 丟包率測試97-100
• 5.3.3 吞吐量測試100-103
• 5.3.4 規(guī)模和穩(wěn)定性測試103-107
• 5.3.5 可靠性測試107-108
• 5.4 本章小結(jié)108-109
• 第6章 課題總結(jié)及后續(xù)研究工作109-111
• 6.1 課題總結(jié)109-110
• 6.2 后續(xù)研究工作110-111
• 參考文獻111-116
• 致謝116-117
• 攻讀碩士學位期間從事的科研工作及取得的成果117

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 馬禮;馬海龍;馬東超;;基于WSNs節(jié)點權(quán)重的網(wǎng)關(guān)接入異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)研究[J];傳感器與微系統(tǒng);2014年04期

2 Andrés Ortiz;Julio Ortega;Antonio F.Díaz;Alberto Prieto;;Affinity-Based Network Interfaces for Efficient Communication on Multicore Architectures[J];Journal of Computer Science & Technology;2013年03期

3 陳琦;韓冰;秦偉俊;皇甫偉;;基于Zigbee/GPRS物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J];計算機研究與發(fā)展;2011年S2期

4 霍宏偉;牛延超;郜帥;張宏科;;一種IPv6無線傳感器網(wǎng)絡(luò)以太網(wǎng)接入網(wǎng)關(guān)的設(shè)計[J];傳感技術(shù)學報;2007年02期

5 李偉征,胡愛群,陳立全,劉威;一種基于MPC860的無線局域網(wǎng)接入點以太網(wǎng)接口研究[J];東南大學學報(自然科學版);2004年02期

6 姚曉宇,趙晨;Linux內(nèi)核防火墻Netfilter實現(xiàn)與應(yīng)用研究[J];計算機工程;2003年08期

，

本文編號：819123