本文關(guān)鍵詞： 6LoWPAN 物聯(lián)網(wǎng) IPv6 地址自動配置 位置信息　出處：《鄭州大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：在高度信息化時代,將大量低功耗嵌入式設(shè)備接入基于IPv6的互聯(lián)網(wǎng)成為未來發(fā)展的必然趨勢,因此6LoWPAN成為近幾年的研究熱點(diǎn)。但由于在6LoWPAN無線低功耗網(wǎng)絡(luò)中,節(jié)點(diǎn)數(shù)量巨大,網(wǎng)絡(luò)一般呈現(xiàn)多跳拓?fù)?使得傳統(tǒng)地址配置方案難以直接應(yīng)用,所以需要研究適應(yīng)6LoWPAN環(huán)境的專用地址配置機(jī)制。在一些6LoWPAN應(yīng)用中,沒有位置信息的監(jiān)測數(shù)據(jù)在很多場景下是沒有意義的,而且節(jié)點(diǎn)之間的位置信息具有天然的異同性。因此本文以位置信息作為基本的切入點(diǎn),研究了基于位置的6LoWPAN網(wǎng)絡(luò)地址自動配置算法,主要的研究工作如下:(1)搭建了一種基于位置信息的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)LINA(Location information of the network architecture)。主要是根據(jù)節(jié)點(diǎn)的位置信息,通過投影6Lo WPAN網(wǎng)絡(luò)到以邊緣路由器為中心的二維平面,將其劃分為一個個網(wǎng)絡(luò)柵格,達(dá)到快速分簇的目的;由于各個柵格是相互獨(dú)立的,可以同時進(jìn)行地址配置,大大地降低了網(wǎng)絡(luò)開銷和延遲。(2)基于LINA網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),提出隨機(jī)二分法地址配置方案。對原有基于鄰居代理的地址配置方案進(jìn)行改進(jìn),將地址配置的任務(wù)分散到柵格中大部分的代理節(jié)點(diǎn)上;為了減少地址配置在節(jié)點(diǎn)密度大的地方配置失敗的概率,節(jié)點(diǎn)根據(jù)周圍未分配IP地址節(jié)點(diǎn)的個數(shù)獲得相應(yīng)的地址空間;同時提出了有效的地址回收機(jī)制。(3)基于LINA網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),提出了基于位置的LDAAM(Location-based distributed address allocation mechanism)地址配置方案。該方案利用網(wǎng)絡(luò)中的一些先驗(yàn)信息可合理設(shè)置地址配置的參數(shù),適合應(yīng)用于一些網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湎鄬Υ_定的場景。提出了有效的借地址機(jī)制,減少了孤立節(jié)點(diǎn)的個數(shù),提高了地址分配的成功率;LDAAM機(jī)制分配的網(wǎng)絡(luò)地址中的“地址—位置”相對映射關(guān)系使得路由更容易實(shí)現(xiàn)。(4)采用OPNET Modeler 15.4作為仿真平臺,對提出的地址配置方案進(jìn)行仿真分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,兩種地址配置方案與改進(jìn)前相比,明顯降低了地址配置的延遲,性能更好。
[Abstract]:In the high information age, it is an inevitable trend to connect a large number of low-power embedded devices to the Internet based on IPv6 in the future, so 6LoWPAN has become a research hotspot in recent years. However, because of the huge number of nodes in 6LoWPAN wireless low-power network, The network generally presents multi-hop topology, which makes the traditional address configuration scheme difficult to be directly applied, so it is necessary to study the special address configuration mechanism suitable for 6LoWPAN environment. In some 6LoWPAN applications, Monitoring data without location information is meaningless in many scenarios, and the location information between nodes has natural similarities and differences. A location-based 6LoWPAN network address auto-configuration algorithm is studied. The main research work is as follows: 1) A network architecture based on location information, LINA(Location information of the network architecture, is built, which is mainly based on the location information of nodes. By projecting 6Lo WPAN network to the two-dimensional plane centered on the edge router, it is divided into one network grid to achieve the purpose of fast clustering. Because each grid is independent of each other, it can be configured at the same time. The network overhead and delay are greatly reduced. (2) based on LINA network architecture, a random dichotomy address configuration scheme is proposed, and the original address configuration scheme based on neighbor agent is improved. In order to reduce the probability of the address configuration failure in the places with high node density, the node obtains the corresponding address space according to the number of unassigned IP address nodes around the grid. At the same time, an effective address recovery mechanism is proposed, which is based on the LINA network architecture, and a location-based LDAAM(Location-based distributed address allocation mechanism address configuration scheme is proposed, which can reasonably set the address configuration parameters using some prior information in the network. It is suitable for some scenarios where network topology is relatively determined. An effective loan-address mechanism is proposed to reduce the number of isolated nodes. In order to improve the success rate of address allocation, OPNET Modeler 15.4 is used as the simulation platform, because of the relative mapping relation between address and location in the network address assigned by LDAAM mechanism, which makes routing easier to realize. The experimental results show that the delay of address configuration is obviously reduced and the performance of the two schemes is better than that before improvement.
【學(xué)位授予單位】：鄭州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TN92

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本文編號：1496182