[发明专利]一种用于传感器网络的数据包头处理方法及网络网关

说明书

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种适用于传感器网络数据传送的数据包头处理方法及其网关。

背景技术

随着互联网的普及，Internet对人们生活方式的影响越来越巨大，并将继续在未来的各领域持续发挥其影响力。集成了网络技术，嵌入式技术、微机电系统及传感器技术的传感器网络将Internet为从虚拟世界延伸到物理世界，从而将逻辑上的信息世界与真实物理世界融合在一起，满足了人们对“无处不在”的网络的需求。

IEEE(美国电气和电子工程师协会)802.15.4工作组，致力于定义一种供廉价、固定、便捷或移动设备使用的，复杂度、成本和功耗极低的低速率无线连接技术，这种短距离的无线低功耗通信技术最适合传感器网络使用。而IPv6作为下一代网络协议，具有地址资源丰富、地址自动配置、安全性高、移动性好等优点，可以满足无线传感器网络在地址和安全方面的需求。

IETF(互联网工程任务组)6LoWPAN(基于IPv6的低功耗无线个域网)工作组，它规定了6LoWPAN技术底层采取IEEE 802.15.4，MAC层以上采取IPv6协议栈，致力于如何将Ipv6适配于IEEE 802.15.4，实现IPv6数据包在IEEE 802.15.4上的有效传输。由于IPv6的字节开销远大于IEEE 802.15.4中MAC(介质访问控制子层协议)层所支持的载荷长度，为了实现MAC层与网络层的无缝链接，6LoWPAN工作组建议在网络层和MAC层之间增加一个网络适配层，用来完成包头压缩处理、分片与重组以及网状路由转发等工作。

针对IPv6数据包的包头压缩处理。目前的压缩方案之一--双向编址方案利用传感器网关存储无线传感器网络中各个传感器节点的链路局域地址(Link Local Address)和全球单播地址(Global Unicast Address)并建立——映射关系。图1是双向编址方案中IEEE 802.15.4帧格式示意图，中间部分表示IEEE 802.15.4数据帧格式，上面部分表示当使用完整64位唯一地址和/或16位PAN_ID时，IEEE 802.15.4的帧头内容，下面部分包括DSP字节、HC1(标题压缩字节)以及所使用的压缩后的IPv6数据包头等，其中IPv6数据包头压缩按照其建议可使用三种压缩方式。参考图2，第1和第2种方式采用部分压缩方案，可适用于无线传感器网络内部传感器节点和无线传感器网络外部远程站点之间通信的情形，压缩后的IPv6数据包头开销为21字节；第3种方式中采用完全压缩方案，适用于相同无线传感器网络内部节点之间通信的情形，压缩后的IPv6数据包头开销为7字节。通过综合利用这3种压缩方式，能够有效地访问和管理无线传感器网络节点，同时降低了无线传感器网络内部的通信开销。

但是，对于前述技术方案而言，对于传感器网络内部传感器节点与远程站点之间的数据通信而言，其包头开销在传感器网络内占用仍旧很大。

发明内容

本发明旨在提供一种在网络网关中对数据包头进行处理的技术方案，它可对传感器网络内部传感器节点与远程站点之间的数据包头进行压缩或恢复处理，从而降低其在传感器网络内部的通信开销。

根据本发明的一个方面，这里提供一种在网络网关中数据包头处理方法，所述网络网关连接传感器网络与IP网络，网络网关接收来自IP网络的数据包；将其数据包头中的IP源地址、目的地址替换为所述传感器网络适用的链路局域地址；之后，进行适用于传感器网络的数据帧封装和发送。

根据本发明的另外一个方面，这里提供一种在传感器网络与IP网络之间进行包头处理的网络网关，包括：第一接口装置，用于进行适用于IP网络的数据包接收；处理装置，用于将其数据包头中的IP源地址、目的地址替换为所述传感器网络适用的链路局域地址；第二接口装置，用于进行适用于传感器网络的数据帧处理和发送。

本发明技术优势：