[发明专利]一种无线传感网络的IPv6地址无状态自动配置方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种无线传感器网络的IPv6地址无状态自动配置方法，属于计算机网络技术领域。

背景技术

在IPv6无线传感器网络中，由于节点数量庞大，手动配置和管理静态IP地址是一件非常困难并且烦琐的工作，传统手动配置和管理IP地址在IPv6无线传感器网络中显然是不合适的。因而，研究适合于无线传感器网络的低功耗、可扩展的IPv6编址寻址技术，对于IPv6无线传感器的应用发展具有至关重要的作用。

在IPv6无线传感器网络中地址配置方式主要有两种，一种是全状态自动配置(Stateful Auto Configuration)，另一种是无状态自动配置(Stateless Auto Configuration)。

全状态自动配置是利用一个可靠的办法提前分配出一块地址池，节点加入网络后在可用地址中进行选择。然而，在网络规模扩大到由上千个节点构成时，则会大大降低其实用性，可扩展性不好。如在传统IP网络中广泛应用的DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol)协议，网络中DHCPv6服务器提前分配出一个地址池，主机从DHCPv6服务器申请IP地址并获得有关的配置信息(如缺省网关、DNS服务器等)，从而自动设置主机IP地址。然而，DHCPv6属于应用层的协议，其功能丰富但复杂度高，在大规模无线传感器网络中却应用有限。无状态自动配置，最简单而直接的办法是利用节点的MAC地址，进行地址的自动配置。然而，这样配置的问题是，尽管可以保证其作为硬件地址的唯一性，但却不能保证其作为IPv6地址的唯一性。另外，由于硬件厂商可能会使用未曾注册过的MAC地址，由此过程会引发重复MAC地址的产生。尤其是在无线传感器网络中节点在硬件部分允许用户自己随意对MAC地址进行修改。所以简单地利用节点的MAC地址的办法是不恰当的。

无状态地址配置方式具有可扩展性，更符合无线传感器网络的节点数量庞大、节点能量和带宽受限等特点，然而，现有技术中的无状态地址配置方式尚不成熟。

发明内容

本发明的目的是提供一种无线传感器网络的IPv6地址自动配置的方法，其针对大规模的无线传感器网络，新节点在加入网络后会得到父节点分配的一个可用于全网通信的、全网唯一的IPv6地址，节点加入网络成功后可以利用这一IPv6地址进行全网通信，此IPv6地址中还包含有父节点IPv6地址信息，节点地址不只是节点的身份标识，也可以为数据包的路由提供服务。

为此，本发明提供了一种无线传感器网络的IPv6地址无状态自动配置方法，其特征在于，采用如下地址编码方案，128位的IPv6地址分为三部分：第1-80位为全局路由前缀，由网关获得，通过该网关连入全网进行通信的节点均从此网关取得该80位的全局路由前缀；第81-120位为可供分配的子网ID，各个子网内的所有节点的子网ID相同；第121-128位为节点ID，由节点的64位EUI-64bits长地址进行哈希映射而成，作为节点在子网内标识。

优选地，全局路由前缀由网关获取标识此IPv6无线传感器网络的唯一的全局路由前缀，一个IPv6无线传感器网络内的所有类型的传感器节点都使用相同的全局路由前缀。

优选地，可供分配的子网ID由各个子网内的路由器节点申请得到，并向子网内的传感器节点进行通告，在每一个子网内所有的节点均具有相同的子网ID；每个路由器节点给其它路由器节点分配子网ID时，都默认将其子网ID的后面四位进行分配，默认可进行分配的子网数为14个；当有超出了默认子网数目的子网申请时，路由器节点则进行相应的冲突处理，以实现接纳更多的子网加入。

优选地，节点ID每一个路由器节点的此段地址默认为01，而其它的传感器节点则将其EUI-64bits的长地址由哈希算法映射而成8bit的节点ID，作为其在子网内的唯一标识；地址为00和FF预留待用。

优选地，每个路由器节点和传感器节点均带有IPv6地址和相应的掩码，由其掩码与IPv6地址相与即可获得自己的子网信息。

优选地，包括下列步骤：

1)物联网网关GW启动后，发送路由器通告消息RoAM，其目的地址为多播地址FF02::1；在其功率所及范围内的IPv6微型传感路由器节点A收到RoAM后，向其发出地址请求报文ADRQ，进而网关GW向其发送地址响应报文ADRP，至此，路由器节点A获得自己的地址以及授权分配的地址池信息；