[发明专利]一种基于物理空间位置映射的IPv6编址与组网方法

摘要

本发明公开了一种基于物理空间位置映射的IPv6编址与组网方法，该方法利用物理空间位置信息，即经度、纬度和高度信息进行IPv6编码，并且在编址和路由过程中采用短格式地址组网以降低通信开销和存储开销。本发明方法旨实现一种与现有IPv6标准兼容的低能耗IPv6编址方案,通过为IPv6地址同时赋予前缀属性和空间拓扑属性，支持IPv6地址短格式编码及基于地址位置的路由机制，从而适用于大规模、低能耗、异构、泛在的网络场景，如大规模传感器网络组网，且能简化与IPv6网络的互联过程。

主权项

一种基于空间拓扑映射的IPv6编址与组网方法，具体包括：S1、一个uIPv6地址的完整格式由拓扑子网域与地址编号域(Address ID)拼接起来构成，所述拓扑子网域包括：固定前缀域、uIPv6前缀域、空间拓扑映射域；网络系统中的节点分为主节点和次节点；所述主节点自身带有物理空间位置信息，即经度、纬度、高度信息，并能根据物理空间位置信息映射出拓扑子网域；所述次节点自身不带有物理空间位置信息，并依赖于主节点为其分配IPv6地址；S11、所述主节点根据约定的前缀使用固定前缀域、uIPv6前缀域，并根据空间拓扑信息产生空间拓扑映射域，其具体步骤为：将主节点获得的定位信息用三元组<x,y,h>表示，其中x,y,h分别表示主节点的经度、纬度和高度，然后将经度、纬度和高度分别表示成有限精度的二进制串Bx,By,Bh，并将该二进制串拼接起来即构成空间拓扑映射域，即f:<x,y,h>＝Bx+By+Bh，所述Bh为主节点高度的二进制编码；所述Bx,By分别为用Mx位和My位二进制对经度和纬度进行编码，则其中，Mx、My取整数，C为地球的周长，Dx、Dy分别为经度、纬度上预设的精度要求；其中相同空间拓扑映射域的uIPv6地址属于同一拓扑子网；S12、同一拓扑子网内uIPv6主节点间相互配合为该子网内节点进行编址，所述子网内节点包括主节点和次节点，即分配地址编号域(Address ID)；所述空间拓扑映射域与地址编号域拼接起来构成一个uIPv6地址；S2、采用uIPv6地址的短格式进行组网，即不需要编址及路由过程中传输完整的uIPv6地址格式，仅需要主节点理解并记录完整的uIPv6地址格式，次节点使用其uIPv6地址的短格式；所述uIPv6地址的短格式仅在其拓扑路由域范围内唯一且有效，所述拓扑路由域采用欧几里得距离或者通信跳数来定义；所述uIPv6地址的短格式的编码方法如下：S21、根据所述步骤S11中得到的映射结果Bx,By,Bh，取后缀组成三元组<经度后缀,纬度后缀，高度后缀>，将该三元组作为空间拓扑映射域的短格式；根据预先设定的拓扑路由域的范围，计算后缀所需位数mx,my,mh，其计算公式为：其中，mx,my,mh取整数，Rx,Ry,Rh分别是拓扑路由域在经度、纬度、高度方向上的半径，Dx,Dy,Dh分别为经度、纬度、高度方向上预设的精度要求；S22、根据步骤S12中获得地址编号域(Address ID)，在取地址编号域的短格式时，其短格式能够区分同一拓扑子网内的不同地址，其取值位数ma的计算公式为：其中Na为拓扑子网内的需要产生的地址个数。