一種基於物理空間位置映射的IPv6編址與組網方法
2023-05-16 02:34:21 1
一種基於物理空間位置映射的IPv6編址與組網方法
【專利摘要】本發明公開了一種基於物理空間位置映射的IPv6編址與組網方法，該方法利用物理空間位置信息，即經度、緯度和高度信息進行IPv6編碼，並且在編址和路由過程中採用短格式地址組網以降低通信開銷和存儲開銷。本發明方法旨實現一種與現有IPv6標準兼容的低能耗IPv6編址方案,通過為IPv6地址同時賦予前綴屬性和空間拓撲屬性，支持IPv6地址短格式編碼及基於地址位置的路由機制，從而適用於大規模、低能耗、異構、泛在的網絡場景，如大規模傳感器網絡組網，且能簡化與IPv6網絡的互聯過程。
【專利說明】—種基於物理空間位置映射的IPv6編址與組網方法
【技術領域】
[0001]本發明屬於網絡通信【技術領域】，具體涉及一種利用物理空間位置映射的IPv6編址與組網方法的設計。
【背景技術】
[0002]一方面，隨著監測信息朝著全面、綜合、及精細化方向發展，傳感器網絡的大量應用實例都體現出泛在、異構互聯、大規模化的明顯趨勢。但現有的各種傳感器網絡技術採用各異的編址方案使得相互之間無法兼容，而傳感器節點的能耗限制及資源限制(如計算資源/帶寬資源)使得傳統路由算法在應用於大規模傳感器網絡組網時大都面臨性能困難。儘管利用物理空間拓撲信息(基於地理位置)進行路由的方法能極大地改善路由性能，被認為是傳感器網絡路由研究的重要方向之一，但單純的地理位置路由機制存在路由空洞等技術難題，且現有的地理位置路由協議沒能與編址體系相結合，使得各個傳感子網成為信息孤島。
[0003]另一方面，「IPv6是下一代網際網路發展的必然趨勢」已經得到業界共識，但現有USN (Ubiquitous Sensor Network,無處不在的傳感器網)技術大都不能直接與IPv6技術兼容，存在各種互聯、互通及性能問題。事實上，IPv6標準定義了巨大的地址空間(最多2128 ^ 3.4X1038個地址)，被認為足夠為地球上的每粒沙子分配一個IPv6地址，顯然採用IPv6地址為USN每個節點進行編址是理想選擇，這樣USN與IPv6網絡互聯將簡單的多。然而，IPv6自動配置機制存在IPv6地址空間的巨大浪費，且簡單地應用IPv6技術到USN面臨傳感器節點的能耗限制 及資源限制(如計算資源/帶寬資源)等問題，且不能為路由和組網帶來益處。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是為了解決現有IPv6技術應用於大規模、低能耗、異構、泛在的網絡場景存在的組網及互聯困難，而提供一種基於物理空間位置映射的IPv6編址與組網方法。
[0005]本發明的技術方案是:一種基於物理空間位置映射的IPv6編址與組網方法，具體包括:
[0006]S1、一個uIPv6地址的完整格式由拓撲子網域與地址編號域(Address ID)拼接起來構成，所述拓撲子網域包括:固定前綴域、uIPv6前綴域、空間拓撲映射域；網絡系統的中節點分為主節點和次節點；所述主節點自身帶有的物理空間位置信息，即經度、緯度、高度信息，並能根據物理空間位置信息映射出拓撲子網域；所述次節點自身不帶有物理空間位置信息，並依賴於主節點為其分配IPv6地址；
[0007]S11、所述主節點根據約定的前綴使用固定前綴域、uIPv6前綴域，並根據空間拓撲信息產生空間拓撲映射域，其具體步驟為:
[0008]將主節點獲得的定位信息用三元組〈X，y, h>表示，其中x，y，h分別表示主節點的經度、緯度和高度，然後將經度、緯度和高度分別表示成有限精度的二進位串Bx，By, Bh，並將該二進位串拼接起來即構成空間拓撲映射域，即f:〈x，y, h>=Bx+By+Bh,所述Bh為主節點高度的二進位編碼；所述Bx，By分別為用Mx位和My位二進位對經度和緯度進行編碼，則
【權利要求】
1.一種基於空間拓撲映射的IPv6編址與組網方法，具體包括: 51、一個uIPv6地址的完整格式由拓撲子網域與地址編號域(AddressID)拼接起來構成，所述拓撲子網域包括:固定前綴域、uIPv6前綴域、空間拓撲映射域；網絡系統的中節點分為主節點和次節點；所述主節點自身帶有的物理空間位置信息，即經度、緯度、高度信息，並能根據物理空間位置信息映射出拓撲子網域；所述次節點自身不帶有物理空間位置信息，並依賴於主節點為其分配IPv6地址； 511、所述主節點根據約定的前綴使用固定前綴域、uIPv6前綴域，並根據空間拓撲信息產生空間拓撲映射域，其具體步驟為: 將主節點獲得的定位信息用三元組〈X，y, h>表示，其中X，y, h分別表示主節點的經度、緯度和高度，然後將經度、緯度和高度分別表示成有限精度的二進位串Bx，By, Bh，並將該二進位串拼接起來即構成空間拓撲映射域，即f:〈X，y，h>=Bx+By+Bh,所述Bh為主節點高度的二進位編碼；所述Bx，By分別為用Mx位和My位二進位對經度和緯度進行編碼，則
2.如權利要求1所述的一種基於空間拓撲映射的IPv6編址與組網方法，其特徵在於，所述主節點的物理空間位置信息來自全球定位或預先儲存的位置信息，且產生的IPv6地址與物理空間位置具有映射關係。
3.如權利要求1所述的一種基於空間拓撲映射的IPv6編址與組網方法，其特徵在於，所述步驟Sll中的固定前綴域為:000或XXX,所述固定前綴域須符合Global Unicast地址類型要求，若uIPv6地址不採用「改進版的ΕΠ-64」格式，則必須使用二進位「000」作為固定前綴域。
4.如權利要求1所述的一種基於空間拓撲映射的IPv6編址與組網方法，其特徵在於，所述步驟Sll中若經度、緯度方向上預設的精度要求相同，即Dx=Dy,則Mx和My取為Mx和Μχ-1 ο
5.如權利要求1至4任一項所述的一種基於空間拓撲映射的IPv6編址與組網方法，其特徵在於，所述步驟S12中分 配地址編號域(Address ID)的方式為:若uIPv6地址採用「改進版的ΕΠ-64」格式，Address ID必須是64位，則採用RFC4862的自動配置機制來產生 Address ID 編號。
6.如權利要求1至4任一項所述的一種基於空間拓撲映射的IPv6編址與組網方法，其特徵在於，所述步驟S12中分配地址編號域(Address ID)的方式為:由uIPv6主節點為鄰近節點分配Address ID,當存在多個空間拓撲映射域相同的uIPv6主節點時,採用Ad Hoc網絡的編址方式來產生Address ID編號。
【文檔編號】H04L12/741GK103973832SQ201410138680
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年4月8日 優先權日:2014年4月8日
【發明者】李龍江, 鄭靈傑, 毛玉明 申請人:電子科技大學