6lowpan网络中的rpl路由协议的仿真【字数：8558】
随着科技的发展，当今社会已经步入信息时代，近年来物联网的研究已经成为信息时代着重研究的对象，经过多年的发展，无线传感器网络的发展不断的精进好，随着物联网与 IPV6 网络应用的不断增加，各种物联网技术和产品不断换代升级，物联网终端与网络互联互通已经成为未来发展的必然走向。本文将会介绍使用Contiki Cooja模拟器，进行RPL路由协议仿真性能分析，研究RPL路由协议的功耗情况，模拟RPL负载以及控制信息。然后再模拟RPL路由协议和AODV路由协议的各种行为，主要在分组递交率和端到端的延时的仿真上做研究，对比RPL路由协议和AODV路由协议，再分析RPL路由协议的优点和可行性。
目录
1.绪论 1
1.1研究背景 1
1.2国内外研究现状与趋势 1
1.3研究的目标 3
2. 本文对社会方面的影响以及效益 3
2.1、本文对社会、健康、安全、法律、文化及环境的影响 3
2.2考虑经济和社会效益。 3
3.相关操作系统、协议、技术的简介 4
3.1conti操作系统 5
3.2Cooja模拟器 5
3.3RPL路由协议简介 5
3.4AODV路由协议简介 6
4.具体实验操作以及细节 7
4.1RPL路由协议创建以及相关实验 7
4.1.1RPL路由协议工作原理与功能 7
4.1.2RPL路由协议的创建过程 7
4.2 AODV路由协议构建以及相关实验 9
4.2.1AODV路由协议的原理 9
4.2.2AODV路由协议的工作过程 10
4.2.3AODV路由协议的缺点 10
5.RPL仿真分析、比较与研究 11
5.1RPL路由协议性能仿真分析 11
5.2 RPL路由协议的负载以及控制信息 11
5.3 RPL路由协议和AODV路由协议的仿真比较 13
5.3.1分组递交率 13
5.3.2端到端的延时 13
结语 15
文献参考 16
致谢 18 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
1.绪论
1.1研究背景
随着科技的发展，当今社会已经步入信息时代，近年来物联网的研究已经成为信息时代着重研究对象，经过多年的发展，无线传感器网络的发展不断的精进好，随着物联网与 IPV6 网络应用的不断增加，各种物联网 技术和产品不断升级，物联网终端与网络互联互通已经 成为未来发展的必然走向。LLN网络在医疗服务、工业、监控、智能家居、 智能交通、智慧城市智能机器人等领域均有较为深入的应用。但由于传统网络节点自身内存、处理能力、功耗等资源受限， 每个节点所能提供的能力有限，而传统的IP协议对宽带和内存要求较高， 要降低运行条件来实现低功率无线连接比较困难，因此，互联网工程任务组工作组提出的6LOWPAN[45]正好解决了这个问题。6LOWPAN 使得 IPV6 能够用于 LLN 网络，对原有数据包进行分片压缩处理，在链路层和网络层之间加入一层适配层。6LOWPAN 网络层是使用低功耗路由工作组提出的路由协议RPL。RPL路由协议是为了LLN（低功耗松散网络）设计的距离矢量路由协议。
1.2国内外研究现状与趋势
现在大部分场景下都需要运用到了物联网技术部，而物联网技术中不可缺少的就是有关于RPL路由协议的技术，比如现在已经出现的智能家居，智能监控，智能交通，学校里的取水机，自动贩售机等。这些都用到了无线传感网络，而我们现在研究的6LoWOAN网络中的RPL路由协议仿真是更大范围的RPL路由协议技术。众所周知时代的脚步不可阻挡，物联网时代已经来临，随着时间与技术发展，必然会越来越广泛，越来越精进化。而无线传感路由协议技术由于受到硬件的限制，节点的能量、处理能力、存储能力都收到极大的约束和阻碍。而基于ipv6的RPL协议由IEFF的ROLL工作组专门为低消耗有损网络而提出的距离矢量路由协议。详细的介绍了AODV路由协议，阐述了RPL路由协议的相关术语、协议原理和拓扑结构。
比如说，如今地下仓库的到了广泛的应用，因为其具有较好的安全性，隐蔽性，成本低等。如何防范盗窃，保护仓库安全成为了关键问题，传统的视频监控无法保证实时监控，而6LoWPAN是以ipv6技术为核心的无线低功耗局域网协议，能够与当前互联网实现无缝连接，实现传感器网络与互联网端到端访问。[1]
使用到无线传感器网络RPL路由协议类似仓库防盗的例子，在现在的社会中用到的也有很多。无线传感器网络是由大量的具有采集、处理和传输功能的节点所组成，它们通过多跳自组织的方式形成网络，以完成不同场景的需求，例如上文所提到的监控，智能交通，自动贩售机等。由于传统的路由方法为链路层路由，在管理方面和自我修复方面还存在一些问题，而且与其他的网络相互操作的可行性差，所以提出了RPL路由协议，RPL路由协议针对无线传感网络的特点，提出了更加优化利用传感器节点资源以构建拓扑和路由数据的方法。
现在科技越来越发达，信息时代已经普及了，物联网也已经随处可见，但是由于共享介质缺乏无力保护基于RPL的低功耗和有损网络（LLN）容易受到各种攻击。本能的资源限制也会阻止设备部署昂贵的加密技术和启用安全操作模式。这边要求我们去优化RPL路由协议，在当今最先进的技术中，提出了一种动态门限机制DTM，用于缓解基于RPL的LLN中的DAO不一致攻击，恶意节点故意丢弃接收到的数据包并回复转发错误包，导致父节点丢弃路由表中的有效下行路由。在DTM中，每个父节点会根据接收到的转发错误包数和估计的正常转发错误率动态调整一段时间内接受转发错误包的阈值，这样一来就可以抵御DAO不一致攻击。结果表明动态门限机制DTM可以有效的提高包的传送率，且耗能更低，由此可见态门限机制DTM在未来将会成为主流。[14] RPL路由协议并不完美，改进的方法也不止上文态门限机制DTM一种，在实际操作时和运用到不同场景时，还会出现很多不同的问题。比如RPL 路由协议在非存储模式下大量通告对象消息聚积，导致网络拥塞，并且转发过程中占用节点缓冲区。 针对上述问题，提出一种改进路由协议。通过向子节点发送压力消息及时调整 DelayDAO 定时器的值，从而控制中间节点对 DAO 消息的转发，利用现有节点的多频特性，在物理上隔离控制信息报文和数据包。实验结果表明，相比于传统低功耗有损网络路由协议的非存储模式，该协议节省了节点缓冲区占用的空间，减少了网络的拥塞和数据包传递过程中的掉包现象[2]， 这样就可以有效地优化RPL协议的拥塞问题[2] 。
目录
1.绪论 1
1.1研究背景 1
1.2国内外研究现状与趋势 1
1.3研究的目标 3
2. 本文对社会方面的影响以及效益 3
2.1、本文对社会、健康、安全、法律、文化及环境的影响 3
2.2考虑经济和社会效益。 3
3.相关操作系统、协议、技术的简介 4
3.1conti操作系统 5
3.2Cooja模拟器 5
3.3RPL路由协议简介 5
3.4AODV路由协议简介 6
4.具体实验操作以及细节 7
4.1RPL路由协议创建以及相关实验 7
4.1.1RPL路由协议工作原理与功能 7
4.1.2RPL路由协议的创建过程 7
4.2 AODV路由协议构建以及相关实验 9
4.2.1AODV路由协议的原理 9
4.2.2AODV路由协议的工作过程 10
4.2.3AODV路由协议的缺点 10
5.RPL仿真分析、比较与研究 11
5.1RPL路由协议性能仿真分析 11
5.2 RPL路由协议的负载以及控制信息 11
5.3 RPL路由协议和AODV路由协议的仿真比较 13
5.3.1分组递交率 13
5.3.2端到端的延时 13
结语 15
文献参考 16
致谢 18 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
1.绪论
1.1研究背景
随着科技的发展，当今社会已经步入信息时代，近年来物联网的研究已经成为信息时代着重研究对象，经过多年的发展，无线传感器网络的发展不断的精进好，随着物联网与 IPV6 网络应用的不断增加，各种物联网 技术和产品不断升级，物联网终端与网络互联互通已经 成为未来发展的必然走向。LLN网络在医疗服务、工业、监控、智能家居、 智能交通、智慧城市智能机器人等领域均有较为深入的应用。但由于传统网络节点自身内存、处理能力、功耗等资源受限， 每个节点所能提供的能力有限，而传统的IP协议对宽带和内存要求较高， 要降低运行条件来实现低功率无线连接比较困难，因此，互联网工程任务组工作组提出的6LOWPAN[45]正好解决了这个问题。6LOWPAN 使得 IPV6 能够用于 LLN 网络，对原有数据包进行分片压缩处理，在链路层和网络层之间加入一层适配层。6LOWPAN 网络层是使用低功耗路由工作组提出的路由协议RPL。RPL路由协议是为了LLN（低功耗松散网络）设计的距离矢量路由协议。
1.2国内外研究现状与趋势
现在大部分场景下都需要运用到了物联网技术部，而物联网技术中不可缺少的就是有关于RPL路由协议的技术，比如现在已经出现的智能家居，智能监控，智能交通，学校里的取水机，自动贩售机等。这些都用到了无线传感网络，而我们现在研究的6LoWOAN网络中的RPL路由协议仿真是更大范围的RPL路由协议技术。众所周知时代的脚步不可阻挡，物联网时代已经来临，随着时间与技术发展，必然会越来越广泛，越来越精进化。而无线传感路由协议技术由于受到硬件的限制，节点的能量、处理能力、存储能力都收到极大的约束和阻碍。而基于ipv6的RPL协议由IEFF的ROLL工作组专门为低消耗有损网络而提出的距离矢量路由协议。详细的介绍了AODV路由协议，阐述了RPL路由协议的相关术语、协议原理和拓扑结构。
比如说，如今地下仓库的到了广泛的应用，因为其具有较好的安全性，隐蔽性，成本低等。如何防范盗窃，保护仓库安全成为了关键问题，传统的视频监控无法保证实时监控，而6LoWPAN是以ipv6技术为核心的无线低功耗局域网协议，能够与当前互联网实现无缝连接，实现传感器网络与互联网端到端访问。[1]
使用到无线传感器网络RPL路由协议类似仓库防盗的例子，在现在的社会中用到的也有很多。无线传感器网络是由大量的具有采集、处理和传输功能的节点所组成，它们通过多跳自组织的方式形成网络，以完成不同场景的需求，例如上文所提到的监控，智能交通，自动贩售机等。由于传统的路由方法为链路层路由，在管理方面和自我修复方面还存在一些问题，而且与其他的网络相互操作的可行性差，所以提出了RPL路由协议，RPL路由协议针对无线传感网络的特点，提出了更加优化利用传感器节点资源以构建拓扑和路由数据的方法。
现在科技越来越发达，信息时代已经普及了，物联网也已经随处可见，但是由于共享介质缺乏无力保护基于RPL的低功耗和有损网络（LLN）容易受到各种攻击。本能的资源限制也会阻止设备部署昂贵的加密技术和启用安全操作模式。这边要求我们去优化RPL路由协议，在当今最先进的技术中，提出了一种动态门限机制DTM，用于缓解基于RPL的LLN中的DAO不一致攻击，恶意节点故意丢弃接收到的数据包并回复转发错误包，导致父节点丢弃路由表中的有效下行路由。在DTM中，每个父节点会根据接收到的转发错误包数和估计的正常转发错误率动态调整一段时间内接受转发错误包的阈值，这样一来就可以抵御DAO不一致攻击。结果表明动态门限机制DTM可以有效的提高包的传送率，且耗能更低，由此可见态门限机制DTM在未来将会成为主流。[14] RPL路由协议并不完美，改进的方法也不止上文态门限机制DTM一种，在实际操作时和运用到不同场景时，还会出现很多不同的问题。比如RPL 路由协议在非存储模式下大量通告对象消息聚积，导致网络拥塞，并且转发过程中占用节点缓冲区。 针对上述问题，提出一种改进路由协议。通过向子节点发送压力消息及时调整 DelayDAO 定时器的值，从而控制中间节点对 DAO 消息的转发，利用现有节点的多频特性，在物理上隔离控制信息报文和数据包。实验结果表明，相比于传统低功耗有损网络路由协议的非存储模式，该协议节省了节点缓冲区占用的空间，减少了网络的拥塞和数据包传递过程中的掉包现象[2]， 这样就可以有效地优化RPL协议的拥塞问题[2] 。
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/jsj/wljs/221.html
