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文档分类:通信/电子

物联网感知层的ipv协议标准.docx


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物联网感知层的ipv协议标准.docx
文档介绍:
物联网感知层的IPv6协议标准化动态物联网与IPv6物联网(ofThings)的概念最初在1999年由美国麻省理工学院的Auto-ID实验室提出,其构想是通过RFID与无线传感器网络的结合来构建一个追踪货物的全球系统。ofThings这个思路最初是非常具体的,但是其概念本身给人以很大的遐想空间,并且随着集成电路技术、无线传感器网络技术的飞速发展,这个幼小的思想得到了越来越广泛的关注,并且被各方赋予了新的内涵和外延。2005年,国际电信联盟(ITU)在其年度报告中对物联网的概念、技术、市场、挑战和未来构想方面进行了阐述。与此同时,互联网的诞生地IETF自2006年开始也从技术层面展开了对物联网的研究,制定了网络层的相关技术标准。2010年3月,IRTF主席AaronFalk在第77次会议上发起了IoT的兴趣小组,计划从研究层面推进相关工作。物联网的架构可以简单地划分为3个层次(感知层,网络层和应用层),分别为物联网提供了一些重要的特性,即全面感知、可靠传送、智能处理。物联网的感知层要求能够全面感知物理世界的各种信息,利用多种传感器、传感器网络、RFID、二维码、摄像头、GPS、智能物体等来全面感知现实世界中的各种信息。物联网的感知层节点具有数量多、成本低、计算能力弱等特点,是物联网信息的源头,如何更好地管理维护感知层网络、促进相关应用开展一直是学术界和工业界关注的重要问题之一。物联网引起全世界的广泛关注以来,终端数量持续上升,逐渐成为上百亿终端的市场,给网络运营提出了两个方面的挑战。首先是码号寻址需求,从国际和国内两个方面看,IPv4地址不足已经成为不争的事实。一方面,截止到2010年3月,全球可分配的A类IPv4地址段只剩下22个,预计2012年亚洲地址管理分支机构APNIC的IPv4地址池将耗尽,届时国内公司将无法再申请到IPv4地址;另一方面,我国已获得的IPv4地址份额只占到全球的6.3%,势必影响我国巨大潜在市场的发展。由此可见,IPv4地址尚不能满足互联网和移动互联网的地址需求,对于发展中的物联网,特别是具有数量众多的感知层节点的标识问题,这个问题更为明显。其次,物联网业务发展问题也凸显出现,目前,感知终端上的数据格式多种多样,难以统一管理运营,新型业务难以落地。由于缺乏统一的网络层通信标准,应用程序的开发处于无章可循的状态,且广泛基于TCP/IP协议栈开发的互联网应用不容易移植。因此,物联网的发展需要统一标准的协议来支撑网络向大规模泛在化发展,也需要一个标准的网络基础设置来孵化各种新型的业务模式,真正实现“无处不在的网络、无所不能的业务”。基于这两个方面的需求,物联网和IPv6产生了广泛的联系。IETF从一开始研究物联网相关技术以来,就把IPv6作为惟一选择,IETF相关工作组的工作都是在IPv6基础上展开的,相关的产业联盟IPSOAlliance(IPSmartObjectAlliance)也开始了IPv6产品化推广的路线。最初不支持IP相关技术的Zigbee组织,也在其智能电网(SmartEnergy)的最新标准规范中加入了对IPv6协议的支持。本文介绍了物联网感知层的IPv6协议标准化动态,介绍了IPv6技术在IETF,IPSO,Zigbee,ISA-100多个标准化组织的基本原理和工作进展。2 IETF工作进展IETF成立了3个工作组来进行低功耗IPv6网络方面的研究。6LowPan(IPv6overLow-works)工作组主要讨论如何把IPv6协议适配到IEEE802.15.4MAC层和PHY层协议栈上的工作。RoLL(works)主要讨论低功耗网络中的路由协议,制订了各个场景的路由需求以及传感器网络的RPL(RoutingProtocolforLLN)路由协议。CoRE(ConstrainedRestfulEnvironment)工作组由6LowApp兴趣小组发展而来,主要讨论资源受限网络环境下的信息读取操控问题,旨在制订轻量级的应用层协议(ConstrainedApplicationProtocol,CoAP)。2.1 6LowPan工作组6LowPan工作组成立于2006年,属于IETF互联网领域。该工作组已完成两个RFC:《在低功耗网络中运行IP6协议的假设、问题和目标》(RFC4919,Informational);《在IEEE802.15.4上传输IPv6报文》(RFC4944,ProposedStandard)。IEEE802.15.4网络中运行IPv6协议的主要挑战来自于两个方面,一方面802.15.4物理层支持的最大帧长度是127字节,而IPv6的报头就占据了40字节,再加上MAC层报头,安全报头、传输层报头的长度,实际能够给应用层使用报文长度变得非常小。另一方面,IPv6协议(RFC
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  • 上传人蓝色
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  • 时间2020-10-27
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