RPL协议路由可靠性分析

发布时间：2019-08-27 09:22

【摘要】：低功耗有损网络(LLN)普遍存在于建筑自动化、城市传感器网络、自动化家居以及工业自动化等应用场景中。LLN网络中的链路通常具有高丢包率、低数据速率、时断时续的特点。而LLN网络中的节点通常在计算能力、存储能力、节点能量等方面都受到限制。针对LLN网络的这些特点,互联网工程任务组(Internet Engineering Task Force,IETF)定义了一个路由协议标准,即RPL(IPv6 Routing Protocol for Low-Power and Lossy Networks)。本文探究并分析了RPL的原理,提出了RPL路由可靠性的指标,并发现在使用邻居检测机制以及链路路由度量(link metric)的情况下,使用RPL时存在以下三个会降低可靠性的问题:第一、节点无法获取周围所有邻居的链路质量信息;第二、在一些情况下会产生环路;第三、缺少邻居生存时间的刷新机制。针对上述三个问题,本文分别提出了主动邻居检测、环路避免、邻居生存时间刷新三种机制,来修复这三个问题。并通过Contiki操作系统下的COOJA仿真工具进行仿真实验,以验证他们的性能。仿真结果显示,环路避免机制和邻居生存时间刷新机制对整个网络的性能提升明显,并且在同时使用这两种机制的时候效果最好,网络性能的提升最大。有效的提高了RPL路由的可靠性。主动邻居检测机制在节点数量较少、节点密度较小的情况下能明显提高网络性能,但由于它增加了额外的协议开销,在节点数量较多、节点密度较大的场景下,反而会使网络性能降低。但是在配合环路避免以及邻居生存时间刷新机制同时使用的情况下,主动邻居检测机制对网络的负面影响会减小。
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TP393.04

【参考文献】