低功耗有损网络路由协议RPL的实现与改善

发布时间：2017-06-08 23:07

  本文关键词：低功耗有损网络路由协议RPL的实现与改善，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：RPL (Routing Protocol for Low-power and Lossy Networks)是IETF的ROLL工作组针对低功耗有损网络提出的IPv6路由协议。作为下一代物联网技术的重要组成部分,RPL一直处在开放的设计完善中。考虑到其潜在应用将涉及到智能医疗、交通等实时监测数据的领域,RPL如何合理的部署,以及其在不同应用场景中的表现亟待研究。 鉴于RPL是为数据汇聚型的场景而设计,其主要任务在于收集数据和信息,数据包是否能顺利的到达汇聚节点从而汇报信息是协议的关键,所以丢包率是本文关注的主要性能指标。另外,考虑到无线传感网络将覆盖的那些应用领域,必将会面对不同大小、类型的流量,但目前针对这方面的研究并不多。因此,本文把RPL在不同数据流量下的性能表现作为主要的研究目标。 本文采用的仿真工具是Contiki操作系统下的Cooja,在熟悉了ContikiRPL的基本架构后,通过对不同拓扑、不同参数场景下的网络进行仿真,得到了性能较好的拓扑结构和部署参数。在此基础上,又选择了突发流量这一特殊场景,评估了两种目标函数OF0和MRHOF在该场景下的表现,并提出了避免路由环的新的目标函数Loop-Avoid MRHOF,使网络的丢包率和路由环情况都得到了改善。
【关键词】：无线传感网络 RPL OF0 MRHOF 丢包率 路由环
【学位授予单位】：北京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN929.5
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 绪论8-16
• 1.1 研究背景8-9
• 1.2 无线传感网络9-13
• 1.2.1 WSN中的路由协议9-11
• 1.2.2 LLN网络11-13
• 1.2.3 ROLL工作组13
• 1.3 国内外研究现状13-15
• 1.4 论文工作及章节安排15-16
• 第二章 RPL协议及工作原理16-32
• 2.1 RPL基本概念16-17
• 2.2 拓扑结构17-18
• 2.3 RPL控制消息18-20
• 2.3.1 DIO(DODAG Information Object,DODAG信息对象)18-19
• 2.3.2 DIS(DODAG Information Solicitation,DODAG信息请求)19-20
• 2.3.3 DAO(Destination Advertisement Object,DODAG目的地通告)20
• 2.4 RPL的拓扑构建过程20-27
• 2.4.1 上行路由的建立21-24
• 2.4.2 下行路由的建立24-25
• 2.4.3 RPL定时器管理25-27
• 2.5 目标函数和度量27-30
• 2.5.1 目标函数(OF)27
• 2.5.2 路由度量27-30
• 2.6 RPL的修复机制30
• 2.7 本章小结30-32
• 第三章 基于Contiki的RPL性能研究32-52
• 3.1 Contiki操作系统32-33
• 3.2 仿真器Cooja33-37
• 3.3 Contiki中RPL的实现37-42
• 3.3.1 OFO38-40
• 3.3.2 MRHOF40-42
• 3.4 RPL的性能研究42-50
• 3.4.1 RPL性能研究的主要目标42-43
• 3.4.2 仿真的基本设置43-44
• 3.4.3 RPL在不同拓扑结构下的性能44-48
• 3.4.4 RPL在不同参数下的性能48-50
• 3.5 本章小结50-52
• 第四章 突发流量场景下RPL的性能评估与改善52-62
• 4.1 仿真场景和模型52-54
• 4.2 正常流量下两种OF的性能评估54-55
• 4.3 突发流量下两种OF的性能评估55-56
• 4.4 存在的问题56-57
• 4.5 突发流量场景中改进的目标函数Loop-Avoid MRHOF57-60
• 4.5.1 Loop-Avoid MRHOF58-59
• 4.5.2 改进后的仿真结果和分析59-60
• 4.6 本章小结60-62
• 第五章 结束语62-64
• 参考文献64-68
• 致谢68-70
• 攻读学位期间发表的学术论文70

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 孙亭;杨永田;李立宏;;无线传感器网络技术发展现状[J];电子技术应用;2006年06期

2 宋菲;侯乐青;;浅析智能物件网络中的RPL路由技术[J];电信网技术;2011年09期

3 石瑞华;;无线传感网路由协议的分析比较[J];科技创新与应用;2013年14期

4 朱琳;高德云;罗洪斌;;无线传感器网络的RPL路由协议研究[J];计算机技术与发展;2012年08期

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本文编号：433929