[發明專利]一種實現6LoWPAN與IPv4網絡互聯的方法與裝置

在審

• 申請號: 201610042295.8
• 申請日: 2016-01-21
• 公開（公告）號: CN105721622A
• 公開（公告）日: 2016-06-29
• 發明（設計）人: 耿道渠;朱大鵬;王平;尹仕準;于彥平;張慶明;龔關;陳春堂
• 申請（專利權）人: 重慶郵電大學
• 主分類號: H04L29/12
• 分類號: H04L29/12;H04L12/749
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 廖曦

技術領域

本發明屬于IPv6過渡技術及無線傳感器網絡技術領域，涉及一種實現6LoWPAN與IPv4 網絡互聯的方法與裝置。

背景技術

WSN(WirelessSensorNetwork)已經成為當前國際上備受關注的、知識高度集成的國 際熱點研究領域之一，其目的是協作感知、采集和處理網絡覆蓋區域中感知對象的信息，并 發送給觀察者。就其目的而言，WSN必須接入外部網絡，使觀察者可以通過外部網絡遠程監 控感知對象才具有更現實的意義。作為當前全球覆蓋最廣、普及程度最高的網絡，Internet 無疑將成為WSN的最佳接入對象。但是WSN節點受自身硬件性能及其工作環境的限制，將WSN 直接接入Internet是不切實際的。

鑒于此，互聯網工程任務組(InternetEngineeringTaskForce,IETF)針對WSN研究 開發了基于IPv6的低速無線個域網協議(IPv6overLowPowerWirelessPersonalArea Network，6LoWPAN)，其目的就是把IPv6協議引入到WSN中，實現Internet(IPv6)與WSN的 無縫融合。因此，6LoWPAN接入(IPv4)Internet中，實現物聯網與互聯網的互聯便成了研究 重點。然而，在當前的Internet互聯網中，和IPv4網絡的規模相比，IPv6網絡依舊被視為 “孤島”，因此當前階段將6LoWPAN接入Internet(IPv4)更具有現實意義。但是，首先需要 解決的是網絡層的接入問題，以實現兩種網絡的無縫融合。

已出現的眾多過渡技術中，沒有專門為6LoWPAN網絡接入IPv4網絡進行設計，同時考慮到 6LoWPAN網絡與IPv6網絡的差異性，將此類過渡技術直接應用到6LoWPAN接入IPv4網絡中是不 切實際的。現有的過渡技術主要分為兩類：有狀態協議轉換技術和無狀態協議轉換技術。存 在以下兩方面的問題：(1)有狀態協議轉換技術除通過靜態配置映射表外無法完成上位機端 率先發起對IPv6節點的訪問；(2)無狀態協議轉換技術則會消耗大量本就有限的IPv4地址。 因此能否解決上述問題，成為了6LoWPAN網絡能否“無縫”接入IPv4網絡的關鍵。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種實現6LoWPAN與IPv4網絡互聯的方法與裝置，能 夠實現IPv4主機對6LoWPAN網絡節點的主動訪問；同時使用端口號映射，節約本就有限的 IPv4地址空間；從而實現6LoWPAN網絡“無縫”接入IPv4網絡。

為達到上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種實現6LoWPAN與IPv4網絡互聯的裝置，該裝置包括：該裝置由IPv4網絡接入單元、 6LoWPAN接入單元、DNS代理服務器單元、6LoWPAN網絡DNS服務器、協議轉換單元、轉換地 址管理單元；

所述IPv4網絡接入單元：用于充當IPv4網絡的邊界路由器，實現IPv4主機與協議轉換 單元及代理服務器單元的互通；

所述6LoWPAN接入單元：用于充當6LoWPAN網絡的邊界路由器，實現6LoWPAN節點與協 議轉換單元及6LoWPAN網絡DNS服務器的互通；

所述DNS代理服務器單元：使用DNS46技術實現A記錄請求/響應報文與AAAA記錄請求/ 響應報文的相互轉換；

所述6LoWPAN網絡DNS服務器：存儲6LoWPAN網絡節點的設備信息供代理服務器單元查 詢；

所述協議轉換單元：實現IPv6報文與IPv4報文的相互轉換；

所述轉換地址管理單元：存儲IPv4及IPv6轉換地址，維護一張IPv4轉換地址與IPv6 轉換地址單射的映射表，為代理服務器單元提供IP地址，為協議轉換單元提供IP轉換地址； 包括地址池、地址映射表模塊。

本發明還提供了一種實現6LoWPAN與IPv4網絡互聯的方法，在該方法中，IPv4主機通 過DNS代理服務器單元獲取6LoWPAN網絡節點的IPv4地址，具體包括：IPv4主機發送A記 錄DNS查詢報文，DNS代理服務器單元將該A記錄查詢報文轉換為AAAA記錄查詢報文并發往 6LoWPAN網絡DNS服務器，DNS服務器發出攜帶6LoWPAN節點IP地址的AAAA記錄響應報文， DNS代理服務器單元將AAAA記錄響應報文轉換為A記錄響應報文并發往IPv4主機。