[发明专利]一种基于物理空间位置映射的IPv6编址与组网方法

说明书

技术领域

本发明属于网络通信技术领域，具体涉及一种利用物理空间位置映射的IPv6编址与组网方法的设计。

背景技术

一方面，随着监测信息朝着全面、综合、及精细化方向发展，传感器网络的大量应用实例都体现出泛在、异构互联、大规模化的明显趋势。但现有的各种传感器网络技术采用各异的编址方案使得相互之间无法兼容，而传感器节点的能耗限制及资源限制（如计算资源/带宽资源）使得传统路由算法在应用于大规模传感器网络组网时大都面临性能困难。尽管利用物理空间拓扑信息（基于地理位置）进行路由的方法能极大地改善路由性能，被认为是传感器网络路由研究的重要方向之一，但单纯的地理位置路由机制存在路由空洞等技术难题，且现有的地理位置路由协议没能与编址体系相结合，使得各个传感子网成为信息孤岛。

另一方面，“IPv6是下一代互联网发展的必然趋势”已经得到业界共识，但现有USN（Ubiquitous Sensor Network，无处不在的传感器网）技术大都不能直接与IPv6技术兼容，存在各种互联、互通及性能问题。事实上，IPv6标准定义了巨大的地址空间（最多2128≈3.4×1038个地址），被认为足够为地球上的每粒沙子分配一个IPv6地址，显然采用IPv6地址为USN每个节点进行编址是理想选择，这样USN与IPv6网络互联将简单的多。然而，IPv6自动配置机制存在IPv6地址空间的巨大浪费，且简单地应用IPv6技术到USN面临传感器节点的能耗限制及资源限制（如计算资源/带宽资源）等问题，且不能为路由和组网带来益处。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有IPv6技术应用于大规模、低能耗、异构、泛在的网络场景存在的组网及互联困难，而提供一种基于物理空间位置映射的IPv6编址与组网方法。

本发明的技术方案是：一种基于物理空间位置映射的IPv6编址与组网方法，具体包括：

S1、一个uIPv6地址的完整格式由拓扑子网域与地址编号域（Address ID）拼接起来构成，所述拓扑子网域包括：固定前缀域、uIPv6前缀域、空间拓扑映射域；网络系统的中节点分为主节点和次节点；所述主节点自身带有的物理空间位置信息，即经度、纬度、高度信息，并能根据物理空间位置信息映射出拓扑子网域；所述次节点自身不带有物理空间位置信息，并依赖于主节点为其分配IPv6地址；

S11、所述主节点根据约定的前缀使用固定前缀域、uIPv6前缀域，并根据空间拓扑信息产生空间拓扑映射域，其具体步骤为：

将主节点获得的定位信息用三元组<x,y,h>表示，其中x,y,h分别表示主节点的经度、纬度和高度，然后将经度、纬度和高度分别表示成有限精度的二进制串B_x,B_y,B_h，并将该二进制串拼接起来即构成空间拓扑映射域，即f:<x,y,h>=B_x+B_y+B_h，所述B_h为主节点高度的二进制编码；所述B_x,B_y分别为用M_x位和M_y位二进制对经度和纬度进行编码，则其中，Mx≥log2CDx,My≥log2CDy,]]>M_x、M_y取整数，C为地球的周长，D_x、D_y分别为经度、纬度上预设的精度要求；其中相同空间拓扑映射域的uIPv6地址属于同一拓扑子网；