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物联网想要实现物与物之间的通信,基本靠什么?

IPv6对物联网节点移动性的支持。根据物联网的定义可知,物联网所要实现的物与物之间的通信基本上是基于无线传感技术的,也就是说物联网相对于传统的互联网对移动通信性能有了更高的要求,可以说物联网是一个瞬息万变的网络。而事实上,将来主宰物联网世界的必定是如今的移动通信服务供应商。

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目前互联网的移动性不足造成了物联网移动能力的瓶颈。IPv4协议在设计之初并没有充分考虑到节点移动性带来的路由问题。即当一个节点离开了它原有的网络,如何再保证这个节点访问可达性的问题。由于IP网络路由的聚合特性,在网络路由器中路由条目都是按子网来进行汇聚的。

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当节点离开原有网络,其原来的IP地址离开了该子网,而节点移动到目的子网后,网络路由器设备的路由表中并没有该节点的路由信息(为了不破坏全网路由的汇聚,也不允许目的子网中存在移动节点的路由),会导致外部节点无法找到移动后的节点。因此如何支持节点的移动能力是需要通过特殊机制实现的。在IPv4中Internet工程任务组提出了MIPv4(移动IP)的机制来支持节点的移动。但这样的机制引入了著名的三角路由问题。对于少量节点的移动,该问题引起的网络资源损耗较小。而对于大量节点的移动,特别是物联网中特有的节点群移动和层移动,会导致网络资源被迅速耗尽,使网络处于瘫痪的状态。

IPv6协议设计之初就充分考虑了对移动性的支持。针对移动IPv4网络中的三角路由问题,移动IPv6提出了相应的解决方案。

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首先,从终端角度IPv6提出了IP地址绑定缓冲的概念,即IPv6协议在转发数据包之前需要查询IPv6数据包目的地址的绑定地址。如果查询到绑定缓冲中目的IPv6地址存在绑定的转交地址,则直接使用这个转交地址为数据包的目的地址。这样发送的数据流量就不会再经过移动节点的家乡代理,而直接转发到移动节点本身。

其次,MIPv6引入了探测节点移动的特殊方法,即某区域的接入路由器以一定时间进行路由器接口的前缀地址通告。当移动节点发现路由器前缀通告发生变化,则表明节点已经移动到新的接入区域。与此同时根据移动节点获得的通告,节点又可以生成新的转交地址,并将其注册到家乡代理上。

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MIPv6的数据流量可以直接发送到移动节点,而MIPv4流量必须经过家乡代理的转发。在物联网应用中,传感器有可能密集地部署在一个移动物体上。例如为了监控地铁的运行参数等,需要在地铁车厢内部署许多传感器。从整体上来看,地铁的移动就等同于一群传感器的移动,在移动过程中必然发生传感器的群体切换,在MIPv4的情况下,每个传感器都需要建立到家乡代理的隧道连接,这样对网络资源的消耗非常大,很容易导致网络资源耗尽而瘫痪。在MIPv6的网络中,传感器进行群切换时只需要向家乡代理注册。之后的通信完全由传感器和数据采集的设备之间直接进行,这样就可以使网络资源消耗的压力大大下降。因此,在大规模部署物联网应用,特别是移动物联网应用时,MIPv6是一项关键性的技术。

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责任编辑:段婕