RPL協(xié)議路由可靠性分析.pdf

1、低功耗有損網(wǎng)絡(luò)(LLN)普遍存在于建筑自動(dòng)化、城市傳感器網(wǎng)絡(luò)、自動(dòng)化家居以及工業(yè)自動(dòng)化等應(yīng)用場景中。LLN網(wǎng)絡(luò)中的鏈路通常具有高丟包率、低數(shù)據(jù)速率、時(shí)斷時(shí)續(xù)的特點(diǎn)。而LLN網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)通常在計(jì)算能力、存儲(chǔ)能力、節(jié)點(diǎn)能量等方面都受到限制。針對(duì)LLN網(wǎng)絡(luò)的這些特點(diǎn),互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組(Internet Engineering Task Force,IETF)定義了一個(gè)路由協(xié)議標(biāo)準(zhǔn),即RPL(IPv6 Routing Protocol for

2、Low-Power and Lossy Networks)。
　　本文探究并分析了RPL的原理,提出了RPL路由可靠性的指標(biāo),并發(fā)現(xiàn)在使用鄰居檢測機(jī)制以及鏈路路由度量(link metric)的情況下,使用RPL時(shí)存在以下三個(gè)會(huì)降低可靠性的問題:第一、節(jié)點(diǎn)無法獲取周圍所有鄰居的鏈路質(zhì)量信息;第二、在一些情況下會(huì)產(chǎn)生環(huán)路;第三、缺少鄰居生存時(shí)間的刷新機(jī)制。
　　針對(duì)上述三個(gè)問題,本文分別提出了主動(dòng)鄰居檢測、環(huán)路避免、鄰居生存時(shí)

3、間刷新三種機(jī)制,來修復(fù)這三個(gè)問題。并通過Contiki操作系統(tǒng)下的COOJA仿真工具進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn),以驗(yàn)證他們的性能。
　　仿真結(jié)果顯示,環(huán)路避免機(jī)制和鄰居生存時(shí)間刷新機(jī)制對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的性能提升明顯,并且在同時(shí)使用這兩種機(jī)制的時(shí)候效果最好,網(wǎng)絡(luò)性能的提升最大。有效的提高了RPL路由的可靠性。
　　主動(dòng)鄰居檢測機(jī)制在節(jié)點(diǎn)數(shù)量較少、節(jié)點(diǎn)密度較小的情況下能明顯提高網(wǎng)絡(luò)性能,但由于它增加了額外的協(xié)議開銷,在節(jié)點(diǎn)數(shù)量較多、節(jié)點(diǎn)密度較大的場