陳晶晶，李曉記，鄭 霖

（1.桂林電子科技大學(xué)，廣西 桂林 541004；2.通信網(wǎng)信息傳輸與分發(fā)技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河北 石家莊 050081）

6LoWPAN的Enhanced Route-over的分片和重組機(jī)制

陳晶晶1，2，李曉記1，鄭 霖1，2

（1.桂林電子科技大學(xué)，廣西 桂林 541004；2.通信網(wǎng)信息傳輸與分發(fā)技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河北 石家莊 050081）

針對(duì)Route-over路由在6LoWPAN中存在需要在每一跳節(jié)點(diǎn)進(jìn)行分片和重組的問(wèn)題，提出了一種Enhanced Route-over機(jī)制，該機(jī)制通過(guò)在Route-over轉(zhuǎn)發(fā)過(guò)程中增加映射表和構(gòu)建虛擬IP幀，改善了Route-over路由在數(shù)據(jù)報(bào)端到端傳輸時(shí)延方面的性能，并采用Cooja仿真器和無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)硬件平臺(tái)進(jìn)行了驗(yàn)證。仿真結(jié)果顯示，在保證節(jié)點(diǎn)能量消耗不增加的情況下，當(dāng)節(jié)點(diǎn)數(shù)量分別為4、10和18時(shí)，所提出的優(yōu)化算法的數(shù)據(jù)報(bào)端到端傳輸時(shí)延方面分別減少了14.23%、20.89%和21.68%。此外，還適用于實(shí)際場(chǎng)景。

6LoWPAN；Route-over；分片；重組；時(shí)延

0 引言

當(dāng)前無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)存在體制多樣，協(xié)議不同，互聯(lián)互通存在困難的特點(diǎn)。傳感網(wǎng)IEEE 802.15.4［1］僅對(duì)物理層和介質(zhì)訪問(wèn)控制（MAC）層給出了規(guī)范，Zigbee協(xié)議［2］提供了網(wǎng)絡(luò)層及以上的通信協(xié)議，但仍無(wú)法實(shí)現(xiàn)到IP網(wǎng)絡(luò)的無(wú)縫聯(lián)接。此外，IPv6協(xié)議要求傳輸鏈路的MTU（最大傳輸單元）至少為1 280 bytes，而IEEE 802.15.4鏈路的MTU僅為127 bytes，使得數(shù)據(jù)報(bào)難以在6LowPAN（低功耗無(wú)線個(gè)域網(wǎng)）中傳輸。為解決此問(wèn)題，IETF（國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組）定義了6LoWPAN（基于IPv6的無(wú)線個(gè)域網(wǎng)）協(xié)議，通過(guò)6LowPAN適配層直接承載IPv6網(wǎng)絡(luò)層，提供報(bào)頭壓縮［3］，分片重組，達(dá)到與IP網(wǎng)絡(luò)在WSN中節(jié)點(diǎn)的直接通信。

為降低6LoWPAN網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)報(bào)的傳輸時(shí)延，本文提供一種Enhanced Route-over機(jī)制。該算法的關(guān)鍵在于：通過(guò)在數(shù)據(jù)報(bào)傳輸過(guò)程中構(gòu)建一個(gè)虛擬IP數(shù)據(jù)報(bào)文及轉(zhuǎn)發(fā)映射，減少轉(zhuǎn)發(fā)中的緩沖和延遲。

1 6LoWPAN路由的研究現(xiàn)狀

根據(jù)路由協(xié)議所作用的協(xié)議棧位置的不同，6LoWPAN網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議可分為2類［4］：①M(fèi)esh-under路由，路由決策在6LoWPAN適配層，采用鏈路層地址，根據(jù)mesh頭部實(shí)現(xiàn)二層轉(zhuǎn)發(fā)。主要路由協(xié)議有AODV協(xié)議［5］、LOAD協(xié)議和HiLow協(xié)議等。②Route-over路由，在IPv6網(wǎng)絡(luò)層實(shí)現(xiàn)WSN路由，采用IP地址，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)層頭部實(shí)現(xiàn)路由轉(zhuǎn)發(fā)。目前，Route-over路由協(xié)議并不多，主要有IETF RoLL工作組研究制定的RPL（IPv6 Routing Protocol for LLNs）協(xié)議［6］。文獻(xiàn)［7］對(duì)2類協(xié)議進(jìn)行了對(duì)比，并評(píng)估了其數(shù)據(jù)報(bào)傳輸?shù)亩说蕉藭r(shí)延，結(jié)果顯示對(duì)比Route-over，Mesh-under協(xié)議有著更低的時(shí)延，且Route-over需要在每個(gè)中間節(jié)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)報(bào)的重組及分片。針對(duì)Route-over路由協(xié)議存在的缺陷，文獻(xiàn)［8］在Contiki上實(shí)現(xiàn)了新的RPL標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)引入靈活的跨層設(shè)計(jì)，以增強(qiáng)節(jié)點(diǎn)的鏈路質(zhì)量評(píng)估能力及對(duì)鄰居信息有效管理，從而提高RPL協(xié)議的數(shù)據(jù)報(bào)遞送率。此外，文獻(xiàn)還通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了異步工作循環(huán)會(huì)增加網(wǎng)絡(luò)信道競(jìng)爭(zhēng)及業(yè)務(wù)沖突，一定程度上會(huì)降低數(shù)據(jù)報(bào)遞送率。文獻(xiàn)［9］分別對(duì)基于Mesh-under路由及Route-over路由的分片重組算法進(jìn)行評(píng)估，結(jié)果顯示Route-over在數(shù)據(jù)報(bào)傳輸時(shí)可靠性更好，有著更高的數(shù)據(jù)報(bào)接收率?？紤]到數(shù)據(jù)報(bào)分片傳輸過(guò)程中，可能會(huì)出現(xiàn)由于分片丟失，數(shù)據(jù)報(bào)重組出錯(cuò)，超時(shí)等需要重傳而導(dǎo)致數(shù)據(jù)報(bào)分片亂序到達(dá)的情況。文獻(xiàn)［10］提出了多重組緩存管理系統(tǒng)（Multi-Reassemblies Buffer Management System）。該機(jī)制支持重組緩存動(dòng)態(tài)建立及多數(shù)據(jù)報(bào)同時(shí)處理，提高了數(shù)據(jù)報(bào)的遞送率。傳統(tǒng)的Mesh-under路由中，如果數(shù)據(jù)報(bào)分片在傳輸過(guò)程中丟失，接收到部分分片的節(jié)點(diǎn)須將其全部丟棄，等待源節(jié)點(diǎn)重傳所有的分片，導(dǎo)致了網(wǎng)絡(luò)中存在大量無(wú)用分片，因此文獻(xiàn)［11］提出了Controlled mesh-under機(jī)制，該機(jī)制有效利用通信信道，并通過(guò)對(duì)分片的轉(zhuǎn)發(fā)進(jìn)行監(jiān)控，從而降低了網(wǎng)絡(luò)的整體消耗，避免了大量無(wú)用數(shù)據(jù)報(bào)分片的傳播。

2 Enhanced Route-over

現(xiàn)有Route-over的缺陷在于其在傳輸數(shù)據(jù)報(bào)的過(guò)程中每一跳都要進(jìn)行分片和重組，這大大增加了數(shù)據(jù)報(bào)傳輸?shù)亩说蕉搜訒r(shí)。為此，本文提出了Enhanced Route-over機(jī)制，該機(jī)制在Route-over轉(zhuǎn)發(fā)過(guò)程中增加了一個(gè)映射表，避免分片在轉(zhuǎn)發(fā)過(guò)程的每一跳都進(jìn)行分片及重組。所提出的算法的關(guān)鍵在于，中間節(jié)點(diǎn)的6LoWPAN適配層在轉(zhuǎn)發(fā)過(guò)程中構(gòu)建虛擬IP幀和轉(zhuǎn)發(fā)映射，分片的重組只需要在所有分片到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)時(shí)進(jìn)行。主要包括3個(gè)過(guò)程：分片過(guò)程、轉(zhuǎn)發(fā)過(guò)程和重組過(guò)程都是由適配層執(zhí)行。

2.1 分片過(guò)程

EnhancedRoute-over算法的IPv6數(shù)據(jù)報(bào)分片具體流程如下：

①初始化。初始化壓縮之前的頭部長(zhǎng)度uncomp_hdr_len及已處理的6lowpan頭部總長(zhǎng)度rime_hdr_len（包括分片首部，IPHC，IPv6首部未壓縮字段，NHC，UDP首部未壓縮字段）為0。

②首部壓縮。調(diào)用IP首部壓縮功能完成IPv6頭部壓縮，并將壓縮后的頭部存入緩存中，無(wú)需頭部壓縮的則直接跳過(guò)。更新rime_hdr_len及uncomp_ hdr_len。

③判斷是否需要分片。若uip_len-uncomp_ hdr_len＞MAC_MAX_PAYLOAD－framer_hdrlenrime_hdr_len，即IP數(shù)據(jù)報(bào)的長(zhǎng)度大于鏈路層的MTU，需要進(jìn)行分片。其中，uip_len等于數(shù)據(jù)報(bào)的總長(zhǎng)度，MAX_PAYLOAD為鏈路層MTU（102 bytes），framer_hdrlen為MAC層幀頭。若不需要分片，直接將載荷裝入數(shù)據(jù)緩存區(qū)（packet_buf）的數(shù)據(jù)部分。

④生成分片1（FRAG1）。生成FRAG1頭部：dispatch，分片前的報(bào)文長(zhǎng)度datagram_size、分片標(biāo)識(shí)符datagram_tag。更新rime_hdr_len，即6lowpan頭部長(zhǎng)度加上分片頭長(zhǎng)度。更新packet_buf的載荷長(zhǎng)度rime_payload_len，即rime_payload_len＝（MAC_ MAX_PAYLOAD-framer_hdrlen-rime_hdr_len）＆0xf8。再將rime_payload_len長(zhǎng)的IPv6載荷填入packet_buf后續(xù)緩存中。最后將FRAG1發(fā)送到MAC層，發(fā)送至下一跳，并更新processed_ip_out_ len，表示已經(jīng)處理的分片長(zhǎng)度。

⑤生成后續(xù)分片（FRAGN）。與FRAG1相同，只是頭部信息多了一項(xiàng)datagram_offset，表示分片在報(bào)文中的位置，此外，F(xiàn)RAGN不需要保留首部壓縮生成的6lowpan頭部。

⑥判斷是否分片完畢。若uip_len-processed_ ip_out_len＜rime_payload_len，則分片完畢，datagram_ tag加1，全局變量清0，釋放packet_buf。否則，重復(fù)步驟⑤。

分片過(guò)程如圖1所示。

圖1 分片過(guò)程

2.2 轉(zhuǎn)發(fā)過(guò)程

算法的IPv6數(shù)據(jù)報(bào)分片轉(zhuǎn)發(fā)具體流程如下：

①初始化。初始化uncomp_hdr_len及rime_ hdr_len為0，將數(shù)據(jù)緩存區(qū)packet_buf的指針rime_ ptr初始化為緩存的開(kāi)頭處，并給映射表分配內(nèi)存。

②獲取頭部信息。適配層接收到來(lái)自MAC層的數(shù)據(jù)報(bào)，對(duì)packet_buf中的第一首部進(jìn)行判斷，如果為分片頭部，則提取分片信息：分片前的報(bào)文長(zhǎng)度datagram_size、分片標(biāo)識(shí)符datagram_tag、分片在報(bào)文中的位置datagram_offset，更新rime_hdr_len為分片頭部長(zhǎng)度，后移rime_ptr至rime_ptr＋rime_hdr_len。若為分片1，設(shè)置相應(yīng)標(biāo)志位first_fragment為1，若為最后一個(gè)分片，設(shè)置相應(yīng)標(biāo)志位last_fragment為1。

③首部解壓縮。如果是分片1，調(diào)用IP首部解壓縮功能對(duì)數(shù)據(jù)報(bào)頭部進(jìn)行解壓縮，獲取源目的IP地址，并將恢復(fù)的IPv6頭部填入適配層緩存區(qū)6lowpan_buf；如果是后續(xù)分片N，跳過(guò)首部解壓縮，轉(zhuǎn)至步驟⑦；如果是沒(méi)有壓縮過(guò)的頭部，則直接將頭部信息復(fù)制到6lowpan_buf中。

④構(gòu)建虛擬IP幀。將IPv6頭從6lowpan_buf復(fù)制到uip緩存中，數(shù)據(jù)部分用“0”補(bǔ)齊。

⑤確定下一跳路由。查找RPL路由表，獲取下一跳路由的IP地址，進(jìn)而得到下一跳路由的MAC地址。

⑥構(gòu)建映射表。將轉(zhuǎn)發(fā)映射項(xiàng)表示為一個(gè)映射表MapNode｛curTag，nextTag，nextMacAddr，parent-MacAddr，totalOfFrag，countOfFrag，MapNodenext｝，其中curTag表示當(dāng)前的TAG標(biāo)識(shí)符，nextTag表示新的標(biāo)識(shí)，同一IP數(shù)據(jù)包所有分片在每個(gè)中間跳都要更新TAG標(biāo)識(shí)符，nextMacAddr表示下一跳節(jié)點(diǎn)的MAC地址，parentMacAddr表示源節(jié)點(diǎn)的MAC地址，totalOfFrag是分片前報(bào)文總長(zhǎng)度，countOfFrag表示已經(jīng)處理的分片長(zhǎng)度，指針next用于同一個(gè)節(jié)點(diǎn)構(gòu)建不同數(shù)據(jù)報(bào)的映射表。當(dāng)中間節(jié)點(diǎn)收到某個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)的第1個(gè)分片時(shí)，根據(jù)上述信息建立轉(zhuǎn)發(fā)映射，將虛擬IP幀送回適配層，首部壓縮并提取首分片，轉(zhuǎn)發(fā)出去。

⑦轉(zhuǎn)發(fā)后續(xù)分片。適配層收到后續(xù)分片，查找映射表，若查找成功，則根據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)映射表將分片轉(zhuǎn)發(fā)至下一跳節(jié)點(diǎn)，更新countOfFrag；若查找失敗，則直接丟棄該分片。此外，若countOfFrag＝totalOfFrag，表示該數(shù)據(jù)報(bào)的分片全部接收。

⑧數(shù)據(jù)載荷重組。目的節(jié)點(diǎn)每收到一個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)的分片，適配層都會(huì)將其放入重組緩存區(qū)，待所有的分片接收完畢，適配層對(duì)數(shù)據(jù)報(bào)進(jìn)行重組恢復(fù)出完整的IPv6數(shù)據(jù)報(bào)文，然后將其送至網(wǎng)絡(luò)層。此外，目的節(jié)點(diǎn)的適配層收到第一個(gè)分片時(shí)，會(huì)啟動(dòng)一個(gè)定時(shí)器Tfrag，如果定時(shí)器到期分片仍未到齊，節(jié)點(diǎn)會(huì)將先前接收到的所有分片丟棄，等待新數(shù)據(jù)報(bào)的到來(lái)。

轉(zhuǎn)發(fā)過(guò)程如圖2所示。

圖2 轉(zhuǎn)發(fā)過(guò)程

2.3 重組過(guò)程

所提出算法中數(shù)據(jù)報(bào)重組只會(huì)在目的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行，中間節(jié)點(diǎn)不需要對(duì)數(shù)據(jù)報(bào)分片進(jìn)行重組，IPv6數(shù)據(jù)報(bào)分片具體流程如下：

①獲取首部信息。提取分片首部信息（datagram_size，datagram_tag，datagram_offset）。

②重組初始化。首先判斷6lowpan_buf中是否有數(shù)據(jù)，即是否有數(shù)據(jù)報(bào)正在進(jìn)行重組，若有數(shù)據(jù)報(bào)正在進(jìn)行重組且新收到的分片或數(shù)據(jù)報(bào)與正在重組的分片不屬于同一個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)文，則丟棄該分片，返回。若沒(méi)有數(shù)據(jù)報(bào)正在重組且收到的是分片，則進(jìn)行重組初始化，設(shè)置重組標(biāo)志reas_tag＝datagram_ tag，重組緩存長(zhǎng)度6lowpan_len＝datagram_size，啟動(dòng)重組定時(shí)器。

③首部解壓縮。與上述轉(zhuǎn)發(fā)過(guò)程的步驟相同。

④數(shù)據(jù)報(bào)載荷重組。將MAC層緩存中的數(shù)據(jù)載荷復(fù)制到6lowpan_buf中。對(duì)于非分片數(shù)據(jù)報(bào)，更新6lowpan_len，而對(duì)于分片數(shù)據(jù)報(bào)，則更新processed_ip_in_len，表示已經(jīng)重組的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度。

⑤判斷是否得到完整數(shù)據(jù)報(bào)。對(duì)于分片報(bào)文，若processed_ip_in_len＝6lowpan_len，則表示重組完成，得到了原始的IPv6報(bào)文。對(duì)于非分片報(bào)文，pro-cessed_ip_in_len＝0。將數(shù)據(jù)報(bào)從6lowpan_buf復(fù)制到uip_buf中，上傳至網(wǎng)絡(luò)層。將6lowpan_len和processed_ip_in_len重置為0。

重組過(guò)程如圖3所示。

圖3 重組過(guò)程

3 仿真結(jié)果分析

算法使用Cooja進(jìn)行仿真驗(yàn)證。Cooja是一款基于Contiki操作系統(tǒng)的仿真軟件，對(duì)底層硬件無(wú)任何依賴性，可借助Contiki操作系統(tǒng)獨(dú)立運(yùn)行。Cooja的功能非常強(qiáng)大，幾乎能仿真所有的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)如sky、telosb和maiz等。它可以模擬節(jié)點(diǎn)的行為和屬性，也可以組建網(wǎng)絡(luò)模擬網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)和各項(xiàng)參數(shù)。本文所構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖4所示，3個(gè)網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的數(shù)目分別為4、10和18，通過(guò)增加網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)數(shù)目來(lái)分析網(wǎng)絡(luò)的性能。仿真參數(shù)設(shè)計(jì)如表1所示。

圖4 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

表1 仿真參數(shù)設(shè)計(jì)

3.1 端到端時(shí)延

如圖5、圖6和圖7所示，與現(xiàn)有Route-over算法比較，Enhanced Route-over在節(jié)點(diǎn)數(shù)量分別為4、10和18時(shí)，端到端時(shí)延分別減少了14.23%、20.89%和21.68%。

圖6 10節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)的端到端時(shí)延

圖7 18節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)的端到端時(shí)延

3.2 能量消耗

分析算法的能量消耗情況如圖8和圖9所示，選擇根節(jié)點(diǎn)附近的節(jié)點(diǎn)3和節(jié)點(diǎn)4進(jìn)行分析。結(jié)果顯示，雖然本文算法復(fù)雜度有了一定的提高，但是與傳統(tǒng)的算法相比，節(jié)點(diǎn)能耗幾乎沒(méi)有變化。而隨著節(jié)點(diǎn)數(shù)目的增加，網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)量提高，節(jié)點(diǎn)的平均能耗也會(huì)增加。

圖8 節(jié)點(diǎn)3的能耗

圖9 節(jié)點(diǎn)4的能耗

4 硬件平臺(tái)驗(yàn)證

WSN硬件開(kāi)發(fā)套件基于目前應(yīng)用較廣泛的STM32為基礎(chǔ)，Atmel的射頻芯片AT86RF231作為6lowpan組網(wǎng)的基礎(chǔ)，采用開(kāi)源的操作系統(tǒng)Contiki作為軟件平臺(tái)。在平臺(tái)硬件基礎(chǔ)上，利用MySniffer154 WiresharkServer＋wireshark，可以實(shí)時(shí)抓取空間數(shù)據(jù)包。

4.1 硬件測(cè)試平臺(tái)搭建

WSN開(kāi)發(fā)平臺(tái)所搭建的RPL多跳網(wǎng)絡(luò)包含3個(gè)節(jié)點(diǎn)，其中節(jié)點(diǎn)1為發(fā)送端，用于生成及發(fā)送數(shù)據(jù)報(bào)分片；節(jié)點(diǎn)2為中轉(zhuǎn)節(jié)點(diǎn)，負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)發(fā)所有來(lái)自節(jié)點(diǎn)1的數(shù)據(jù)報(bào)分片或者不用分片的數(shù)據(jù)報(bào)文；節(jié)點(diǎn)0為接收端，它的工作是重組接收到的數(shù)據(jù)報(bào)分片，并充當(dāng)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的根節(jié)點(diǎn)；節(jié)點(diǎn)為Wireshark的抓包節(jié)點(diǎn)，用于捕獲節(jié)點(diǎn)0所收到的數(shù)據(jù)報(bào)文。系統(tǒng)中，節(jié)點(diǎn)1和節(jié)點(diǎn)2間的距離是1.5 m，而節(jié)點(diǎn)2及節(jié)點(diǎn)0的距離為5.67 m。節(jié)點(diǎn)的參數(shù)配置由表2所示。

表2 節(jié)點(diǎn)的參數(shù)列表

4.2 測(cè)試結(jié)果

節(jié)點(diǎn)0的適配層將接收到的分片報(bào)文重組完畢后傳遞給上層。Wireshark捕獲到的來(lái)自節(jié)點(diǎn)1的分片數(shù)據(jù)報(bào)如圖10所示，數(shù)據(jù)凈荷為80 bytes，數(shù)據(jù)報(bào)被分為2個(gè)分片，第1個(gè)分片長(zhǎng)度為104 bytes，第2個(gè)分片長(zhǎng)度為24 bytes。源目的地址分別為00：01：13：01：00：00：00：01（node1）及00：01：13：01：00：00：00：00（node0）。

圖10 來(lái)自節(jié)點(diǎn)1的分片數(shù)據(jù)報(bào)

以上是本文在硬件平臺(tái)上對(duì)所提出的RPL分片重組算法的驗(yàn)證。由于條件限制，網(wǎng)絡(luò)只使用了3個(gè)節(jié)點(diǎn)，構(gòu)建了一個(gè)簡(jiǎn)單的2跳網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，其中節(jié)點(diǎn)1和節(jié)點(diǎn)2同為發(fā)送節(jié)點(diǎn)，而節(jié)點(diǎn)0為接收節(jié)點(diǎn)。結(jié)果顯示，節(jié)點(diǎn)2能成功轉(zhuǎn)發(fā)由節(jié)點(diǎn)1到節(jié)點(diǎn)0的數(shù)據(jù)報(bào)，因此，所提出的旨在支持6LoWPAN多跳網(wǎng)絡(luò)分片重組的算法與理論與仿真都一致。

5 結(jié)束語(yǔ)

提出了一種Enhaced Route-over路由IPv6分片重組算法，解決了現(xiàn)有RPL分片重組過(guò)程中數(shù)據(jù)報(bào)逐跳重組分片再轉(zhuǎn)發(fā)的問(wèn)題，從而降低端到端時(shí)延，提高存儲(chǔ)空間利用率，改善了IPv6數(shù)據(jù)報(bào)分片重組傳輸?shù)男阅?。此外，還利用COOJA仿真及WSN硬件平臺(tái)對(duì)所提出的RPL分片重組算法進(jìn)行測(cè)試驗(yàn)證，證明了該算法適合應(yīng)用于實(shí)際場(chǎng)景中。雖然算法復(fù)雜度增加，但是其能量消耗并沒(méi)有明顯的變化。

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Fragment and Reassembly of Enhanced Route-over in 6LoWPAN

CHEN Jing-jing1，2，LI Xiao-ji1，ZHENG Lin1，2
（1．Guilin University of Electronic Technology，Guilin Guangxi 541004，China；2．Science and Technology on Information Transmission and Dissemination in Communication Networks Laboratory，Shijiazhuang Hebei 050081，China）

In order to solve the problem of hop-by-hop fragment and reassembly of Route-over in 6LoWPAN，an enhanced Route-over mechanism is put forward.By adding a mapping table and establishing a virtual frame during Route-over forwarding，the enhanced Route-over mechanism improves significantly reduces the end-to-end delay time.The algorithm is verified by using Cooja simulator and wireless sensor network hardware platform.The results show that when the number of nodes is 4，10 and 18，the data transmission delay of the proposed optimization algorithm is decreased by 14.23%，20.89%and 21.68%，and the node energy consumption is not increased. Besides，it is suitable for the actual scene.

6LoWPAN；Route-over；fragment；reassembly；delay

TP393

A

1003－3106（2015）10－0001－06

10.3969／j.issn.1003－3106.2015.10.01

陳晶晶，李曉記，鄭 霖.6LoWPAN的Enhanced Route-over的分片和重組機(jī)制［J］.無(wú)線電工程，2015，45（10）：1－6.

陳晶晶女，（1990—），碩士研究生。主要研究方向：信息與通信工程、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)。

2015-07-07

國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（61362006）；省部共建教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室認(rèn)知無(wú)線電基金資助項(xiàng)目（2013ZR08）；中電五十四所通信網(wǎng)信息傳輸與分發(fā)技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目（KX132600010／ITD-U13003）；2014年度廣西高校科學(xué)技術(shù)研究項(xiàng)目（YB2014137）。

李曉記女，（1967—），博士，副教授。主要研究方向：無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)。