一種實(shí)現(xiàn)6LoWPAN與IPv4網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的方法與裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于IPv6過渡技術(shù)及無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種實(shí)現(xiàn)6LoWPAN與IPv4網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的方法與裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]WSN(ffireless Sensor Network)已經(jīng)成為當(dāng)前國(guó)際上備受關(guān)注的、知識(shí)高度集成的國(guó)際熱點(diǎn)研究領(lǐng)域之一，其目的是協(xié)作感知、采集和處理網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域中感知對(duì)象的信息，并發(fā)送給觀察者。就其目的而言，WSN必須接入外部網(wǎng)絡(luò)，使觀察者可以通過外部網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程監(jiān)控感知對(duì)象才具有更現(xiàn)實(shí)的意義。作為當(dāng)前全球覆蓋最廣、普及程度最高的網(wǎng)絡(luò)，Internet無疑將成為WSN的最佳接入對(duì)象。但是WSN節(jié)點(diǎn)受自身硬件性能及其工作環(huán)境的限制，將WSN直接接入Internet是不切實(shí)際的。
[0003]鑒于此，互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組(InternetEngineering Task Force，IETF)針對(duì)WSN研究開發(fā)了基于IPv6的低速無線個(gè)域網(wǎng)協(xié)議(IPv6over Low Power Wireless PersonalArea Network,6LoffPAN)，其目的就是把IPv6協(xié)議引入到WSN中，實(shí)現(xiàn)Internet(IPv6)與WSN的無縫融合。因此，6LoWPAN接入(IPv4) Internet中，實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)的互聯(lián)便成了研究重點(diǎn)。然而，在當(dāng)前的Internet互聯(lián)網(wǎng)中，和IPv4網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模相比，IPv6網(wǎng)絡(luò)依舊被視為“孤島”，因此當(dāng)前階段將6LoWPAN接入Internet(IPV4)更具有現(xiàn)實(shí)意義。但是，首先需要解決的是網(wǎng)絡(luò)層的接入問題，以實(shí)現(xiàn)兩種網(wǎng)絡(luò)的無縫融合。
[0004]已出現(xiàn)的眾多過渡技術(shù)中，沒有專門為6LoWPAN網(wǎng)絡(luò)接入IPv4網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行設(shè)計(jì)，同時(shí)考慮到6LoWPAN網(wǎng)絡(luò)與IPv6網(wǎng)絡(luò)的差異性，將此類過渡技術(shù)直接應(yīng)用到6LoWPAN接入IPv4網(wǎng)絡(luò)中是不切實(shí)際的?，F(xiàn)有的過渡技術(shù)主要分為兩類:有狀態(tài)協(xié)議轉(zhuǎn)換技術(shù)和無狀態(tài)協(xié)議轉(zhuǎn)換技術(shù)。存在以下兩方面的問題:(I)有狀態(tài)協(xié)議轉(zhuǎn)換技術(shù)除通過靜態(tài)配置映射表外無法完成上位機(jī)端率先發(fā)起對(duì)IPv6節(jié)點(diǎn)的訪問；(2)無狀態(tài)協(xié)議轉(zhuǎn)換技術(shù)則會(huì)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(wǎng)絡(luò)能否“無縫”接入IPv4網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種實(shí)現(xiàn)6LoWPAN與IPv4網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的方法與裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)IPv4主機(jī)對(duì)6LoWPAN網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的主動(dòng)訪問；同時(shí)使用端口號(hào)映射，節(jié)約本就有限的IPv4地址空間；從而實(shí)現(xiàn)6LoWPAN網(wǎng)絡(luò)“無縫”接入IPv4網(wǎng)絡(luò)。
[0006]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:
[0007]—種實(shí)現(xiàn)6LoWPAN與IPv4網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的裝置，該裝置包括:該裝置由IPv4網(wǎng)絡(luò)接入單元、6LoWPAN接入單元、DNS代理服務(wù)器單元、6LoWPAN網(wǎng)絡(luò)DNS服務(wù)器、協(xié)議轉(zhuǎn)換單元、轉(zhuǎn)換地址管理單元；
[0008]所述IPv4網(wǎng)絡(luò)接入單元:用于充當(dāng)IPv4網(wǎng)絡(luò)的邊界路由器，實(shí)現(xiàn)IPv4主機(jī)與協(xié)議轉(zhuǎn)換單元及代理服務(wù)器單元的互通；
[0009]所述6LoWPAN接入單元:用于充當(dāng)6LoWPAN網(wǎng)絡(luò)的邊界路由器，實(shí)現(xiàn)6LoWPAN節(jié)點(diǎn)與協(xié)議轉(zhuǎn)換單元及6LoWPAN網(wǎng)絡(luò)DNS服務(wù)器的互通；
[00?0] 所述DNS代理服務(wù)器單元:使用DNS46技術(shù)實(shí)現(xiàn)A記錄請(qǐng)求/響應(yīng)報(bào)文與AAAA記錄請(qǐng)求/響應(yīng)報(bào)文的相互轉(zhuǎn)換；
[0011]所述6LOWPAN網(wǎng)絡(luò)DNS服務(wù)器:存儲(chǔ)6LOWPAN網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的設(shè)備信息供代理服務(wù)器單元查詢；
[0012]所述協(xié)議轉(zhuǎn)換單元:實(shí)現(xiàn)IPv6報(bào)文與IPv4報(bào)文的相互轉(zhuǎn)換；
[0013]所述轉(zhuǎn)換地址管理單元:存儲(chǔ)IPv4及IPv6轉(zhuǎn)換地址，維護(hù)一張IPv4轉(zhuǎn)換地址與IPv6轉(zhuǎn)換地址單射的映射表，為代理服務(wù)器單元提供IP地址，為協(xié)議轉(zhuǎn)換單元提供IP轉(zhuǎn)換地址;包括地址池、地址映射表模塊。
[0014]本發(fā)明還提供了一種實(shí)現(xiàn)6LoWPAN與IPv4網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的方法，在該方法中，IPv4主機(jī)通過DNS代理服務(wù)器單元獲取6LoWPAN網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的IPv4地址，具體包括:1Pv4主機(jī)發(fā)送A記錄DNS查詢報(bào)文，DNS代理服務(wù)器單元將該A記錄查詢報(bào)文轉(zhuǎn)換為AAAA記錄查詢報(bào)文并發(fā)往6LoWPAN網(wǎng)絡(luò)DNS服務(wù)器，DNS服務(wù)器發(fā)出攜帶6LoWPAN節(jié)點(diǎn)IP地址的AAAA記錄響應(yīng)報(bào)文，DNS代理服務(wù)器單元將AAAA記錄響應(yīng)報(bào)文轉(zhuǎn)換為A記錄響應(yīng)報(bào)文并發(fā)往IPv4主機(jī)。
[0015]進(jìn)一步，在該方法中，通過協(xié)議轉(zhuǎn)換單元實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)報(bào)文在IPv4格式與IPv6格式之間的相互轉(zhuǎn)換，具體包括:協(xié)議轉(zhuǎn)換單元將6LoWPAN節(jié)點(diǎn)發(fā)出的IPv6報(bào)文轉(zhuǎn)換為IPv4報(bào)文并發(fā)往IPv4網(wǎng)絡(luò)主機(jī);協(xié)議轉(zhuǎn)換單元將IPv4主機(jī)發(fā)出的IPv4報(bào)文轉(zhuǎn)換為IPv6報(bào)文包并發(fā)往6LoWPAN網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。
[0016]進(jìn)一步，在該方法中，通過DNS代理服務(wù)器單元將AAAA記錄響應(yīng)報(bào)文轉(zhuǎn)換為A記錄響應(yīng)報(bào)文，具體包括:DNS代理服務(wù)器單元提取AAAA記錄響應(yīng)報(bào)文中的IPv6地址，并向轉(zhuǎn)換地址管理單元發(fā)出請(qǐng)求:請(qǐng)求獲取IPv4地址作為該IPv6地址的映射地址;轉(zhuǎn)換地址管理單元的地址映射表中如果存在該IPv6地址的映射項(xiàng)，則返回其映射的IPv4轉(zhuǎn)換地址，否則，從地址池中取出一個(gè)尚未使用的IPv4地址與該IPv6地址進(jìn)行映射，并返回該IPv4地址到DNS代理服務(wù)器單元;DNS代理服務(wù)器單元利用獲取的IPv4地址將AAAA記錄響應(yīng)報(bào)文轉(zhuǎn)換為A記錄響應(yīng)報(bào)文，并將其A記錄響應(yīng)報(bào)文發(fā)往IPv4主機(jī)。
[0017]進(jìn)一步，在該方法中，通過協(xié)議轉(zhuǎn)換單元將6LoWPAN節(jié)點(diǎn)發(fā)出的IPv6報(bào)文轉(zhuǎn)換為IPv4報(bào)文并發(fā)往IPv4網(wǎng)絡(luò)主機(jī)，具體包括:協(xié)議轉(zhuǎn)換單元收到6LoWPAN網(wǎng)絡(luò)發(fā)送的IPv6報(bào)文，對(duì)其進(jìn)行解析，并向轉(zhuǎn)換地址管理單元請(qǐng)求獲取IPv4轉(zhuǎn)換地址，如果轉(zhuǎn)換地址管理單元的地址映射表中存在該對(duì)IPv6地址的映射表項(xiàng)，則取出其映射的IPv4轉(zhuǎn)換地址;否則，從地址中取出一組尚未使用的IPv4轉(zhuǎn)換地址加入地址映射表與所述IPv6地址映射;協(xié)議轉(zhuǎn)換單元依據(jù)獲取的IPv4轉(zhuǎn)換地址完成IPv6報(bào)文向IPv4報(bào)文的轉(zhuǎn)換并將該IPv4報(bào)文發(fā)往IPv4網(wǎng)絡(luò)中的目的主機(jī)。
[0018]進(jìn)一步，在該方法中，通過協(xié)議轉(zhuǎn)換單元將IPv4主機(jī)發(fā)出的IPv4報(bào)文轉(zhuǎn)換為IPv6報(bào)文并發(fā)往6LoWPAN節(jié)點(diǎn)，具體包括:協(xié)議轉(zhuǎn)換單元接收到IPv4網(wǎng)絡(luò)主機(jī)發(fā)送的IPv4報(bào)文后對(duì)其進(jìn)行解析，并向轉(zhuǎn)換地址管理單元請(qǐng)求獲取IPv4轉(zhuǎn)換地址，如果轉(zhuǎn)換地址管理單元的地址映射表中存在該對(duì)IPv4地址的映射表項(xiàng)，則取出其映射的IPv6轉(zhuǎn)換地址;否則，從地址中取出一組尚未使用的IPv6轉(zhuǎn)換地址加入地址映射表與所述IPv6地址映射;協(xié)議轉(zhuǎn)換單元依據(jù)獲取的IPv6轉(zhuǎn)換地址完成IPv4報(bào)文向IPv6報(bào)文的轉(zhuǎn)換并將該IPv6報(bào)文發(fā)往61oWPAN網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。
[0019]進(jìn)一步，在該方法中，所述轉(zhuǎn)換地址由IP地址及端口號(hào)構(gòu)成。
[0020]本發(fā)明的有益效果在于:本發(fā)明提供的技術(shù)方案成功將為互聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)的NAT64技術(shù)移植到無線傳感器網(wǎng)絡(luò)接入IPv4網(wǎng)絡(luò)中；本發(fā)明提供的一種基于NAT64-DNS46實(shí)現(xiàn)6LoWPAN與IPv4網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的方法，實(shí)現(xiàn)了 IPv4主機(jī)率先發(fā)起基于DNS的對(duì)6LoWPAN網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的訪問，同時(shí)使用端口號(hào)映射，節(jié)約了本就有限的IPv4地址空間；本發(fā)明提供的一種基于NAT64-DNS46實(shí)現(xiàn)6LoWPAN與IPv4網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的裝置將6LoWPAN網(wǎng)絡(luò)邊界路由器，IP數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)換器，IPv4網(wǎng)絡(luò)邊界路由器，DNS代理服務(wù)器歸為一體，提升了系統(tǒng)的整體性；從而，將6LoWPAN網(wǎng)絡(luò)“無縫”接入IPv4網(wǎng)絡(luò)。
【附圖說明】
[0021]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果更加清楚，本發(fā)明提供如下附圖進(jìn)行說明:
[0022]圖1為本發(fā)明所述裝置的系統(tǒng)框圖；
[0023]圖2為針對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例而設(shè)計(jì)的協(xié)議轉(zhuǎn)換器；
[0024]圖3為本發(fā)明所述方法的時(shí)序圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]1、本發(fā)明所述的一種實(shí)現(xiàn)6LoWPAN與IPv4網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的方法，包括:
[0026]11)61^￥?4~網(wǎng)絡(luò)0略搜集節(jié)點(diǎn)設(shè)備信息，1?￥4主機(jī)通過0—查詢61^￥?41^節(jié)點(diǎn)的IPv4轉(zhuǎn)換地址，并發(fā)