无线传感器网络中互联网协议版本6地址的压缩制造技术

本发明专利技术涉及在无线传感器网络中互联网协议版本6地址的压缩，提供了一种用于在无线传感器网络(图1)中管理互联网协议版本6(IPv6)(图3，300)地址的方法，该方法包括将与密钥相关联的IPv6地址的前缀(图3，302)存储在该无线传感器网络内的无线传感器装置上；形成用于该IPv6地址的地址指示符(图3，304)，该地址指示符由该密钥和该IPv6地址的节点地址组成；以及将该地址指示符存储在该无线传感器装置上的至少一个存储器位置中以代替该IPv6地址(图5，526)。

【技术实现步骤摘要】
对相关申请的交叉引用本申请要求2014年9月19日提交的美国临时专利申请号62/053,002的权益，通过引用该申请的全文将其并入本文。
本公开的实施例总体涉及无线传感器网络，并且更具体地涉及这种网络中互联网协议版本6(IPv6)地址的压缩。
技术介绍
无线传感器网络被部署在许多不同环境中。这种网络中使用的传感器是通常是具有有限的存储空间、计算能力和功率的低成本装置。这些装置的主要功能通常是获取数据，具有的辅助功能是通过无线网络实现对已获取数据的通信。这些装置的典型构架包括微控制器、划分为只读存储器和随机存取存储器的数万字节量级的存储器、低功率射频装置和功率管理电路。考虑到这些装置有限的存储容量，节约使用存储器非常重要。
技术实现思路
本公开的实施例涉及用于在无线传感器网络中管理IPv6地址的方法、设备和计算机可读介质。一方面，提供一种用于在无线传感器网络中管理互联网协议版本6(IPv6)地址的方法，该方法包括：将与密钥相关联的IPv6地址的前缀存储在该无线传感器网络内的无线传感器装置上；形成该IPv6地址的地址指示符，该地址指示符由该密钥和该IPv6地址的节点地址组成；以及将该地址指示符存储在该无线传感器装置上的至少一个存储器位置中以代替该IPv6地址。一方面，提供了一种无线传感器装置，该无线传感器装置包括：存储器，该存储器存储用于管理互联网协议版本6(IPv6)地址的软件指令；以及处理器，该处理器被配置成用于执行软件指令，在该处理器中软件指令的执行将与密钥相关联的IPv6地址的前缀存储在该存储器中；形成该IPv6地址的地址指示符，该地址指示符由该密钥和该IPv6地址的节点地址组成；以及将该地址指示符存储在该存储器中的至少一个位置中以代替该IPv6地址。一方面，提供了一种存储软件指令的非瞬态计算机可读介质。当由无线传感器网络中的无线传感器装置的处理器执行软件指令时，软件指令使得一种用于管理互联网协议版本6(IPv6)地址的方法被执行。该方法包括：将与密钥相关联的IPv6地址的前缀存储在该无线传感器网络中的无线传感器装置上；形成该IPv6地址的地址指示符，该地址指示符由该密钥和该IPv6地址的节点地址组成；以及将该地址指示符存储在该无线传感器装置上的至少一个存储器位置中以代替该IPv6地址。附图说明现在将仅以举例方式参照附图来描述这些具体实施例：图1是基于无线传感器网络的互联网协议版本6(IPv6)的简单示例；图2是示出了IPv6地址的示例；图3和图4是分别示出了IPv6地址压缩和IPv6地址解压的示例；图5示出了在示例网络协议栈背景下的IPv6地址压缩和解压操作；以及图6是示例无线传感器装置的简化框图。具体实施方式现在将参看附图详细说明本公开的具体实施例。为了一致性，各图中的相似元件用相似附图标记。图1是基于无线传感器网络的互联网协议版本6(IPv6)的简单示例。在此示例中，标注为L-x的传感器装置是叶节点，标注为Int-x的装置是中间节点，而标注为RootNode的装置是网络的根节点并且作为互联网的网关进行工作。装置到装置的无线通信由装置间的“闪电”箭头指出。中间节点和根节点可操作用于对围绕网络的通信进行路由。每个装置实现网络协议栈，用于使用IPv6地址通过无线网络通信。IPv6地址的长度是128位并且可以用十六进制计数法表示为“xxxx:xxxx:xxxx:xxxx:xxxx:xxxx:xxxx:xxxx”，其中每个“x”代表一个十六进制数字，每四个数字为一组代表两个字节，如“0000:FFE0:0000:0003:FFFF:FFFF:FFFC:00FD”。因此，存储完整的IPv6地址需要十六个字节的内存。此处，在IPv6地址中，两个十六进制数字为一组可被称作是一个八位字节。网络协议栈的实现可能需要将IPv6地址存储在装置上的多个位置中，如网络表格条目中。本公开的实施例中，装置按照本文所描述的压缩IPv6地址并且将压缩版本存储在一个或更多个多位置中，而不是存储完整的IPv6地址。当需要完整的IPv6地址来进行网络通信时，该装置按照本文描述的解压压缩的地址。在IPv6地址中，具有N个高阶八位字节的前缀指定一个特定网络，并且剩余的八位字节指定该网络内的地址。从而，该网络中每个节点的地址可有一个具有N个八位字节的公共前缀。前缀的大小基于网络的地址空间的要求。例如，如在图2的示例中所示出的，如果在网络中能够被寻址的节点的最大数量是256，则该网络中的节点地址的公共前缀是120个高阶位，即高阶15个八位字节。进一步的，最后一个八位字节唯一地标识网络中的节点，即最后一个八位字节是节点地址。在IPv6地址压缩和解压的一些实施例中，假定无线传感器网络内所有IPv6地址的前缀是高阶的，即最高阶15个八位字节。图3和图4是分别示出了假定前缀是高阶15个八位字节时IPv6地址压缩和IPv6地址解压的示例。首先参照图3，为了在传感器装置上压缩IPv6地址300，地址的15个八位字节的前缀被存储在该传感器装置的存储器的前缀表302中。存储该前缀的表条目索引充当标识该前缀的密钥。如果地址的前缀已经被存储在该前缀表中，则该密钥被返回。而后，8位密钥和地址的最后一个八位字节被序连以产生16位的IPv6地址指示符304，IPv6地址指示符304被存储在其中本来会存储完整IPv6地址的装置上的任意位置中。在一些实施例中，最后一个八位字节是地址指示符的头八位，而密钥是地址指示符的后八位；在其他实施例中，这个顺序是相反的。注意，不是将一个128位的地址存储在多个位置中，而是将一个16位的地址指示符存储在多个位置中，每个位置节省了112位。现在参照图4，为了解压在传感器装置上的地址指示符304，逆向压缩循环。地址指示符304中的前缀密钥被用于定位前缀表302中的相关联前缀。标识的前缀与地址指示符304中的最后一个八位字节序连以重新产生完整的IPv6地址300。在具体传感器装置上待存储的IPv6地址的数量可以变化。例如，在图1的网络中，为了从网络中路由出传感器数据，叶节点可存储相关联中间节点地址和根节点地址。例如，叶装置L-12可存储中间装置Int-11的IPv6地址和RootNode装置的IPv6地址。然而，因为叶装置L-6与中间节点不相关联，该装置仅仅可存储根节点的IPv6地址。在一些实施例中，叶节点也可知道邻居节点并且可存储...

【技术保护点】
一种用于在无线传感器网络中管理互联网协议版本6地址即IPv6地址的方法，所述方法包括：将与密钥相关联的第一IPv6地址的第一前缀存储在所述无线传感器网络内的无线传感器装置上；形成所述第一IPv6地址的第一地址指示符，所述第一地址指示符由所述密钥和所述第一IPv6地址的节点地址组成；以及将所述第一地址指示符存储在所述无线传感器装置上的至少一个存储器位置中以代替所述第一IPv6地址。

【技术特征摘要】
2014.09.19 US 62/053,002;2015.08.26 US 14/836,6551.一种用于在无线传感器网络中管理互联网协议版本6地址即IPv6地
址的方法，所述方法包括：
将与密钥相关联的第一IPv6地址的第一前缀存储在所述无线传感器
网络内的无线传感器装置上；
形成所述第一IPv6地址的第一地址指示符，所述第一地址指示符由
所述密钥和所述第一IPv6地址的节点地址组成；以及
将所述第一地址指示符存储在所述无线传感器装置上的至少一个存
储器位置中以代替所述第一IPv6地址。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述节点地址是所述第一IPv6地
址的低阶M个八位字节，而所述第一前缀是所述第一IPv6地址的高阶16-M个
八位字节。
3.如权利要求2所述的方法，其中，M＝1。
4.如权利要求3所述的方法，其中，地址指示符由十六位组成，高阶八
位存储IPv6地址的最后的八位字节作为节点地址并且低阶八位存储相关联的
密钥。
5.如权利要求1所述的方法，包括：
接收所述无线传感器装置上的第二IPv6地址，所述第二IPv6地址具
有所述第一前缀和不同于所述第一IPv6地址的节点地址；
检索与所述第一前缀相关联的所述密钥；
形成所述第二IPv6地址的第二地址指示符，所述第二地址指示符由
所述密钥和所述第二IPv6地址的节点地址组成；以及
将所述第二地址指示符存储在所述无线传感器装置上的至少一个存
储器位置中以代替所述第二IPv6地址。
6.如权利要求1所述的方法，包括：
使用所述第一地址指示符中的所述密钥来检索所述第一前缀；以及
根据所述第一前缀和所述第一地址指示符中的所述节点地址生成所
述第一IPv6地址。
7.如权利要求1所述的方法，包括：
接收所述无线传感器装置上的第三IPv6地址，所述第三IPv6地址具
有不同于所述第一前缀的第二前缀；
将与第二密钥相关联的所述第二前缀存储在所述无线传感器装置上；
形成所述第三IPv6地址的第三地址指示符，所述第三地址指示符由
所述第二密钥和所述第三IPv6地址的节点地址组成；以及
将所述第三地址指示符存储在所述无线传感器装置上的至少一个存
储器位置中以代替所述第三IPv6地址。
8.一种无线传感器装置，包括：
存储器，所述存储器存储用于管理互联网协议版本6地址即IPv6地
址的软件指令；以及
处理器，所述处理器被配置成用于执行软件指令，其中，所述软件指
令的执行将与密钥相关联的第一IPv6地址的第一前缀存储在所述存储器中；形
成所述第一IPv6地址的第一地址指示符，所述第一地址指示符由所述密钥和所
述第一IPv6地址的节点地址组成；以及将所述第一地址指示符存储在所述存储
器中的至少一个位置中以代替所述第一IPv6地址。
9.如权利要求8所述的无线传感器装置，其中，所述节点地址是所述第
一IPv6地址的低阶M个八位字节，而所述第一前缀是所述第一IPv6地址的高
阶16-M个八位字节。
10.如权利要求9所述的无线传感器装置，其中，M＝1。
11.如权利要求10所述的无线传感器装置，其中，地址指示符由十六位
组成，所述高阶八位存储IPv6地址的最后的八位字节作为节点地址并且所述低
阶八位存储相关联的密钥。
12.如权利要求8所述的无线传感器装置，其中，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·S·阿古莱克，A·E·扎法，J·周，R·维丹萨姆，
申请(专利权)人：德克萨斯仪器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US