IEEE802.15.4无线传感器网络的IPv6协议栈

2 嵌入式IPv6协议栈的设计

2.1 嵌入式IPv6协议栈的设计思想

由于无线传感器网络节点一般都是嵌入式设备，所以嵌入式IPv6协议栈的设计主要应突出"微型化"的思想。TCP/TP协议最先是在Uuix系统里实现的，由于嵌入式系统与PC机的差别很大，在嵌入式系统中实现TCP/IP协议与在操作系统巾的实现有很大不同，所以这是设计的核心环节。嵌入式系统的IPv6微型协议栈，直接面对硬件，没有一个多任务操作系统平台;MCU中的程序结构一般是顺序执行和硬件中断相配合的方式，与高级操作系统中多线程并发执行的方式截然不同。因为单片机上系统的各种资源是有限的，例如CPU的处理速度、字长，RAM、ROM存储器的容量以及接口的数量等与通用计算机相比有很大差距，所以如何使协议栈做到精细、通信可靠、功能相对完善，而且又能发挥单片机的特点成为IPv6微型协议栈设计的关键问题。"微型化"思想主要体现在设计方案核心应着眼于设计体积小，但又不影响运行的协议栈，所以要对协议栈的裁剪方面进行深入研究，去掉不必要的组件、传统的复杂调度机制和额外的扩展功能，甚至可以去除操作系统等。

综合研究以上多方面因素，提出了能够适用于无线传感器网络的嵌入式IPv6微型协议栈的设计要求。

①协议栈运行于单片机系统上，具有较强的兼容性。可以在以太网上正确运行，同时在此基础上可以借助IEEE802.15.4 MAC的无线数据传输功能来传送数据包。

②实现IPv6基本协议栈核心协议的最基本功能、包括IPv6基本描述协议、ND(邻居发现)协议、ICMPv6(因特网控制报文)协议和IPv6地址的自动配置协议等。

◆IPv6基本描述协议：IPv6数据包的发送、接收、处理等基本功能。

◆ND(邻居发现)协议：邻居发现的地址解析功能，实现邻居请求和邻居通告。

◆ICMPv6(因特网控制报文)协议：主要实现控制报文的消息处理，以及对网络诊断功能的回应请求和回应答复。

◆IPv6地址自动配置协议：根据IPv6地址格式的要求，主要实现IPv6链路本地地址的配置和请求节点多播地址的配置。

作者：吴德伦 张宏科   来源：PCONLINE