RPL路由协议的性能分析及研究.docx

【摘要】随着微机电系统和无线通信技术等科学技术的发展，使得无线传感器网络在各个国家如火如荼地发展，成为新一代信息技术的重要组成部分。无线传感器网络是由大量微型、低能耗的传感器节点构成，这些节点由于体积小所以存储数据和处理数据能力有限，而且网络拓扑是变化着的，极其容易受到外部环境的干扰。针对这种低功耗有损网络的应用场景，在2012年，IETF工作组提出了RPL（Routing for Low-Power and Lossy Networks）路由协议。本文就RPL路由协议的主要性能进行研究与分析，发现它的不足之处，提出优化改进的方法。RPL路由协议的性能研究主要包括：网络丢包率、网络收敛时间、数据包延迟、吞吐量、网络生存时间、自动修复能力等。并通过Contiki操作系统下的Cooja仿真软件搭建实验环境，来验证不同网络规模和不同网络环境对RPL路由协议的性能影响。

【关键词】 RPL；网络收敛时间；丢包率；数据传输延时

目录

摘要

Abstract

1绪论-1

1.1无线传感器网络研究背景-1

1.1.1无线传感器网络的特点-1

1.1.2 无线传感器网络的路由协议-1

1.2 本文研究内容-3

1.3 论文章节安排-3

2 RPL协议概述-3

2.1 设计目标-3

2.2 RPL协议的特点-5

2.3 RPL网络拓扑-5

2.4 RPL路由协议规范-6

2.4.1 RPL控制消息-6

2.4.2 DODAG的构建-8

2.4.3 RPL的路由过程-10

3 DODAG的维护与修复-11

3.1 DODAG修复-11

3.2 环路避免和检测-12

3.2.1 环路避免机制-12

3.2.2 环路检测机制-13

3.3 RPL的路由度量-13

4 RPL性能评估-14

4.1 实验环境-14

4.2 仿真结果及分析-15

4.2.1 DAG的收敛时间-15

4.2.2 能量消耗-16

4.2.3数据包丢失率-17

4.2.4数据包延时-17

4.2.5自动修复能力-19

5 总结与展望-19

参考文献-21