基于6LoWPAN的IPv6智慧校园关健技术研究
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【摘要】 “智慧校园”是指在互联网基础上，把教学、管理、科研、学习通过多种应用系统联系在一起的的智慧化的网络校园。智慧校园主要通过利用物联网技术、云计算平台、虚拟化等最前沿的信息技术，将学校物理设备和学校师生进行结合，对校园教学、科研、管理、一卡通等应用系统进行高度整合并对信息数据统计分析，给管理层提供决策分析。
【关键词】 6LoWPAN IPv6 智慧校园
一、引言
物联网作为智慧校园网络的主要技术，但传统的 IPv4 地址不足以支持大量传感节点的地址分配，基于IPv6的低速无线个域网（6LoWPAN）标准是一种适配无线传输标准 IEEE 802.15.4 和 IPv6 协议的技术，可使传感节点具有独立IPv6地址，能够直接与 IP 网络通信，利用 IP 网络扩展性强的优势实现多种多样应用，适合无处不在的传感网络。
分析了 IPv6 应用于智慧校园网络所面临的一些问题并提出了相应的解决措施，具体包括提出了一种基于6LoWPAN 的物联网寻址策略和在此基础上的一种改进的 IPv6 报头压缩算法并通过仿真软件设计实现了基于6LoWPAN的IPv6智慧校园系统。
二、相关技术
2.1 IPv6 介绍[1]
IPv6 是 Internet Protocol Version 6 的縮写，是 IETF用于设计、替代 IPv4 的下一代互联网的核心协议。IPv6地址长度比原 IPv4 增加了 96 位（二进制位），是 IPv4 地址长度的 4 倍，大大丰富了地址资源。该协议的出现和成功应用，有效地解决了 IPv4 的设计缺陷，重建了端到端的通信，大大提高了网络的安全性和减少了路由表条数增加可用性等优点。
2.2 6LoWPAN 网络[2]
6LoWPAN网络是一种类似于ZigBee协议的新型网络，利用IEEE802.15.4标准，性能较 ZigBee 更好可以运行在网络接口层，能够与以IP为基础的系统相连接， 通过6LoWPAN 实现 TCP/IP协议的分层数据处理，实现端到端的数据通信。
6LoWPAN采用的适配层技术使得 6LoWPAN节点能够应用 IPv6技术实现数据通信和数据交换等，其架构由低功耗无线局域网（LoWPAN）组成，这些LoWPAN是IPv6的末梢网络，分为简单LoWPAN、扩展 LoWPAN和自组织LoWPAN 三种网络。
三、智慧校园关健技术研究
基于 TCP/IP 通信协议架构的 IPv4 寻址技术广泛应用于高校智慧校园网络中，IPv4 亦能较好运行在物联网上，这看上去是很符合目前我国高校校园物联网系统的寻址方案，但由于布局在物联网网络中的传感器节点通常数量巨大惊人，而 IPv4 的地址容量已经有枯竭的趋势，并且目前通常使用的 DHCP 的接入地址分配方式对网络中的硬件资源有着过高的要求，这使得像 DHCP 这样的地址分配方式难以应用在具有海量传感器节点的物联网网络中，由此很多互联网学者和专家认为 IPv6 协议更适合运行在下一代互联网网络上。
与 IPv4 相比，IPv6 具备了更大的地址空间、更好的可扩展性、更高效的网络传输、更好的安全管理架构和更好的移动支持，更适合物联网未来发展需求。
同时，物联网的感知层负责对感知信息的过滤、提取和收集，主要包含着大量的传感器终端节点，这些传感器终端节点组成了无线传感器网络并且该无线传感器网络是无线低速个域网。
无线低速个域网靠 IEEE802.15.4协议完成通信，不过，由于 IPv6 报文和 IEEE802.15.4 报文无论在报文格式还是在使用环境上都有明显的不同，所以 IEEE802.15.4 网络并不能支持 IPv6 协议在其上直接运行，IEEE802.15.4 协议和 IPv6 协议是两种类型不同的协议，他们之间要想要实现通信，则应该通过适配作用来解决他们之间的异构性。
6LoWPA就是这样一种适配技术它可以使 IEEE802.15.4 通信协议和 IPv6 协议这两种异构网络间互相通信，使得IPv6 协议能够运行在 IEEE802.15.4 网络中，保证了 IPv6 对物联网中传感器终端节点的 IP 地址具有全球唯一性。
参 考 文 献
[1]杜红林.IPv6双栈技术在校园网中过渡设计与实现——以贵州师范大学校园网为例[J].信息技术与信息化，2019（05）：97-100
[2]龚成莹，何辉，马应莲，梁金荣，刘阳.基于6LoWPAN的无线传感网设计[J].无线电工程，2018，48（07）：531-535.
胡 锐（1986-），男，汉族，安徽六安人，工程师，硕士研究生，工作单位：苏州科技大学，职务：教师，研究方向：大数据与物联网
基金项目 本文为江苏省现代教育技术研究2018年度智慧校园专项课题“（课题编号：2018-R-66953）的阶段性研究成果。
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