利索能及
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专利号: 2014105365280
申请人: 重庆邮电大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-08-12
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种用于6LoWPAN接入IPv4 Internet的边缘路由器,包括:ARM9控制单元、电源管理模块、2.4G无线收发模块、随机存储器单元、FLASH存储器单元、以太网口、以太网控制单元,其特征在于:ARM9控制单元中运行TCP/IP协议栈和6LoWPAN协议栈,控制TCP/IP的网络层和介质访问控制子层,完成协议封装和解析、网络互连、路由转发,控制无线收发模块、随机存储器单元、FLASH存储器单元、以太网控制单元之间的数据交互;网络层中数据包的收发和转交采用微型网络地址转换-协议转换 uNAT-PT机制,依据收到的IP报文类型,完成数据包在6LoWPAN子网和 IPv4 Internet之间的收发和转交。

2.如权利要求1所述的边缘路由器,其特征在于:所述uNAT-PT机制具体为,若数据包是IPv6报文,其网络地址的转换使用动态地址映射;若数据包是IPv4报文,其网络地址的转换通过查找会话信息表进行转换,IPv4地址池中的地址通过不同的状态控制其在每一个会话通信过程中的合理使用;将报文头部的非网络地址字段域转换为相应的IPv4非网络地址字段域。

3.根据权利要求2所述的边缘路由器,其特征在于:当ARM9控制单元中运行6LoWPAN协议栈时,向6LoWPAN子网广播一个固定的网络地址前缀PREFIX,用于子网节点将前缀PREFIX加上目的IPv4地址映射成目的IPv6地址。

4.根据权利要求2所述的边缘路由器,其特征在于:所述合理使用具体包括:地址管理单元从地址池中查找状态为空闲Free或占用Occupied的可用IPv4地址,将查找到的IPv4地址与IPv6数据包中的源地址绑定,数据包转换并转发到绑定的源地址;若IPv6数据包的转换不正常或者会话不能建立,则恢复IPv4地址的状态;若在固定时间内某些会话信息表项的标识未发生变化,则判定该会话已经断开,地址管理单元收回被绑定的IPv4地址,更改地址状态为Free。

5.根据权利要求1-3其中之一所述的边缘路由器,其特征在于:其特征在于:当TCP/IP协议栈收到来自进程通道的数据包后,根据数据包目的地址的网络前缀判断是否与广播的网络地址前缀匹配,若匹配,则进行IP地址转换,然后调用协议翻译模块将IPv6数据包转换为IPv4数据包,接着将转换后的数据包控制权转交给以太网控制单元,若不匹配,则直接丢弃;当以太网控制单元收到要发往Internet的数据包后,根据目的地址通过相应的以太网口输出到Internet中,最终到达目的IPv4主机。

6.一种用于6LoWPAN接入IPv4 Internet的接入方法,其特征在于:ARM9控制单元中运行TCP/IP协议栈和6LoWPAN协议栈,控制TCP/IP的网络层和介质访问控制子层,完成协议封装和解析、网络互连、路由转发,控制无线收发模块、随机存储器单元、FLASH存储器单元、以太网控制单元之间的数据交互;网络层中采用微型网络地址转换-协议转换 uNAT-PT机制,依据收到的IP报文类型,完成数据包在6LoWPAN子网和 IPv4 Internet之间的收发和转交。

7.根据权利要求6所述的接入方法,其特征在于:所述uNAT-PT机制具体为,若数据包是IPv6报文,其网络地址的转换使用动态地址映射;若数据包是IPv4报文,其网络地址的转换通过查找会话信息表进行转换,IPv4地址池中的地址通过不同的状态控制其在每一个会话通信过程中的合理使用;将报文头部的非网络地址字段域转换为相应的IPv4非网络地址字段域。

8.根据权利要求6所述的接入方法,其特征在于:当ARM9控制单元中6LoWPAN协议栈开始运行时,向6LoWPAN子网广播一个固定的网络地址前缀PREFIX,用于子网节点将前缀PREFIX加上目的IPv4地址映射成目的IPv6地址。

9.根据权利要求7所述的接入方法,其特征在于:IPv4地址池中的地址通过5个不同的状态控制其在每一个会话通信过程中的合理使用,IPv4地址资源的使用具体包括:地址管理单元从地址池中查找状态为Free或Occupied的可用IPv4地址,将查找到的IPv4地址与IPv6数据包中的源地址绑定,数据包转换并转发到绑定的源地址;若IPv6数据包的转换不正常或者会话不能建立,则恢复IPv4地址的状态;若在固定时间内某些会话信息表项的标识未发生变化,则判定该会话已经断开,地址管理单元收回被绑定的IPv4地址,更改地址状态为Free。

10.根据权利要求8所述的接入方法,其特征在于:当TCP/IP协议栈收到来自进程通道的数据包后,根据数据包目的地址的网络前缀判断是否与广播的网络地址前缀匹配,若匹配,则进行IP地址转换,然后调用协议翻译模块将IPv6数据包转换为IPv4数据包,接着将转换后的数据包控制权转交给以太网控制单元,若不匹配,则直接丢弃;当以太网控制单元收到要发往Internet的数据包后,根据目的地址通过相应的以太网口输出到Internet中,最终到达目的IPv4主机。