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1、毕业设计外文资料翻译 学 院： 信息工程学院 专业班级： 12（1） 学生姓名： 学 号： 指导教师： 外文出处：(外文)Jonathan W. Hui,An Extended Internet Architecture for Low-Power Wireless Networks - Design and Implementation 附 件：1.外文资料翻译译文； 2.外文原文 指导教师评语： 该英文资料选择合理，与毕业设计论文相关度较高。专业术语、词汇翻译的准确度较高，体现了较强的专业英语应用水平。翻译工作认真细致，严格按照规定，翻译材料能与原文能保持一致，能正确表达出原文意思，细节处
2、理得当，保持准确。翻译字、词数满足要求。翻译材料语句通顺，符合中文的表达习惯。翻译工作能够严格按照规定，达到考核、提高学生英语应用水平的目的，圆满完成要求。 签名： 2015年10月14日1 外文资料翻译译文一个基于IPv6网络架构的sensornets在本章中，我们提出一个基于IPv6网络体系结构的概述，概述了网络组件和组织以及用于实现网络架构的软件架构。然后，我们提出了sensornets的网络架构基础。我们的IP链路模型等同于链路本地范围的无线传输范围，提供IP协议相关无线连接必要的可视性。我们还讨论了IPv6寻址模式，定义一个新的sensornet范围，提供给sensornet一个平坦
3、的空间来支持更好的静态地址，即使拓扑结构发生变化时也是如此。通过sensornet使用一个共同的前缀可实现有效的IPv6报头压缩和较小的转发和路由状态。在下面的章节中，我们走过协议栈分层的每一层，从链路层开始。3.1扩展互联网体系结构继贝尔定律，大约每隔十年我们看到一类新的计算出现。在过去的三十年里，IP和互联网已经成功地支持每一个新的类别和越来越多的IP主机的出现，接受细微调整是必要的。 IP已经成功地被用于互连网络小型计算机，个人计算机，笔记本电脑，蜂窝电话和手持设备。较新的类是逐步得到更小的尺寸，更大的数字，并通过无线连接增加流动性。 Sensornets是最新出现的计算类，但IP尚未扩
4、展有效地支持它们。本文的目标是使下一级的互联网，通过扩展互联网架构，以支持在sensornet设置高效运营。在此扩展的因特网，新层内的节点应该简单地显示为另一个IP主机，任意IP主机使用IP通信的端到端，如图3.1，扩展的因特网连接sensornet网络，像任何其它IP网络一样，在不同介质之间使用IP路由器的路由IP数据报。在本文中，我们专注于在IEEE 802.15.4提供IP，利用专为sensornet应用程序设计的唯一行业标准的链接。然而，我们的IP架构设计在具体的IEEE 802.15.4的做出几个假设，应该是普遍适用于其他的低功率的无线电技术。3.1.1网络组件一个IEEE 802.
5、15.4网络（通常在IEEE内被称为个人区域网（PAN）是指由节点设置在物理上接近使用链接相同属性集定义。至少，在一个给定的网络通信使用相同的PANID和兼容所有接口的链路层协议。后者包括使用媒体接入机制，如CSMA或TDMA，跳频是否在使用中，无线电如何占空比循环以降低平均功耗，和使用特定的安全机制来认证或加密IEEE 802.15.4帧。我们的架构的目标是维护分层模型，并保持灵活的链路层机制的细节。一个IEEE 802.15.4子网的拓扑结构可以采取多种形式。在最简单的情况下，所有节点在彼此的直接通信范围内形成一个单跳网络。然而，低功率无线电的短传输范围通常需要节点多跳通信，以提供更大的空
6、间范围。需要注意的是多跳子网是不是唯一的IEEE802.15.4，它被广泛用于传统的IP链路，例如交换式以太网。图3.1：扩展互联网架构。使用IPv6本地通信，节点可以通过广域在网络层之间的任意IP设备进行终端到终端的通信。边界路由器使用传统的有线或无线（例如，WiFi和卫星）连接sensornets到其他IP网络链接，不要求任何应用程序特定的状态。一个IEEE 802.15.4子网由边缘和/或转发设备组成。多跳网络需要一个子集的节点作为代理来提供数据包之间的多跳的节点，它有一个网络是有效的，一个是完全的边缘设备（在单跳网络）或转发设备（在单和多跳网络）。唯一的转发设备组成的网络可以提供更大的
7、鲁棒性，因为它提供了在选择路线到目的地更大的选择空间。在一般情况下，大多数设备通信使用一个单一的IEEE 802.15.4接口。转发设备使用相同的接口来接收和转发时传输数据包。在典型sensornet应用中，有一个转发节点还同时充当IP主机和路由器很常见，主机应用程序同时对其他的网络提供可达性。一个转发设备，可以在两个或多个不同的物理接口之间路由，称为边界路由器。sensornet可以通过一个或多个边界路由器连接到其他IP网络，在不同的媒体之间转发IP数据报，其中一个提供连接到sensornet。边界路由器甚至可以实现IPv4到IPv6的转换来支持与IPv4网络的互操作性。由于边界路由器在网络
8、层转发数据包，他们不维护任何应用层状态。其他ad-hoc网络的体系结构（例如，ZigBee）要求有状态和复杂的应用网关连接sensornets到其他网络。在sensornet使用的应用协议的任何改变需要在网关上变化。与此相反，边界路由器部署在网络中的应用程序设置仍不可知。在所有支持IP通信的sensornet设备上，允许用任意的IP设备进行终端到终端的IP通信，包括节点内外相同的sensornet。在sensornet外与IP设备的通信通过一个或多个sensornet边界路由器，向其他IP子网提供连接。 IP支持还使得sensornet利用这种为基于IP的网络而存在的膨胀机制和基础设施。这包括
9、其它IP链路（例如，以太网，无线网络，或WiMax），音响rewalls用来定义安全域，代理用来提高网络效率等等。3.1.2分层体系结构IP的分层协议模型意味着同行通过下面的图层提供对等通信的机制。链接必须使网络实现高“尽力而为”的数据报传递，实现终端到终端的机制完成可靠的运输，全部为应用程序提供一个有效的通讯通道。这种架构的局限性是IPv6网络层。网络层是由三个部分组成：（）构成与发现，（）转发和（iii）路由。然而，IP并不指定用于实现这些功能的机制。这种灵活性允许我们选择适当的机制，使我们能够以有效方式实现基于IPv6的网络体系结构，当机制本身并不特定于应用程序，它们可能这样使用。我们在
10、sensornet社区开创了很多技术，投射到软件体系结构，它保留了分层和功能分离，如图3.2所示。在本文下面的章节给出详细的软件体系结构，包括服务，接口，协议和它们之间的相互作用。我们从底层工作，从链接开始。图3.2：Sensornets的IPv6软件体系结构。sensornets结构保留了协议分层和传统的IPv6架构的结构化分解。网络层代表了架构的“局限性”。3.1.3跨层合作为了满足sensornets的限制和挑战，在我们的体系结构工作的组件，一起以合作的方式，利用其他组件提供基本机制。例如，当它具有多个数据包排队等待相同的下一跳目的地时，该IP转发通知链路层。这样做允许应用优化的链接，提
11、高吞吐量和降低递送那些数据包的能量成本。该IP路由器通过与链路层合作，指示哪个邻居将最有可能被选为下一跳目的地。通常情况下，链路层维持邻居的状态，如时间同步来减少那些邻居或链路估计的传输成本，协助计算路线成本。更有趣的是，在第8章，我们表明有可能开发出不产生任何其他消息，超出那些用于配置和管理以及应用程序的的路由协议。该IP路由器路由器利用链路质量统计计算的链路作为路由度量的一部分，每当转发器传递消息链路度量将被更新。通过智能的更新转发表，IP路由器可以更新邻居的链路度量，而不需要额外的控制流量。该IP路由器通过ICMPv6路由器广告监听发现潜在的缺省路由，就需要传播的网络配置信息。尊重IP架
12、构，在我们的架构中使用的接口启用跨层合作只会暴露某些功能，但并不表明用来实现这些功能的具体机制。虽然转发表明它有多个同一目的地的数据报，它没有指定链接应该如何提供这些数据报。当路由器表明什么邻居最可能与之通信，它没有指定链接那些邻居如何优化。不指定具体的机制，架构有利于向新的发展迈进。3.1.4应用Sensornet概念本文代表了在基于IPv6的网络架构应用sensornet概念的第一个努力。在此过程中，我们证明了我们基于IPv6的网络架构可以超越任何现有的系统，不遵守任何架构或标准。我们看到的是，在许多情况下，sensornet机制尚未被常规IETF用于解决低功率无线网络的方法的问题提供优雅
13、的解决方案。例如，我们应用涓流算法来实现控制超过链路本地范围的自动配置和多播通信的传播网络信息的洪水。转发数据包时我们采用逐跳反馈来提高可靠性和溢流控制机制。该架构采用的信息捎带极大地降低开销消息，并进行确认链接网络层信息和执行转发数据包的路由时的一致性。该架构还依赖于依赖于共享上下文的压缩机制，以显著减少头的开销和内存的转发与路由状态的要求。3.2避免IP链路仿真IP协议分层结构将把链路层的期望从网络层分开，在网络层及之上的协议对下层使用的特定的网络层是不可知的。然而，目前使用的绝大部分的IP链路提供了许多类似的功能，当设计基于IP的协议时其中许多简化的假设已被认为是理所当然的。同时引进无线
14、链路（例如，WiFi）的质疑其中的一些假设，很多都被改编来支持这些通过仿真的功能。然而，在支持IP链路仿真的挑战因为低功耗无线链路变得更加尖锐。在本节中，我们描述了有关IP及以上符合IP核心协议作出的IP链路的基本假设。3.2.1传统的假设当IP作为联网架构的一部分已经成功地适于包括多个链路技术，IP和内置协议常常假定链路层提供了三种基本属性。l 始终开启：IP链路提供了一个无连接的通信服务。任何节点都可以在任何时间与任何其他节点连接到同一IP链路，而不需要建立进行通信。始终开启属性允许节点没有建立或维持任何链路层状态相互通信，并支持发现低延迟的相邻节点，随时探测邻居可达性，并允许高动态路由更
15、新的能力。在一般情况下，这些功能实现更加鲁棒的网络。l 尽力而为可靠性：链路必须允许网络层实现高“最努力”数据报传递，使终端到终端的机制实现可靠传输。通常情况下，数据报传递率必须高于99。一些传输协议（例如TCP）假设任何损失是由于网络拥塞而不是在链接损失。此外，一些现有的协议仅验证一个邻居的可达性而不是表明该链路上的数据包错误率，其中包括邻居发现和用于有线网络的传统IP路由协议。适度的数据包错误率可能会导致这类协议的过度反应，基于提前确定一个链接断开。l 单广播域：IP链路提供了链路上的所有节点的传递可达性。传递可达性意味着，如果节点A发送数据包到节点B和节点B能够将数据包发送到节点C，那么节点A发送数据包到节点C。事实上，传递给每一个节点的可达性有着IP链路相同的观点。单个广播域常常通过发现和配置协议假定到达IP链路上的所有节点，以及ICMPv6重定向。在一般情况下，这三个基本假设是由当今绝大多数在使用IP链
