一种实现6LoWPAN与IPv4网络互联的方法与装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于IPv6过渡技术及无线传感器网络技术领域，涉及一种实现6LoWPAN与IPv4网络互联的方法与装置。
【背景技术】
[0002]WSN(ffireless Sensor Network)已经成为当前国际上备受关注的、知识高度集成的国际热点研究领域之一，其目的是协作感知、采集和处理网络覆盖区域中感知对象的信息，并发送给观察者。就其目的而言，WSN必须接入外部网络，使观察者可以通过外部网络远程监控感知对象才具有更现实的意义。作为当前全球覆盖最广、普及程度最高的网络，Internet无疑将成为WSN的最佳接入对象。但是WSN节点受自身硬件性能及其工作环境的限制，将WSN直接接入Internet是不切实际的。
[0003]鉴于此，互联网工程任务组(InternetEngineering Task Force，IETF)针对WSN研究开发了基于IPv6的低速无线个域网协议(IPv6over Low Power Wireless PersonalArea Network,6LoffPAN)，其目的就是把IPv6协议引入到WSN中，实现Internet(IPv6)与WSN的无缝融合。因此，6LoWPAN接入(IPv4) Internet中，实现物联网与互联网的互联便成了研究重点。然而，在当前的Internet互联网中，和IPv4网络的规模相比，IPv6网络依旧被视为“孤岛”，因此当前阶段将6LoWPAN接入Internet(IPV4)更具有现实意义。但是，首先需要解决的是网络层的接入问题，以实现两种网络的无缝融合。
[0004]已出现的众多过渡技术中，没有专门为6LoWPAN网络接入IPv4网络进行设计，同时考虑到6LoWPAN网络与IPv6网络的差异性，将此类过渡技术直接应用到6LoWPAN接入IPv4网络中是不切实际的。现有的过渡技术主要分为两类:有状态协议转换技术和无状态协议转换技术。存在以下两方面的问题:(I)有状态协议转换技术除通过静态配置映射表外无法完成上位机端率先发起对IPv6节点的访问；(2)无状态协议转换技术则会消耗大量本就有限的IPv4地址。因此能否解决上述问题，成为了6LoWPAN网络能否“无缝”接入IPv4网络的关键。
【发明内容】
[0005]有鉴于此，本发明的目的在于提供一种实现6LoWPAN与IPv4网络互联的方法与装置，能够实现IPv4主机对6LoWPAN网络节点的主动访问；同时使用端口号映射，节约本就有限的IPv4地址空间；从而实现6LoWPAN网络“无缝”接入IPv4网络。
[0006]为达到上述目的，本发明提供如下技术方案:
[0007]—种实现6LoWPAN与IPv4网络互联的装置，该装置包括:该装置由IPv4网络接入单元、6LoWPAN接入单元、DNS代理服务器单元、6LoWPAN网络DNS服务器、协议转换单元、转换地址管理单元；
[0008]所述IPv4网络接入单元:用于充当IPv4网络的边界路由器，实现IPv4主机与协议转换单元及代理服务器单元的互通；
[0009]所述6LoWPAN接入单元:用于充当6LoWPAN网络的边界路由器，实现6LoWPAN节点与协议转换单元及6LoWPAN网络DNS服务器的互通；
[00?0] 所述DNS代理服务器单元:使用DNS46技术实现A记录请求/响应报文与AAAA记录请求/响应报文的相互转换；
[0011]所述6LOWPAN网络DNS服务器:存储6LOWPAN网络节点的设备信息供代理服务器单元查询；
[0012]所述协议转换单元:实现IPv6报文与IPv4报文的相互转换；
[0013]所述转换地址管理单元:存储IPv4及IPv6转换地址，维护一张IPv4转换地址与IPv6转换地址单射的映射表，为代理服务器单元提供IP地址，为协议转换单元提供IP转换地址;包括地址池、地址映射表模块。
[0014]本发明还提供了一种实现6LoWPAN与IPv4网络互联的方法，在该方法中，IPv4主机通过DNS代理服务器单元获取6LoWPAN网络节点的IPv4地址，具体包括:1Pv4主机发送A记录DNS查询报文，DNS代理服务器单元将该A记录查询报文转换为AAAA记录查询报文并发往6LoWPAN网络DNS服务器，DNS服务器发出携带6LoWPAN节点IP地址的AAAA记录响应报文，DNS代理服务器单元将AAAA记录响应报文转换为A记录响应报文并发往IPv4主机。
[0015]进一步，在该方法中，通过协议转换单元实现网络报文在IPv4格式与IPv6格式之间的相互转换，具体包括:协议转换单元将6LoWPAN节点发出的IPv6报文转换为IPv4报文并发往IPv4网络主机;协议转换单元将IPv4主机发出的IPv4报文转换为IPv6报文包并发往6LoWPAN网络节点。
[0016]进一步，在该方法中，通过DNS代理服务器单元将AAAA记录响应报文转换为A记录响应报文，具体包括:DNS代理服务器单元提取AAAA记录响应报文中的IPv6地址，并向转换地址管理单元发出请求:请求获取IPv4地址作为该IPv6地址的映射地址;转换地址管理单元的地址映射表中如果存在该IPv6地址的映射项，则返回其映射的IPv4转换地址，否则，从地址池中取出一个尚未使用的IPv4地址与该IPv6地址进行映射，并返回该IPv4地址到DNS代理服务器单元;DNS代理服务器单元利用获取的IPv4地址将AAAA记录响应报文转换为A记录响应报文，并将其A记录响应报文发往IPv4主机。
[0017]进一步，在该方法中，通过协议转换单元将6LoWPAN节点发出的IPv6报文转换为IPv4报文并发往IPv4网络主机，具体包括:协议转换单元收到6LoWPAN网络发送的IPv6报文，对其进行解析，并向转换地址管理单元请求获取IPv4转换地址，如果转换地址管理单元的地址映射表中存在该对IPv6地址的映射表项，则取出其映射的IPv4转换地址;否则，从地址中取出一组尚未使用的IPv4转换地址加入地址映射表与所述IPv6地址映射;协议转换单元依据获取的IPv4转换地址完成IPv6报文向IPv4报文的转换并将该IPv4报文发往IPv4网络中的目的主机。
[0018]进一步，在该方法中，通过协议转换单元将IPv4主机发出的IPv4报文转换为IPv6报文并发往6LoWPAN节点，具体包括:协议转换单元接收到IPv4网络主机发送的IPv4报文后对其进行解析，并向转换地址管理单元请求获取IPv4转换地址，如果转换地址管理单元的地址映射表中存在该对IPv4地址的映射表项，则取出其映射的IPv6转换地址;否则，从地址中取出一组尚未使用的IPv6转换地址加入地址映射表与所述IPv6地址映射;协议转换单元依据获取的IPv6转换地址完成IPv4报文向IPv6报文的转换并将该IPv6报文发往61oWPAN网络节点。
[0019]进一步，在该方法中，所述转换地址由IP地址及端口号构成。
[0020]本发明的有益效果在于:本发明提供的技术方案成功将为互联网设计的NAT64技术移植到无线传感器网络接入IPv4网络中；本发明提供的一种基于NAT64-DNS46实现6LoWPAN与IPv4网络互联的方法，实现了 IPv4主机率先发起基于DNS的对6LoWPAN网络节点的访问，同时使用端口号映射，节约了本就有限的IPv4地址空间；本发明提供的一种基于NAT64-DNS46实现6LoWPAN与IPv4网络互联的装置将6LoWPAN网络边界路由器，IP数据包转换器，IPv4网络边界路由器，DNS代理服务器归为一体，提升了系统的整体性；从而，将6LoWPAN网络“无缝”接入IPv4网络。
【附图说明】
[0021]为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明:
[0022]图1为本发明所述装置的系统框图；
[0023]图2为针对本发明的实施例而设计的协议转换器；
[0024]图3为本发明所述方法的时序图。
【具体实施方式】
[0025]1、本发明所述的一种实现6LoWPAN与IPv4网络互联的方法，包括:
[0026]11)61^￥?4~网络0略搜集节点设备信息，1?￥4主机通过0—查询61^￥?41^节点的IPv4转换地址，并发