适配层基本功能-物联网操作系统Contiki及其应用

图13-2　6LoWPAN协议栈

图13-2 给出了6LoWPAN 协议栈，可以看到，6LoWPAN 协议栈中的适配层是位于MAC 层和网络层之间的一层，起承上启下的重要作用。6LoWPAN适配层的主要功能如下：

1.分片和重组

IPv6 协议所规定的数据链路层的最大传输单元为1280 字节，而基于IEEE 802.15.4 标准的无线传感器网络的数据链路层的有效载荷远小于这个数值，适配层首先要对IPv6数据报进行透明的链路层分片和重组。

2.组播支持

组播在IPv6 协议中是一个不可或缺的角色，IPv6 中邻居发现协议的很多功能都是利用组播来实现的。基于IEEE 802.15.4 的无线传感器节点是不支持组播的，但是可以提供有限的广播。基于这一考虑，适配层可以利用广播的洪泛机制来实现IP组播功能。(www.xing528.com)

3.头部压缩

在不考虑安全机制的情况下，IPv6 报文头部为40 字节，而IEEE 802.15.4的MAC 层的最大有效载荷仅仅为102 字节，如果再将适配层和传输层的头部开销考虑在内，剩下的可用有效载荷空间只有50 字节，要实现在IEEE 802.15.4 MAC 层上传输IPv6 的最大传输单元，除了要利用适配层的分片和重组功能来传输大于102 字节的IPv6 报文外，还需要采用相应的报文头部压缩技术对IPv6数据报进行头部压缩，这样可以大大提高传输效率。

4.网络拓扑构建和地址分配

IEEE 802.15.4规定了无线传感器网络的物理层和数据链路层，但是，物理层和数据链路层并不负责网络拓扑建立和拓扑结构维护的工作，因此维护拓扑结构的工作必须要让适配层来完成。另外，基于6LoWPAN 的无线传感器网络中的每个传感节点都具有64位的IEEE地址标识符，但是一般的6LoWPAN网络节点存储能力十分受限，而且节点的部署是大范围的，若直接采用64位地址将占用报文长度，降低传输效率，因此，需要研制更加合理且高效的地址分配方案。

5.MAC层路由

IEEE 802.15.4 标准并没有对无线传感器网络定义MAC 层多跳路由，适配层需要在现有路由协议的基础上进行改进，目前可以采用RPL 路由协议来适应无线传感器网络的特点。