Ipv4網(wǎng)絡(luò)與ipv6物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的通信方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種物聯(lián)網(wǎng)通信方法及系統(tǒng)，尤其涉及一種IPV4網(wǎng)絡(luò)與IPV6物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的通信方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的數(shù)量越來越多，覆蓋范圍也越趨廣泛。物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)表現(xiàn)出數(shù)量多，覆蓋范圍廣，密度高；電池供電，能量資源有限的特點(diǎn)。IPv6帶來的巨大的地址空間和端到端通信特性為物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展創(chuàng)造了良好的網(wǎng)絡(luò)通信條件和能力拓展。相比IPv4而言，IPv6具有海量的地址空間，能夠保證物聯(lián)網(wǎng)尋址的唯一性和對全網(wǎng)的開放性，因此IPv6代替IPv4更能夠適應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)傳輸。
[0003]物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)由于運(yùn)算和硬件資源有限，往往運(yùn)行著輕量級IPv6協(xié)議棧，如uIP、LWIP。一個基于IPv6物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)由眾多節(jié)點(diǎn)組成時對節(jié)點(diǎn)的管理是個技術(shù)難題。目前基于IPv6協(xié)議的物聯(lián)網(wǎng)具有以下缺點(diǎn):(1) IPv6網(wǎng)絡(luò)還是與IPv4互聯(lián)網(wǎng)不能互聯(lián)互通的孤島，無法保證隨時隨地可達(dá)；(2)大量的用戶目前仍在使用IPv4協(xié)議，因此IPv6物聯(lián)網(wǎng)推廣的進(jìn)度緩慢(3)物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的IPv6 IP地址往往是自動配置且IP地址不是固定的，訪問端不知道節(jié)點(diǎn)的IP地址，難以訪問。
[0004]發(fā)明200710177618.5提供了基于無狀態(tài)映射的IPv4和IPv6網(wǎng)互通的方法。當(dāng)IPv4節(jié)點(diǎn)主動發(fā)起與IPv6節(jié)點(diǎn)的通信時首先必須知道IPv6節(jié)點(diǎn)IP地址，而且一般是一對一的；并沒有考慮到物聯(lián)網(wǎng)的特點(diǎn)，因?yàn)闊o法適用于物聯(lián)網(wǎng)；
發(fā)明201410117692.8公開了一種IPv4互聯(lián)網(wǎng)控制IPv6物聯(lián)網(wǎng)的方法，IPv6物聯(lián)網(wǎng)的傳感器/控制器配置端口復(fù)用的IPv4可譯地址，在IPv4互聯(lián)網(wǎng)和IPv6網(wǎng)絡(luò)之間設(shè)置無狀態(tài)端口復(fù)用的IPv4/IPv6翻譯網(wǎng)關(guān)，在IPv6物聯(lián)網(wǎng)和IPv6網(wǎng)絡(luò)之間根據(jù)需要設(shè)置連接這兩個網(wǎng)絡(luò)的隧道。才有該方案無法部署在運(yùn)算和硬件資源有限的物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)上。
[0005]發(fā)明201110074589.6提供了一種基于云服務(wù)的由IPv4方發(fā)起通信的IPv4/IPv6翻譯方法，該方法，通過在IPv4/IPv6雙棧網(wǎng)絡(luò)上部署信息資源數(shù)據(jù)庫和域名解析服務(wù)器，及串接的無狀態(tài)的IPv4/IPv6翻譯器和由所述信息資源數(shù)據(jù)庫配置的IPv6/IPv6翻譯器實(shí)現(xiàn)，具有部署復(fù)雜，只適用于運(yùn)營通信網(wǎng)，無法部署在物聯(lián)網(wǎng)中；
目前的發(fā)明方案，要不實(shí)現(xiàn)了純IPv6的通信方法;要不就是解決了運(yùn)營通信網(wǎng)中IPv4與IPv6互聯(lián)互通問題，實(shí)現(xiàn)方法比較復(fù)雜，邊界網(wǎng)關(guān)進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換、地址轉(zhuǎn)換的處理開銷較大，一般在其他互通方式無法使用的情況下使用，難以應(yīng)用到運(yùn)算和硬件資源有限物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)中；要不需要客戶端通過云端才能控制物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)，由于遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)的不穩(wěn)定或延時大導(dǎo)致體驗(yàn)差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明解決的技術(shù)問題是:構(gòu)建一種IPV4網(wǎng)絡(luò)與IPV6物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的通信方法及系統(tǒng)，克服現(xiàn)有技術(shù)實(shí)現(xiàn)方法比較復(fù)雜，邊界網(wǎng)關(guān)進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換、地址轉(zhuǎn)換的處理開銷較大，一般在其他互通方式無法使用的情況下使用，難以應(yīng)用到運(yùn)算和硬件資源有限物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)中。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案是:提供一種IPv4網(wǎng)絡(luò)與IPv6物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的通信方法，包括如下步驟:
IPv4網(wǎng)絡(luò)發(fā)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn):IPv6物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)的物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)到達(dá)并注冊到所述邊界網(wǎng)關(guān)，所述邊界網(wǎng)關(guān)給所述物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生唯一的映射端口，IPv4網(wǎng)絡(luò)中的IPv4客戶端向IPv6物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)發(fā)出廣播請求節(jié)指令，所述邊界網(wǎng)關(guān)捕獲所述廣播請求指令后將連接的物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)信息和映射端口發(fā)送到IPv4網(wǎng)絡(luò)中的IPv4客戶端；
IPv4網(wǎng)絡(luò)發(fā)起通信:IPv4網(wǎng)絡(luò)中的IPv4客戶端封裝第一IPv4分組然后發(fā)送到所述邊界網(wǎng)關(guān)，所述第一IPv4分組包括目標(biāo)物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的映射端口，所述邊界網(wǎng)關(guān)對第一IPv4分組進(jìn)行翻譯變換生成第一 IPv6分組，所述邊界網(wǎng)關(guān)根據(jù)所述第一 IPv6分組將信息發(fā)送到相應(yīng)的物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)；
IPv6物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)回復(fù)通信:IPv6物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)中的物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)封裝第二IPv6分組然后發(fā)送到所述邊界網(wǎng)關(guān)，所述第二 IPv6分組包括IPv4網(wǎng)絡(luò)客戶端的源地址和源端口，所述邊界網(wǎng)關(guān)對所述第二 IPv6分組進(jìn)行翻譯變換生成第二 IPV4分組，所述邊界網(wǎng)關(guān)將第二IPv4分組發(fā)送到IPv4網(wǎng)絡(luò)中的IPv4客戶端。
[0008]本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是:所述第一IPV4分組包括第一源地址、第一源端口、第一目標(biāo)地址和第一目標(biāo)端口，所述第一源地址為IPv4網(wǎng)絡(luò)發(fā)起點(diǎn)的地址，所述第一源端口為IPv4網(wǎng)絡(luò)發(fā)起點(diǎn)的端口，所述第一目標(biāo)地址為邊界網(wǎng)關(guān)的地址，所述第一目標(biāo)端口為目標(biāo)物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的映射端口。
[0009]本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是:所述邊界網(wǎng)關(guān)對第一IPv4分組進(jìn)行翻譯變換生成第一IPV6分組，即:所述第一源地址嵌入IPv6目標(biāo)地址，所述第一源端口不變，第一IPv4分組中的第一目標(biāo)地址變換為IPv6物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)的地址，將第一IPv4分組中的第一目的端口變換為物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的服務(wù)端口。
[0010]本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是:所述第二IPv6分組包括第二源地址、第二源端口、第二目標(biāo)地址、第二目標(biāo)端口，所述第二源地址為IPv6物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)本身的地址，所述第二源端口為IPv6物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)本身的端口，所述第二目標(biāo)地址為所述第一IPv6分組中的源地址、所述第二目標(biāo)端口為所述第一IPv6分組中的源端口。
[0011]本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是:所述邊界網(wǎng)關(guān)對所述第二IPv6分組進(jìn)行翻譯變換生成第二IPv4分組，S卩:所述第二源地址變換為邊界網(wǎng)關(guān)的地址，所述第二源端口變換為物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)映射端口，第二IPv6分組中的第二目標(biāo)地址變換為IPv4網(wǎng)絡(luò)客戶端的地址，將第二IPv6分組中的第二目標(biāo)端口變換為IPv4網(wǎng)絡(luò)客戶端的端口。
[0012]本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是:所述邊界網(wǎng)關(guān)對第一IPv4分組進(jìn)行翻譯變換生成第一IPv6分組時，所述邊界網(wǎng)關(guān)根據(jù)第一 IPv4分組的目標(biāo)端口以映射端口作為關(guān)鍵字進(jìn)行查找，如果存在記錄，則翻譯該分組為IPv6分組。
[0013]本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是:在IPv4網(wǎng)絡(luò)發(fā)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)，一旦有新的物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)到達(dá)并注冊到所述邊界網(wǎng)關(guān)，所述邊界網(wǎng)關(guān)給所述物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生唯一的映射端口，所述邊界網(wǎng)關(guān)將該物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)信息和映射端口發(fā)送到所述IPv4網(wǎng)絡(luò)。
[0014]本發(fā)明的技術(shù)方案是:構(gòu)建一種IPv4網(wǎng)絡(luò)與IPv6物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的通信系統(tǒng)，包括由控制端構(gòu)建的IPv4網(wǎng)絡(luò)、邊界網(wǎng)關(guān)、由物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)構(gòu)建的IPv6物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)，所述IPv4網(wǎng)絡(luò)中的IPv4客戶端包括監(jiān)聽掃描模塊、信息生成模塊、鏈路收發(fā)模塊，所述邊界網(wǎng)關(guān)包括映射處理模塊、IPv4/IPv6翻譯變換模塊、IPv4協(xié)議處理模塊、IPv6協(xié)議處理模塊、鏈路數(shù)據(jù)收發(fā)模塊，所述物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)包括物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)服務(wù)模塊、鏈路收發(fā)模塊，所述監(jiān)聽掃描模塊向邊界網(wǎng)關(guān)發(fā)出廣播請求節(jié)指令，所述物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)服務(wù)模塊注冊到所述邊界網(wǎng)關(guān)，所述映射處理模塊給所述物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生唯一的映射端口，所述邊界網(wǎng)關(guān)捕獲所述廣播請求指令后將連接的物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)信息和映射端口發(fā)送到IPv4網(wǎng)絡(luò)，所述信息生成模塊封裝第一 IPv4分組后由所述鏈路收發(fā)模塊發(fā)送到所述邊界網(wǎng)關(guān)，所述第一 IPv4分組包括目標(biāo)物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的映射端口，所述IPv4協(xié)議處理模塊調(diào)用所述IPv4/IPv6翻譯變換模塊對第一IPv4分組進(jìn)行翻譯變換生成第一 IPv6分組，所述鏈路收發(fā)模塊26根據(jù)所述第一 IPv6分組將信息發(fā)送到相應(yīng)的物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn);所述物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)服務(wù)模塊封裝第二 IPv6分組然后由所述鏈路收發(fā)模塊發(fā)送到所述邊界網(wǎng)關(guān)，所述第二IPv6分組包括IPv4網(wǎng)絡(luò)客戶端的源地址和源端口，所述IPv6協(xié)議處理模塊調(diào)用所述IPv4/IPv6翻譯變換模塊對第二 IPv6分組進(jìn)行翻譯變換生成第二 IPV4分組，所述邊界網(wǎng)關(guān)根據(jù)所述第二 IPv4分組將信息回復(fù)到相應(yīng)的IPv4網(wǎng)絡(luò)。
[0015]本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是:所述IPv4網(wǎng)絡(luò)的客戶端包括存儲單元，所述存儲單元存儲IPv6物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)中物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的信息及映射端口。
[0016]本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是:所述邊界網(wǎng)關(guān)包括查詢端口的查詢模塊。
[0017]本發(fā)明的技術(shù)效果是:提供一種IPv4網(wǎng)絡(luò)與IPv6物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的通信方法及系統(tǒng)，IPv4網(wǎng)絡(luò)發(fā)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn):IPv6物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)的物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)到達(dá)并注冊到所述邊界網(wǎng)關(guān)，所述邊界網(wǎng)關(guān)給所述物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生唯一的映射端口，IPv4網(wǎng)絡(luò)中的IPv4客戶端向IPv6物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)發(fā)出廣播請求節(jié)指令，所述邊界網(wǎng)關(guān)捕獲所述廣播請求指令后將連接的物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)信息和映射端口發(fā)送到I Pv4網(wǎng)絡(luò)中的IP v4客戶端。I Pv4網(wǎng)絡(luò)發(fā)起通信:IP v4網(wǎng)絡(luò)中的IPv4客戶端封裝第一 IPv4分組然后發(fā)送到所述邊界網(wǎng)關(guān)，所述第一 IPv4分組包括目標(biāo)物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的映射端口，所述邊界網(wǎng)關(guān)對第一IPv4分組進(jìn)行翻譯變換生成第一IPv6分組，所述邊界網(wǎng)關(guān)根據(jù)所述第一 IPv6分組將信息發(fā)送到相應(yīng)的物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)。IPv6物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)回復(fù)通信:IPv6物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)中的物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)封裝第二IPv6分組然后發(fā)送到所述邊界網(wǎng)關(guān)，所述第二IPv6分組包括IPv4網(wǎng)絡(luò)客戶端的源地址和源端口，所述邊界網(wǎng)關(guān)對所述第二 IPv6分組進(jìn)行翻譯變換生成第二 IPV4分組，所述邊界網(wǎng)送根據(jù)所述第二 IP