GB∕T 30269.303-2018 信息技术 传感器网络 第303部分：通信与信息交换：基于IP的无线传感器网络网络层规范 GB∕T30269.303-2018 标准压缩包解压密码：www.bzxz.net

ICS35.110
中华人民共和国国家标准
GB/T30269.303—2018
信息技术传感器网络
第303部分：通信与信息交换：
基于IP的无线传感器网络网络层规范Information technologySensor networksPart 3o3:Communication andinformationexchange:NetworklayerspecificationforwirelesssensornetworksbasedonIPprotocol2018-06-07发布
国家市场监督管理总局
中国国家标准化管理委员会
2019-01-01实施
规范性引用文件
术语和定义
4缩略语
总体描述
5.2协议栈结构
适配层
顿格式
常量·
功能描述
网络层bzxz.net
概述·
服务规范
顿格式
7.4命令顿·
7.5常量和NIB属性
7.6功能描述
参考文献·
GB/T30269.303—2018
GB/T30269《信息技术传感器网络》分为以下部分：第1部分：参考体系结构和通用技术要求；第2部分：术语；
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第301部分：通信与信息交换：低速无线传感器网络网络层和应用支持子层规范；第302部分：通信与信息交换：高可靠性无线传感器网络媒体访问控制和物理层规范；第303部分：通信与信息交换：基于IP的无线传感器网络网络层规范；第401部分：协同信息处理：支撑协同信息处理的服务及接口；第501部分：标识：传感节点标识符编制规则；第502部分：标识：传感节点标识符解析；第503部分：标识：传感节点标识符注册规程；第504部分：标识：传感节点标识符管理规范；第601部分：信息安全：通用技术规范第602部分：信息安全：低速率无线传感器网络网络层和应用支持子层安全规范；第603部分：信息安全：网络传输安全规范；第701部分：传感器接口：信号接口；第702部分：传感器接口：数据接口；第801部分：测试：通用要求；
第802部分：测试：低速无线传感器网络媒体访问控制和物理层；第803部分：测试：低速无线传感器网络网络层和应用支持子层；-第804部分：测试：传感器接口测试规范；第805部分：测试：传感器网关测试规范；第806部分：测试：传感节点标识符解析一致性测试规范；第807部分：测试：低速率无线传感器网络网络层和应用支持子层安全测评规范；第901部分：网关：通用技术要求；第902部分：网关：远程管理技术要求；第903部分：网关：逻辑功能接口技术规范；第1001部分：中间件：传感器网络节点接口。本部分为GB/T30269的第303部分。本部分按照GB/T1.1一2009给出的规则起草请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。本部分由全国信息技术标准化技术委员会（SAC/TC28）提出并归口。本部分起草单位：重庆邮电大学、中国电子技术标准化研究院、深圳市海思半导体有限公司、深圳赛西信息技术有限公司、中国电力科学研究院、安徽大学。本部分主要起草人：魏曼、王恒、卓兰、刘培、苏静茹、姜彤、全杰、赵博、王平、王浩、余晖、胡艳军。1范围
信息技术传感器网络
第303部分：通信与信息交换：
GB/T30269.303—2018
基于IP的无线传感器网络网络层规范GB/T30269的本部分定义了基于IP协议的无线传感器网络的网络拓扑，协议栈结构、网络层及其适配层协议和服务。
本部分适用于基于IP技术的无线传感器网络的设计和开发，2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB15629.11一2003信息技术系统间远程通信和信息交换局域网和城域网特定要求第
11部分：无线局域网媒体访问控制和物理层规范GB/T15629.15一2010信息技术系统间远程通信和信息交换局域网和城域网特定要求第15部分：低速无线个域网（WPAN)媒体访问控制和物理层规范GB/T30269.301一2014信息技术传感器网络第301部分：通信与信息交换：低速无线传感器网络网络层和应用支持子层规范RFC791IPv4网络协议规范（Internetprotocol,DARPAinternetprogramprotocolspecification)
RFC3232分配值：RFC1700被在线数据库取代（Assignednumbers：RFC1700isreplacedbyan on-linedatabase)
RFC4944IPv6消息报文在IEEE802.15.4网络上的传输：概述、假定前提、问题陈述、目标(TransmissionofIPv6packetsoverIEEE802.15.4networks:Overview,assumptions,problemstatement.and goals)
RFC6550RPL：IPv6低功耗有损网络路由协议（RPL：IPv6routingprotocolforlow-powerandlossy networks)
RFC6551面向低功耗有损网络路径计算的路由度量（Routingmetricsusedforpathcalculationinlow-powerandlossynetworks)RFC6552面向低功耗有损网络路由协议（RPL）的目标函数（Objectivefunctionzerofortherouting protocol for low-power and lossy networks (RPL))RFC820o互联网协议，第6版（IPv6）规范[Internetprotocol，version6（IPv6）specification]3术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。1
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security level
安全等级
信息传输中提供保护应用的指示。3.2
packet
同一时间经过物理媒体，以一定格式发出的一组位。3.3
disconnection
断开连接
用来取消连接的一种服务。
degree
节点周围一跳范围内的邻居节点数。3.5
servicedata unit
服务数据单元
通过服务接人点传输的信息单元。3.6
个域网协调器
personal network coordinator个用于个域网中起主要控制作用的协调器注：在一个短程无线网络中，一般宜有一个个域网协调器3.7
encryption
把信息转换成另一种表达形式，并且需要特权信息才能恢复原始表达3.8
保密性
confidentiality
保证信息只透露给目标客户。
connection
用来在无线个域网络中创建成员隶属关系的一种服务。3.10
用于限制未授权用户访问信息内容的特权信息注：密钥一般用于保护信息不暴露和/或不被篡改。3.11
全功能设备
full function device
可以作为中心协调器来使用的设备3.12
设备device
一个可以执行短程无线网络访问控制和作为物理层无线接口的实体。注：设备可以是一个简化功能设备（RFD)或全功能设备（FFD)。3.13
协议数据单元
protocol data unit
两层实体之间交换的数据单元。2
邻居发现
neighbordiscovery
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用于同一链路上的节点发现被此的存在，确定彼此的MAC层地址，发现路由器，以及维护通向激活状态邻居的路径的可达性信息。3.15
网状网络
meshnetwork
种网络拓扑结构，任何设备节点都可以同时作为AP和路由器，网络中的每个节点都可以发送和接收信号，每个节点都可以与一个或者多个对等节点进行直接通信。4缩略语
下列缩略语适用于本文件。
ADL：适配层（AdaptationLayer）AP：访问控制点（AccessPoint）APDU：应用支持子层协议数据单元（ApplicationSupportSublayerProtocolDataUnit）APL：应用层（ApplicationLayer）APS：应用支持子层（ApplicationSupportSublayer）APSME-SAP：应用支持子层管理实体-服务接人点（ApplicationSupportSublayerManagementEntity-Service Access Point)CID：文本标识符（ContextIdentifier）DAC：重复地址确认（DuplicateAddressConfirmation）DAD：重复地址检测（DuplicateAddressDetection）DAG：有向非循环图（DirectedAcyclicGraph）DAO：目的地通告对象（DestinationAdvertisementObject)DAR：重复地址请求消息报文（DuplicateAddressRequest）DTSN：目的地通告广播系列（DestinationAdvertisementTriggerSequenceNumber）DHCP：动态主机配置协议（DynamicHostConfigurationProtocol)DODAG：目的地导向的非循环图（Destination-OrientedDirectedAcyclicGraph）DISDODAG：请求信息（DODAGInformationSolicitation）DIODODAG：信息对象（DODAGInformationObject）EPID：扩展的个域网标识符（ExtendPANID)EUI：扩展唯一标识符（ExtendedUniqueIdentifier）HC_UDP：头部压缩数据报协议（HeaderCompression_UserDatagramProtocol）ICMP：因特网控制消息报文协议（InternetControlMessageProtocol）IEEE：电气和电子工程师协会（InstituteofElectricalandElectronicsEngineers）IP：网际网路通讯协定（InternetProtocol)IPHC：向IP的传感网首部压缩技术（IPoverWirelessSensorNetworkHeaderCompress）IPv6：网际网路通讯协定第六版（InternetProtocolversion6）MAC：媒体访问控制（MediumAccessControl）MCPS-SAP：MAC公共部分子层-服务接人点（MediumAccessControlCommonPartSublayerService Access Point)
MLDE-SAP：MAC子层数据实体-服务接人点（MediumAccessControlSublayerDataEntityService Access Point)
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MLME-SAP：MAC子层管理实体-服务接人点（MediumAccessControlSublayerManagementEntity-Service Access Point)FFD：全功能设备（FullFunctionDevice)MPDU：MAC层协议数据单元（MACProtocolDataUnit）NA：邻居通告（NeighborAdvertisement）ND：邻居发现（NeighborDiscovery）NFB：负反馈（NegativeFeedback）NHC：下个头部压缩（NextHeaderCompress)NIB：网络层信息库（Network-LayerInformationBase）NLDE：网络层数据实体（Network-LayerDataEntity）NLDE-SAP：网络层数据实体-服务接人点（Network-LayerDataEntity-ServiceAccessPoint）NLME：网络层管理实体（Network-LayerManagementEntity）NLME-SAP：网络层管理实体-服务接人点（Network-LayerManagementEntity-ServiceAccessPoint)
NPDU：网络层协议数据单元（Network-LayerProtocolDataUnit）NS：邻居请求（NeighborSolicitation）NSDU：网络服务数据单元（NetworkServiceDataUnit）NUD：邻居不可达检测（NeighborUnreachableDetection）NWKIB：网络层信息库（NetworkLayerInformationBase）NWL：网络层(NetworkLayer）
OSI：开放系统互联（OpenSystemInterconnection）PAN：个域网(PersonalAreaNetwork)PHY：物理层(PhysicalLayer）
PIB：PAN信息库（PANInformationBase）PLME-SAP：物理层管理实体-服务接人点（PhysicalLayerManagementEntity-ServiceAccessPoint)
RA：路由器通告（RouterAdvertisement)RFD：简化功能设备（ReducedFunctionDevice）RPL：针对低功耗无线网络提出的基于IPv6的路由协议（IPv6RoutingProtocolforLow-PowerandLossyNetworks)
RS：路由器请求（RouterSolicitation）RSSI：接收信号强度指示（ReceivedSignalStrengthIndication）SAP：服务接人点（ServiceAccessPoint)SCH：调度头（SchedulingHeader）UDP：用户数据报协议（UserDatagramProtocol）5总体描述
5.1概述
5.1规定了无线传感器网络对形成网络拓扑提供的支持，并详细地描述了网状网络和树形网络组成的混合网络，其中无线传感器网络根据支持协议的不同分成了两个对等子网：IPv4/IPv6无线传感器网络。每个子网可以是一种分布式混合网络结构。在网络运行中，每个路由节点均有消息报文转发功能。节点完成信息采集后通过路由器转发网关，通过网关接人IPv4/IPv6骨干网。基于IP协议的无线传感器网络的网络拓扑如图1所示客户端
客户端
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IPv4/IPv6骨干网
TPy6网络
4网络
协调器
客户端
客户端
图1基于IP的无线传感器网络拓扑示意图图1定义了以下4类逻辑功能设备：a)
网关：负责无线传感器网与IPv4/IPv6骨干网的协议转换与数据映射；无线链路
路由节点
终端节点
协调器：网络组织的管理者，一个网络只有一个协调器，负责管理其网络中的其他节点（路由器和子节点)；
路由节点：实现数据中转；
d）终端节点：终端节点是将传感器或执行器接入无线传感器网络的设备。注：节点泛指路由节点和终端节点。客户端即用户端，是指与服务器相对应，为客户提供本地服务的程序IPv4/IPv6骨干网可以是以太网、GB15629.11一2003定义的网络或是其他标准定义的网络。IPv4/IPv6骨于网和客户端不在本标准定义范围无线传感器网络的协议栈结构是基于OSI模型。每一层都分别为相邻的上一层提供一系列特定服务（如：物理层为媒体访问控制层提供服务），主要包括数据实体提供数据传输服务和管理实体提供除数据传输之外的其他各种服务。每一服务实体都通过SAP向其邻居的上一层提供一个接口，每一SAP都支持不同的服务原语以实现不同的功能要求适配层定义了无状态地址自动配置、分片重组、头部压缩、确定性支持等功能。网络层定义了路由机制及算法，邻居发现服务及网络和设备维护。5.2协议栈结构
无线传感器网络协议栈由各层及其模块组成，如图2所示。5
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安全服务提供者
NLDE-SAP
MLDE-SAP
PD-SAP
应用层(APL)
应用支持子层（APS）
网络层（NWL）
适配层（ADL）
媒体访间控制层(MAC)
物理层(PHY)
图2协议栈结构
NLME-SAP
MLME-SAP
PLME-SAP
无线传感器网络的物理层和MAC层应符合GB/T15629.15—2010的要求。NSN设备管理平台
无线传感器网络的适配层是在网络层定义的一个中间层，向上提供MAC层对IP协议访问的支持，其主要负责无状态地址自动配置、分片重组及网络层报头的压缩和确定性支持。无线传感器网络的网络层支持节点之间在网络层的路由发现和维护，邻居发现和相关邻居信息的保存，节点间数据传输机制，以及网络管理和设备的维护等。6适配层
6.1概述
适配层为面向IPv6协议的无线传感器网络的MAC层提供服务，是网络层中定义的一个中间层其向上提供MAC层对IPv6协议的访问支持，向下实现控制网络构建、拓扑、分片重组、头部压缩、确定性支持等。适配层帧格式主要针对IPv6协议进行描述。6.2顿格式
6.2.1通用格式
适配层顿为MPDU的载荷部分，每个适配层顿由顿头和载荷两个基本部分组成。适配层顿头封装采用堆栈形式进行，堆栈中按照不同功能需求，由具有不同顿头类型和顿头字段的头构成适配层通用顿格式包括适配层封装的帧头堆栈和适配层净荷两部分。其中，适配层顿头包括帧头类型字段和对应的帧头字段。而适配层封装的顿头堆栈被描述为特定顺序字段，按照一定排列顺序，依次为Mesh头部、广播头部、分片头部和调度头。如图3所示。八位位组：1
Mesh头
顿头类型字段
6.2.2顿头类型
Mesh头
广播头
顿头类型字段
广播头
分片头
头类型字段
通用适配层顿格式
分片头
调度头
顿头类型字段
适配层顿头类型字段为8位，各顿头类型由对应类型字段决定。如表1所示。6
调度头
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