RPL（IPv6路由协议）

RPL（IPv6路由协议）是什么？

RPL代表/相当于适用于低功耗和易损耗网络的路由协议这是一种适用于异构网络中的路由协议。该协议基于与Zigbee相同的标准，而6 Lowpan则遵循IEEE 802.15.4标准。该协议支持多对一以及一对一的通信方式。

这是一种/属于某种东西。距离矢量路由协议/规范这会形成一种类似树状的路由拓扑结构，这种结构被称为“树状路由拓扑”。以目标为导向的有向无环图（Destination Oriented Directed Acyclic Graph，DODAG）它根植于一个或多个节点上，这些节点被称为根节点或汇聚节点。

那个有向无环图这些DAG是基于用户指定的特定目标函数而创建的。该目标函数决定了在多个传感器设备之间找到最优路径的方法。

IETF成立了ROLL工作组，负责评估这三种路由协议，并确定为IP智能对象开发路由解决方案所需的各种需求与条件。 在研究了各种应用场景以及现有协议之后，大家一致认为，鉴于受限网络的特点和需求，应该为IP智能对象开发一种新的路由协议。 这种新的距离矢量路由协议被命名为“IPv6低功耗与有丢包情况下的路由协议”（RPL）。 RPL规范由ROLL工作组以RFC 6550的形式发布。

在RPL网络中，每个节点都充当路由器角色，从而成为网状网络的一部分。路由操作是在IP层进行的。每个节点都会检查接收到的所有IPv6数据包，并根据IPv6头部中的信息来确定下一跳的目的地。在做出后续决策时，不需要使用MAC层头部的任何信息。

RPL的模式：

该协议定义了两种模式：

1. 存储模式

所有模式中都包含了RPL域的整个路由表。每个节点都知道如何直接到达其他所有节点。

2. 非存储模式

只有RPL域的边界路由器才拥有完整的路由表。域内的其他节点则只保留自己的父节点列表，这些列表被用作通往边界路由器的默认路由。这种简化的路由表可以节省内存和CPU资源。在非存储模式下进行通信时，节点会始终将其数据包转发给边界路由器，因为边界路由器知道如何最终到达目标位置。

RPL基于有向无环图的概念。所谓有向无环图，指的是不存在循环的图结构。这意味着，从图中的任何一个顶点出发，都无法回到同一个顶点。所有的边都呈线性排列，且最终都会指向一个或多个根节点。

基本的RPL流程包括构建一个以目标为导向的有向无环图（DODAG）。 DODAG是一种以某个目的地为根节点的有向无环图。 在RPL中，这个目的地位于一个被称为DODAG根节点的边界路由器上。 在DODAG中，每个节点最多只能维护三个父节点，这些父节点共同构成了一条通往根节点的路径。 通常，这些父母中的一方会被视为“首选父母”，也就是说，他们会被作为通往祖先的“最佳途径”。 由DODAG父节点构成的路径图，能够明确地表示出所有节点的“向上根节点”的完整集合。 RPL协议信息应确保路径不会形成环路，这可以通过禁止那些位于距离边界路由器较远的节点来达成。

RPL协议的实现

RPL协议是采用Contiki操作系统来实现的。该操作系统主要应用于物联网设备，尤其是低功耗的无线物联网设备。它属于开源模型，最初是由Adam Dunkels开发的。

RPL协议主要应用于无线传感器和网络中。其他类似的操作系统还包括T-Kernel、EyeOS、LiteOS等。

RPL的主要特点与优势

RPL的IPv6路由协议是一种高效且有效的数据路由协议，适用于资源有限的场景，比如物联网设备。该协议的许多重要特性包括以下几点：

• 可扩展性：该协议能够应对那些具有低功耗和较差连接性的大型网络环境。因此，它非常适合用于各种物联网应用。
• 多点对点数据传输：根据需求，RPL提供了一种方式，使得多个设备能够将数据发送到LLN内的单个目标位置。
• 服务质量（QoS）——该协议通过提供多种可靠的数据包传输方法和拥塞控制机制，来确保服务的质量。
• 自适应功能——RPL能够根据网络环境或系统中的连接质量以及能源可用性的变化，来调整所需的路由方式。
• 安全系统：为了确保LLN内部各种类型的安全通信能够正常进行，RPL采用了多种技术来保障数据的完整性、身份验证、保密性以及加密功能，从而提升系统的性能。

结论

RPL（IPv6路由协议）是一种专为无线网络设计的路由协议，尤其适用于那些拥有有限电力且连接不稳定的物联网设备。该协议有助于设备之间实现高效通信，从而形成一种名为“目标导向有向无环图”（Destination Oriented Directed Acyclic Graph，简称DODAG）的网络结构。

RPL的诞生是为了满足那些使用互联网协议（IP）的智能设备的需求而设计的。该协议由IETF的ROLL工作组进行标准化处理。这一协议确保了每台设备都能充当路由器角色，从而形成一个能够提升通信可靠性的网状网络。