学习笔记：RPL协议介绍

(来源：notes of course Advanced IT Network.Exercise session )

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在课程开始之前，先来介绍物联网的概念：

IoT（Internet of Things）：把物件连接在一起的网络，也就是物联网。这个网络通常是个本地的网，那些个物件通常也是智慧物件，参考米家全家桶。

有了物联网之后，就可以把这些个物件连接在一起，使得他们能够根据环境的变化作出相应的操作，比如天亮了拉窗帘，温度低了开空调，这样形成的网络就叫做Wireless sensor and actuator networks (WSAN)。

想法非常好，现实很残酷。当我们把WSAN构想出来之后，几个很实际的问题就出现在了眼前：

• 这些个物件肯定要定期充电的，每次充电之后再连接太麻烦了（我咋想到了垃圾的森海塞尔蓝牙耳机）
• 物件一直在挪动位置，位置不同，收到的无线信号不同，由于解析无线信号导致的耗电量也不同，需要一个省电的方案
• 这些个物件虽然是智能的，但是跟电脑比也是傻瓜一个，万一有黑客攻击，这些物件第一个被攻破，所以需要一个更安全的方案

针对于上面的问题，定义出来一个这样的网络，Low Power and Lossy Network（低功耗且靠不住的网络），缩写为LLNs。

于是，一个新的协议protocol需求就被提出来了，产品经理们搞出来了一个专门针对于这样需求的协议：

RPL（Routing Protocol for Low Power and Lossy Networks）：

**首先呢，先解决安全的问题，**就先定义一个node（节点）作为整个网络的跟（root），只负责接收包，不会有向外的（outgoing）连接（link）。

之后呢，要建立一个网络。

在之前的笔记中有提到过：网络有两种，一种是隔壁和隔壁互相问距离，另一种是每个人都吼一句自己的距离，大家自己生成一张表格，根据算法算出最短距离。

小孩子才做选择，RPL全都要。

下面介绍一些RPL建立连接的过程：

可以简单理解为，创业办公司的过程：

首先，必须要有一个发起人A，起个名字叫Root Node。

它认识周围的B、C、D、E四个人，想要拉他们入伙，因为怕BCDE走过来太远累死，Root估算了一下每个人到它的距离X，并朝每个人吼了一句：“嘿，你来我这X米，你要不要到我这来入伙！”，翻译成鸟语”DIO! X”。

每个人都听到了消息，于是回复他，“到！”，翻译成鸟语，“DAO！”。

Root听到之后非常开心，于是分别告诉他们，“OK，我知道了”，翻译成鸟语，“ACK！”

现在又遇到了一个问题，大家都在公司里了，谁官大，谁是谁的下属呢？

ROOT作为大老板，就不管这些事了，他只是制定了个规定，谁离我近谁官大！

于是BDEC看了一眼距离，发现BC最近，于是BC变成了仅次于A的官。（rank1）

B、C就在原地开了自己的公司，各自又想要拉D、E入伙（传销的感觉就来了）

所以上面的流程又走一遍，就可以确定D、E的归属了

最终，就得到了这样的网络图：

值得注意的是，当父节点都到DAO信息之后，会继续向父节点的父节点发送DAO以更新routing table。

于是，现在又出现了一个新问题：

有一个新人X，想加入这个网络该怎么办呢？

于是这个新人对每个人都说一句“嘤嘤嘤，你们刚才说的DIO我都没听到，你们能不能再对我说一下DIO？“，翻译成鸟语，”DIS“。

于是每个人都把之前的DIO对X说了一下。

X就继续对DIO距离最短的人说DAO，然后那个人说”ACK“，最后就建立了连接。

值得注意的是，当有人发出DIO声音的时候，实际上每个人都能听得到，但是他们会看一下自己的rank，排名靠前（rank值小）的人不会理会排名靠后（rank值大）的人的DIO声音。

因此，根据rank值，就会排列成一个等级森严的网络，rank低的人永远不会再认rank高的人作为上级，rank值相同的人也不会成为上级，这样也就杜绝了循环（loop）的出现。