CN112583688A

CN112583688A - 混合网络的通信方法和设备

Info

Publication number: CN112583688A
Application number: CN201910944430.1A
Authority: CN
Inventors: 吴悦峰; 胡剑; 高永伟
Original assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Current assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Priority date: 2019-09-30
Filing date: 2019-09-30
Publication date: 2021-03-30
Anticipated expiration: 2039-09-30
Also published as: CN112583688B

Abstract

一种混合网络的通信方法，网关设备用第一物理接口接收来自第一多模设备的第一路由请求，其中包括第一多模设备的IPv6地址，第二物理接口的IPv6地址及MAC地址；网关设备用第三物理接口接收来自第一多模设备的第二路由请求，其中包括第一多模设备的IPv6地址，第四物理接口的IPv6地址及MAC地址；第二物理接口和第四物理接口为第一多模设备的物理接口。网关设备记录第一下行路由和第二下行路由。第一下行路由包括第一多模设备的IPv6地址，所述第二物理接口的IPv6地址及MAC地址，和所述第一物理接口。第二下行路由包括第一多模设备的IPv6地址，所述第四物理接口的IPv6地址及MAC地址，和第二物理接口。网关设备根据第一下行路由或第二下行路由与第一多模设备通信。

Description

混合网络的通信方法和设备

技术领域

本申请涉及通信领域，具体涉及一种混合网络的通信方法和设备。

背景技术

电力线通信(power-line communication，PLC)技术是以电力线作为媒介，传输信息的一种载波通信方式。PLC技术基于现存的电网基础设施，有电力线的地方就可以使用PLC技术，无需重新布线，部署成本低。PLC网络的通信频率范围较大，目前国际上已经出现了PLC 技术的多个标准，其中电气和电子工程师协会(Institute of Electrical andElectronics Engineers，IEEE)1901.1标准，针对2MHz至12MHz的频带进行标准化，能够提供双向、实时、高速和安全的通信通道，使公用事业公司和家庭用户能够方便地进行双向通信，以监视和控制诸如电表和路灯之类的插电装置，已在智能电网和智能家庭网络等领域有着广泛的部署。

射频(radio frequency，RF)是一种无线通信技术，其频率范围为300千赫兹(KHz)至300兆赫兹(GHz)。由于微功率无线覆盖范围一般在100米左右，需要通过多跳中继，构建网状(mesh)网络，以扩大覆盖范围。RF网络也称为低速射频网状(RF mesh)网络，业界通常采用互联网协议版本6(Internet Protocol Version 6，IPv6)和基于IPv6的低速无线个人局域网(IPv6 over Low-Power Wireless Personal Area Network，6LoWPAN)，以及IEEE 802.15.4定义的物理层和数据链路层的规范，作为技术框架来构建RF网络。RF也是一种常见的物联网技术，广泛应用于智能电网、智能家庭网络等领域。

PLC网络拥有较高的带宽，并且不受物理障碍的约束，可以实现穿墙、地下以及隧道等场景的通信，但是PLC网络在跨越变压器上依然存在技术障碍。RF网络具有较高的设备部署灵活性，但是无线信号强度容易受物理障碍的影响，尤其在地下和隧道内通信质量明显下降。采用PLC技术和RF技术混合组网，刚好可以互相弥补各自的缺点，凸显双方的优势。但是 PLC技术和RF技术在物理层和链路层都存在很大的差异，这使得PLC和RF混合组网实现上难度很大，存在很多问题。

发明内容

本申请提供了一种混合网络的通信方法，通过构建三层网络，基于设备的IP地址建立到多个不同物理端口的路由，实现访问设备自动选择路由，无需感知和选择网络。这样，即便 PLC和RF这样在链路层协议、组网算法、速率上差异较大的技术，仍然能够实现混合组网。

第一方面，提供了一种混合网络的通信方法，包括：

第一多模设备用第一物理接口接收第一入网通知报文，所述第一入网通知报文中包括第二物理接口的网际协议版本6IPv6地址和所述第二物理接口的MAC地址；所述第一物理接口为所述第一多模设备的物理接口，所述第二物理接口为所述第一多模设备的第一父节点设备的物理接口；所述第一物理接口与所述第二物理接口采用的协议类型为所述第一通信协议；

所述第一多模设备用第三物理接口接收第二入网通知报文，所述第二入网通知报文中包括第四物理接口的IPv6地址和所述第四物理接口的MAC地址，所述第三物理接口为所述多模设备的物理接口，所述第四物理接口为所述第一多模设备的第二父节点设备的物理接口；所述第三物理接口与所述第四物理接口采用的协议类型为所述第二通信协议；

所述第一多模设备记录第一默认网关对应关系和第二默认网关对应关系，所述第一默认网关对应关系包括默认IP地址，所述第二物理接口的IPv6地址，所述第二物理接口的MAC 地址和所述第一物理接口的对应关系；所述第二对应关系包括默认IP地址，所述第四物理接口的IPv6地址，所述第四物理接口的MAC地址和所述第三物理接口的对应关系；

所述第一多模设备根据所述第一默认网关对应关系将第一报文的目的IP地址设置为所述第二物理接口的IPv6地址，将所述第一报文的目的MAC地址设置为所述第二物理接口的 MAC地址，以得到第二报文，并用所述第一物理接口发送所述第二报文；或者，根据所述第二默认网关对应关系将所述第一报文的目的IP地址设置为所述第四物理接口的IPv6地址，将所述第一报文的目的MAC地址设置为所述第四物理接口的MAC地址以得到第三报文，并用所述第三物理接口发送所述第三报文。

在第一方面的一种可能的实现中，所述第一多模设备用所述第一物理接口接收第二多模设备的第一入网请求，其中，所述第一入网请求中包括所述第二多模设备的IPv6地址，第五物理接口的IPv6地址和所述第五物理接口的MAC地址，所述第五物理接口为所述第二多模设备上的物理接口，所述第五物理接口与所述第一物理接口采用的协议类型为所述第一通信协议；

所述第一多模设备记录第一下行路由对应关系，所述第一下行路由对应关系包括所述第二多模设备的IPv6地址，所述第五物理接口的IPv6地址，所述第五物理接口的MAC地址和所述第一物理接口的对应关系；

根据所述第一默认网关对应关系或所述所述第二默认网关对应关系处理所述第一入网请求。

在第一方面的一种可能的实现中，所述第一多模设备用所述第三物理接口接收第三多模设备的第二入网请求，其中，所述第二入网请求中包括所述第三多模设备的IPv6地址，第六物理接口的IPv6地址和所述第六物理接口的MAC地址，所述第六物理接口为所述第三多模设备上的物理接口，所述第六物理接口与所述第三物理接口采用的协议类型为所述第二通信协议；

所述第一多模设备记录第二下行路由对应关系，所述第二下行路由对应关系包括所述第三多模设备的IPv6地址，所述第六物理接口的IPv6地址，所述第六物理接口的MAC地址和所述第三物理接口的对应关系。

在第一方面的一种可能的实现中，所述第一多模设备用所述第一物理接口向所述第一父节点设备发送第三入网请求，所述第三入网消息中包括所述第一多模设备的IPv6地址，第一物理接口的IPv6地址和所述第一物理接口的MAC地址，以便所述第一父节点设备记录到所述第一物理接口的第三下行路由对应关系，所述第三下行路由对应关系包括所述第一多模设备的IPv6地址，所述第一物理接口的IPv6地址，所述第一物理接口的MAC地址和所述第二物理接口的对应关系；

所述第一多模设备用所述第三物理接口向所述第二父节点设备发送第四入网请求，所述第四入网消息中包括所述第一多模设备的IPv6地址，第三物理接口的IPv6地址和所述第一物理接口的MAC地址，以便所述第二父节点设备记录到所述第三物理接口的第四下行路由对应关系，所述第四下行路由对应关系包括所述第一多模设备的IPv6地址，所述第三物理接口的IPv6地址，所述第三物理接口的MAC地址和所述第四物理接口的对应关系。

在第一方面的一种可能的实现中，所述第一多模设备按照预设规则从第一邻居集合中确定所述第一父节点设备；按照所述预设规则，从第二邻居集合中确定所述第二父节点设备；

所述预设规则包括如下任意一项：

信号强度最大的节点；

信号强度大于第一阈值且RANK值最小的节点；

信号强度大于第一阈值且RANK值小于第二阈值的任意节点。

进一步地，所述第一多模设备从所述第一物理接口上接收第一公告消息，所述第一公告消息中包括第一RANK值，所述第二物理接口的IPv6地址和所述第二接口端口的MAC地址；所述第一RANK值用于指示所述第一物理接口到所述网关设备的路径代价；

所述第一多模设备从所述第三物理接口上接收第二公告消息，所述第二公告消息中包括第二RANK值，所述第四物理接口的IPv6地址和所述第四物理接口的MAC地址，所述第一RANK 值用于指示所述第三物理接口到所述网关设备的路径代价。

第二方面，提供了一种混合网络的通信方法，包括：

网关设备用第一物理接口接收来自第一多模设备的第一路由请求报文，所述第一路由请求报文中包括所述第一多模设备的网际协议版本6IPv6地址，第二物理接口的IPv6地址和第二物理接口的媒体访问控制MAC地址；所述第一多模设备支持第一通信协议和第二通信协议；所述第二物理接口为所述第一多模设备的物理接口；所述第一物理接口与所述第二物理接口采用的协议类型为所述第一通信协议；

所述网关设备用第三物理接口接收来自所述第一多模设备的第二路由请求报文，所述第二路由请求报文中包括所述第一多模设备的IPv6地址，第四物理接口的IPv6地址和第四物理接口的MAC地址；所述第四物理接口为所述第一多模设备的物理接口；所述第四物理接口与所述第三物理接口采用的协议类型为所述第二通信协议；

所述网关设备记录第一下行路由对应关系和第二下行路由对应关系，所述第一下行路由对应关系中包括所述第一多模设备的IPv6地址，所述第二物理接口的IPv6地址，所述第二物理接口的MAC地址和所述第一物理接口；所述第二下行路由对应关系中包括所述第一多模设备的IPv6地址，所述第四物理接口的IPv6地址，所述第四物理接口的MAC地址和所述第二物理接口；

所述网关设备根据所述第一下行路由对应关系或所述第二下行路由对应关系与所述第一多模设备通信。

在第二方面的一种可能的实现中，所述网关设备根据所述第一下行路由或所述第二下行路由与所述第一多模设备通信包括：

所述网关设备接收目标IP地址为所述第一多模设备的IPv6地址的第一报文，根据所述第一下行路由对应关系将所述第一报文的目的IP地址设置为所述第二物理接口的IPv6地址，将所述第一报文的目的MAC地址设置为所述第二物理接口的MAC地址，以得到第二报文，并用所述第一物理接口发送所述第二报文；或者，所述网关设备根据所述第二下行路由对应关系将所述第一报文的目的IP地址设置为所述第四物理接口的IPv6地址，将所述第一报文的目的MAC地址设置为所述第四物理接口的MAC地址，以得到第三报文，并用所述第三物理接口发送所述第三报文。

在第一方面的一种可能的实现中，所述网关设备用所述第一物理接口向所述第一多模设备发送第一通知，所述第一通知中包括所述第一物理接口的IPv6地址和所述第一物理接口的 MAC地址；

所述网关设备用所述第三物理接口向所述第一多模设备发送第二通知，所述第二通知中包括所述第三物理接口的IPv6地址和所述第三物理接口的MAC地址。

在第一方面的一种可能的实现中，所述网关设备用所述第一物理接口广播发送第一公告消息，所述第一公告消息中包括第一RANK值，所述第一物理接口的IPv6地址和所述第一物理接口的MAC地址；

所述网关设备用所述第三物理接口广播发送第二公告消息，所述第二公告消息中包括第二RANK值，所述第三物理接口的IPv6地址和所述第三物理接口的MAC地址。

在第一方面的一种可能的实现中，所述网关设备与所述第一多模设备进行入网认证和密钥协商；

第三方面，提供了一种网关设备，包括多个功能模块，所述多个功能模块相互作用，实现上述第一方面及其可能的实现中的方法。所述多个功能模块可以基于软件、硬件或软件和硬件的结合实现，且所述多个功能模块可以基于具体实现进行任意组合或分割。

第四方面，提供了一种网络设备，所述网络设备支持第一通信协议和第二通信协议，包括多个功能模块，所述多个功能模块相互作用，实现上述第二方面及其可能的实现中的方法。所述多个功能模块可以基于软件、硬件或软件和硬件的结合实现，且所述多个功能模块可以基于具体实现进行任意组合或分割。

第五方面，提供了一种网关设备，所述网关设备包括：第一物理接口，第二物理接口，处理器和存储器；处理器分别连接所述第一物理接口和所述第二物理接口；所述第一物理接口采用第一通信协议，例如PLC协议，所述第二物理接口采用第二通信协议，例如RF协议。

所述存储器，用于存储计算机程序，所述计算机程序包括程序指令；

所述处理器，用于调用所述计算机程序，实现如第一方面任一所述的混合网络的通信方法。

第六方面，提供了一种网络设备，包括：第一物理接口，第二物理接口，处理器和存储器；处理器分别连接所述第一物理接口和所述第二物理接口；所述第一物理接口采用第一通信协议，例如PLC协议，所述第二物理接口采用第二通信协议，例如RF协议。

所述存储器用于存储有指令，所述处理器执行所述存储器中存储的指令，实现如第二方面及其可能的实现中的混合网络的通信方法。

第七方面，本申请提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有指令，当该指令在计算机上运行时，使得该计算机执行第一方面及其任一可能的实现方式的方法。

第八方面，本申请提供了一种包括指令的计算机程序产品，其特征在于，当计算机运行该计算机程序产品的该指时，该计算机执行第一方面及其任一可能的实现方式的方法。

第九方面，本申请提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有指令，当该指令在计算机上运行时，使得该计算机执行第二方面及其任一可能的实现方式的方法。

第十方面，本申请提供了一种包括指令的计算机程序产品，其特征在于，当计算机运行该计算机程序产品的该指时，该计算机执行第二方面及其任一可能的实现方式的方法。

上述各方面及其可能的实现所能达到的有益效果，与第一方面及其可能的实现方式所能达到的有益效果相对应，此处不再一一赘述。

应理解，本申请中无线质量参数是RF网络中用于衡量通信质量好坏的参数。

附图说明

图1是本申请实施例提供的PLC和RF混合网络示意图；

图2A和2B是本申请实施例提供的混合网络的通信方法流程示意图；

图3是本申请实施例提供的多模设备X的接口示意图；

图4是本申请实施例提供的一种用于混合组网的通信方法流程图；

图5是本申请实施例提供的混合网络的安全认证流程示意图；

图6是本申请实施例提供的路由更新方法的示意性流程图；

图7是本申请实施例提供的网络设备的示意性框图；

图8是本申请实施例提供的网关设备的示意性框图；

图9是本申请实施例提供的网络设备的的结构示意性；

图10是本申请实施例提供的网关设备的结构示意性。。

具体实施方式

下面将结合附图，对本申请中的技术方案进行描述。

本申请提供了一种混合网络的通信方法，可以为支持至少两种通信技术，例如PLC技术和RF技术的网络设备(以下称为多模设备)，组建混合网络，实现多模设备的不同通信技术间通信。本申请提供的混合网络的通信方法中，每个多模设备具有一个唯一标识自己的IPv6 地址，多模设备的每种通信协议的物理接口也各自分配链路本地IPv6地址，使得网关设备可以为每个多模设备，基于多模设备的IPv6地址建立多条路由，并能够根据物理接口的链路本地IPv6地址实现三层路由逐跳转发。多模设备上每种技术对应至少一个物理接口，例如支持 PLC技术和RF技术的多模设备，包括PLC接口和RF接口。

接下来以PLC技术和RF技术的混合组网为例，说明本申请技术方案。参见图1，为本申请实施例提供的一种PLC和RF混合组网的网络示意图。

通常，IEEE 1901.1PLC网络或HPLC网络中的节点分为中央协调器(centralcoordinator， CCO)、代理协调器(proxy coordinator，PCO)和站点(station，STA)。RF网络中的节点分为中心节点，代理节点和末梢节点。本申请实施例中，PLC和RF混合组网中的网关设备实现PLC网络中的CCO和RF网络中的中心节点的功能，多模设备实现PLC网络中的PCO和STA，以及RF网络中的代理节点和末梢节点。

用于低功耗有损网络的IPv6路由协议(IPv6 Routing Protocol for Low-Powerand Lossy Networks，RPL)是RF网络的常用路由协议。基于RPL组建的RF网络采用三层转发。RF网络的拓扑类似一种面向目的的有向无环图(Destination Oriented DirectedAcyclic Graph， DODAG)。中心节点(网关)会周期性下发面向目的的有向无环图信息对象(DODAG Information Object，DIO)报文以通告自身的信息，等待节点加入。节点加入RF网络后可以作为代理节点，也会周期性下发DIO报文以通告自身的信息，等待新节点加入。RF网络中新节点在入网时通过向代理节点或网关发送目的地通告对象(DestinationAdvertisement Object，DAO) 报文请求入网。如果代理节点或网关同意新节点入网，则代理节点或网关向新节点回复DAO 确认(DAO Acknowledgement，DAO ACK)报文。

参见图2A和2B，为本申请实施例提供的一种混合网络的通信方法。如图2A所示，该方法包括：

201、网关设备用第一物理接口接收第一多模设备的第一路由请求报文，所述第一路由请求报文中包括所述第一多模设备的IPv6地址，第二物理接口的IPv6地址和第二物理接口的媒体访问控制MAC地址；所述第一多模设备支持第一通信协议和第二通信协议；所述第二物理接口为所述第一多模设备的物理接口；所述第一物理接口与所述第二物理接口采用的协议类型为所述第一通信协议；

202、网关设备用第三物理接口接收第一多模设备的第二路由请求报文，所述第二路由请求报文中包括所述第一多模设备的IPv6地址，第四物理接口的IPv6地址和第四物理接口的 MAC地址；所述第四物理接口为所述第一多模设备的物理接口；所述第四物理接口与所述第三物理接口采用的协议类型为所述第二通信协议；

例如，第一通信协议为PLC通信协议，第二通信协议为RF通信协议。

步骤201可以在步骤202之前或之后执行，也可以与步骤202同步执行。

本申请实施例提供的技术方案中，多模设备的物理接口的IPv6地址为链路本地地址 (link-local address)。例如，为PLC接口生成第一链路本地IPv6地址，为RF接口生成第二链路本地IPv6地址。此外，每个多模设备也有一个IPv6地址，作为该多模设备的标识，用于应用程序访问该多模设备。第一多模设备的IPv6地址可以是全球单播地址 (globalunicast address)，例如2000::/3开头的IPv6地址；也可以是唯一本地地址 (uniquelocal address，ULA)。ULA是以FC00::/7开头的IPv6地址。

第一种可能的实现中，可以预先全网配置IPv6地址前缀，所述第一多模设备在本地生成自己的IPv6地址，例如，所述第一多模设备的IPv6地址为ULA。

第二种可能的实现中，由网关设备向所述第一多模设备发送配置消息，所述配置消息中包括IPv6地址前缀，例如2002::/64或者FC06::/64，然后所述第一多模设备根据所述IPv6 地址前缀生成所述第一多模设备的IPv6地址。然后，所述第一多模设备向所述网关设备发送路由请求消息。路由请求消息中包括该第一多模设备的IPv6地址。所述第一多模设备的IPv6 地址可以放在载荷中。

第三种可能的实现中，第一多模设备通过DHCP向网关设备请求分配IP地址。具体地，所述第一多模设备发送DHCP请求，该请求中包括所述第二物理接口的MAC地址和所述第四物理接口的MAC地址；所述网关设备从地址池中为所述第一多模设备分配IPv6地址，并通过 DHCP响应消息将所述第一多模设备的IPv6地址发送给所述第一多模设备。

图3中多模设备X的IPv6地址，是全球单播地址2002::IID-X，是基于多模设备X的任一物理接口的MAC地址，根据无状态地址自动配置(SLAAC)方式生成，生成方式可以参见表 1所示。表1中用多模设备X的物理接口1的MAC地址MAC-X-1生成该多模设备X的IPv6地址。当然也可以用多模设备X的物理接口1的MAC地址MAC-X-2来生成。

表1

2002::

MAC-X-1前24位，且第7位取反

FFFE

MAC-X-1后24位

多模设备的物理接口的IPv6地址，可以是根据物理接口的MAC地址生成的链路本地地址。参见图3所示，任一多模设备X的物理接口1(例如PLC接口)的链路本地IPv6地址用FE80::IID-MAC-X-1表示，是根据多模设备X的物理接口1的MAC地址MAC-X-1按照SLAAC 方式生成。同理，多模设备X的物理接口2(例如RF接口)的链路本地IPv6地址用 FE80::IID-MAC-X-2，是根据多模设备X的物理接口1的MAC地址MAC-X-1按照SLAAC方式生成，生成方式可以参见表2所示。

表2

FE80::	MAC-X-1前24位，且第7位取反	FFFE	MAC-X-1后24位
				FE80::	MAC-X-2前24位，且第7位取反	FFFE	MAC-X-2后24位

通常MAC地址是48位。如果MAC地址采用64-位扩展唯一标识(EUI-64)，则直接将MAC 地址的第7位取反之后在前面添加64位的IPv6地址前缀即可(无需插入FFFE)。

多模设备的IPv6地址可以配置在多模设备X的环回接口上，例如图3所示。具体实现中，多模设备的IPv6地址也可以在每个物理接口上都配置。

可选地，多模设备X的不同物理接口，例如PLC接口和RF接口也可能是同一个MAC地址，例如用MAC-X表示，此种情况下，就需要根据同一个MAC地址为多个物理接口生成互不相同的链路本地IPv6地址。例如，表3和4所示，基于相同的MAC-X为两个物理接口生成两个链路本地IPv6。表3中，用MAC地址MAC-X，添加IPv6地址前缀FE80::，添加FFFE，根据SLAAC方式生成物理接口1的IPv6地址，FE80::IID-MAC-X-1。

表3

FE80::

MAC-X前24位，且第7位取反

FFFE

MAC-X后24位

表4中，用MAC地址MAC-X，添加IPv6地址前缀FE80::，添加FFFD，根据SLAAC方式生成物理节点1的IPv6地址，FE80::IID-MAC-X-2。

表4

FE80::

MAC-X前24位，且第7位取反

FFFD

MAC-X后24位

传统SLAAC方式根据48位MAC地址生成IPv6地址时，是在MAC地址前24位与后24位之间添加FFFE组成IPv6地址的后64位。本申请实施例中，因为多模设备的多个物理接口用同一个MAC地址，因此，在生成IPv6地址时，一个接口的链路本地IPv6地址是在MAC地址前24位与后24位之间添加FFFE，如表4，另一个接口的链路本地IPv6地址是在MAC地址前24位与后24位之间添加FFFD，如表5。当然，表5中FFFD也可以是FFFC，或者FFFB等，本申请不限定具体的值。

可选地，在步骤201之前，网关设备用所述第一物理接口向所述第一多模设备发送第一通知，所述第一通知中包括所述第一物理端口的IPv6地址，所述第一端口的MAC地址。在步骤202之前，网关设备用所述第三物理接口向所述第一多模设备发送第二通知，所述第二通知中包括所述第三物理端口的IPv6地址，所述第三端口的MAC地址。

具体实现中，所述第一路由请求可以是RPL协议中的DAO报文。所述第一通知和所述二通知可以是RPL协议中的DIO报文，其中可以包括如下一个或多个参数：网络标识(DODAG ID)，组网序列号，RANK值，IP地址前缀。所述第一通知和所述二通知也可以是链路层信标帧 (beacon)。

203、所述网关设备记录第一下行路由对应关系和第二下行路由对应关系，所述第一下行路由对应关系中包括所述第一多模设备的IPv6地址，所述第二物理接口的IPv6地址，所述第二物理接口的MAC地址和所述第一物理接口；所述第二下行路由对应关系中包括所述第一多模设备的IPv6地址，所述第四物理接口的IPv6地址，所述第四物理接口的MAC地址和所述第二物理接口。

网关设备根据第一多模设备发送的第一路由请求和第二路由请求消息，就可以学习到所述第一下行路由对应关系和所述第二下行路由对应关系，如表5所示，为图1所示PLC和RF 混合网络中网关设备A记录的与多模设备E的第一下行路由对应关系(Index 1)和第二下行路由对应关系(Index 2)。

表5网关设备A的对应关系表

可选地，也可以用如表6和7所示的两张表来记录所述第一上行路由对应关系和所述第二上行路由对应关系。表6可以看做传统的路由表，表7可以看做传统的邻居表。

表6网关设备A的路由表

路由开销(metric)可以根据接口的协议类型固定设置，也可以根据各个物理接口的RANK 值得到。本申请实施例对此不做限定

表7网关设备A的邻居表

本申请实施例中，对记录对应关系的具体实现不做限定，可以采用表2所示的对应关系表，也可以采用表6和表7两张表。路由表中的“协议类型(Protocol)”项可以没有。邻居表中的生存时间(Lifetime)可以按照传统方式，或者系统默认方式设置。

如图2B所示，该方法包括：

201’、所述第一多模设备用第一物理接口接收第一入网通知报文，所述第一入网通知报文中包括第二物理接口的IPv6地址和所述第二物理接口的MAC地址；所述第一物理接口为所述第一多模设备的物理接口，所述第二物理接口为第一父节点设备的物理接口；所述第一物理接口与所述第二物理接口采用的协议类型为所述第一通信协议；

202’、所述第一多模设备用第三物理接口接收第二入网通知报文，所述第二入网通知报文中包括第四物理接口的IPv6地址和所述第四物理接口的MAC地址，所述第三物理接口为所述多模设备的物理接口，所述第四物理接口为第二父节点设备的物理接口；所述第三物理接口与所述第四物理接口采用的协议类型为所述第二通信协议；

步骤201’可以在步骤202’之前或之后执行，也可以与步骤202同步执行。

具体实现中，所述第一入网通知报文和所述第二入网通知报文可以是RPL协议中的 DAO-ACK报文。

所述第一入网通知报文和所述第二入网通知报文中还包括第一多模设备的节点IPv6地址。

入网通知报文是由网关设备发送给第一多模设备的。该第一父节点设备可以是网关设备，也可以是其他多模设备。例如，所述第一多模设备为图1中的多模设备E，则第一父节点设备和第二父节点设备分别为多模设备B或者C。

可选地，所述第一多模设备从所述第一物理接口上接收第一公告消息，所述第一公告消息中包括第一RANK值，所述第二物理端口的IPv6地址和所述第二物理端口的MAC地址；

所述第一多模设备从所述第三物理接口上接收第二公告消息，所述第二公告消息中包括第二RANK值，所述第四物理端口的IPv6地址和所述第四物理端口的MAC地址。

所述第一公告消息和所述第二公告消息可以是RPL协议中DIO报文。

203’、所述第一多模设备记录第一默认网关对应关系和第二默认网关对应关系，所述第一对应关系包括默认IP地址，所述第二物理接口的IPv6地址，所述第二物理接口的MAC地址和所述第一物理接口的对应关系；所述第二对应关系包括默认IP地址，所述第四物理接口的IPv6地址，所述第四物理接口的MAC地址和所述第三物理接口的对应关系；

具体实现中，当混合网络中的多模设备收到网关设备返回的DAO-ACK报文后，可以建立到网关设备的默认网关路由。默认IP为全匹配地址，用::/0表示。

可选地，所述第一多模设备用所述第一物理接口接收第二多模设备的第一入网请求，其中，所述第一入网请求中包括所述第二多模设备的IPv6地址，第五物理接口的IPv6地址和所述第五物理接口的MAC地址，所述第五物理接口为所述第二多模设备上的物理接口，所述第五物理接口与所述第一物理接口采用的协议类型为所述第一通信协议；

所述第一多模设备用所述第三物理接口接收第三多模设备的第二入网请求，其中，所述第二入网请求中包括所述第三多模设备的IPv6地址，第六物理接口的IPv6地址和所述第六物理接口的MAC地址，所述第六物理接口为所述第三多模设备上的物理接口，所述第六物理接口与所述第三物理接口采用的协议类型为所述第二通信协议；

204’、所述第一多模设备根据所述第一默认网关对应关系或所述第二默认网关对应关系处理第一上行报文；

所述第一多模设备根据所述第一默认网关对应关系将所述第一上行报文的目的IP地址设置为所述第二物理接口的IPv6地址，将所述第一上行报文的目的MAC地址设置为所述第二物理接口的MAC地址，以得到第二报文，并用所述第一物理接口发送所述第二上行报文；或者，根据所述第二默认网关对应关系将所述第一报文的目的IP地址设置为所述第四物理接口的IPv6地址，将所述第一上行报文的目的MAC地址设置为所述第四物理接口的MAC地址以得到第三上行报文，并用所述第三物理接口发送所述第三上行报文。

本申请提供的混合网络的通信方法中，网关设备和多模设备之间通过三层路由协议，例如RPL协议，可以在两种不同协议类型的物理端口上组建可逐跳选路的混合网络，节点间链路出现问题，通过路由可以直接切换转发路径，上层应用不会感知路由切换，因此混合网络的通信质量更高。

参见图4，为本申请实施例提供的一种混合网络的通信方法流程图。图4所示方法以RPL 协议作为实现的示例，并不作为对本申请的限定。具体实现中，也可以采用RPL之外的其他三层路由协议。如图4所示，该方法包括：

步骤401：第一多模设备用第一物理接口接收DIO报文；第一多模设备还用第二物理接口接收第二DIO报文，所述第一物理接口和所述第二物理接口采用不同类型的通信协议，例如第一物理接口是PLC接口，第二物理接口是RF接口。

网关设备会周期性地从第一网关接口(例如，RF接口)广播发送DIO报文。

所述第一DIO报文和所述第二DIO报文中包括IPv6地址前缀。通过DIO报文可以将IPv6 地址前缀带给混合网络中的所有设备。

网络中的已入网设备也会从同类物理接口(指与第一网关接口支持同一通信协议的接口) 广播发送DIO报文。具体地，已入网设备收到网关的DIO报文后，从同类物理接口发送携带自身RANK值的DIO报文。

DIO报文中还包括网络标识(DODAG ID)，组网序列号，RANK值等参数。

IPv6地址前缀可以携带在DIO报文的路由信息选项(Route Information Option，RIO) 中。该IPv6地址前缀可以是全球单播地址前缀(2000::/3)或者本地唯一地址前缀(FC00::/7)。

第一多模设备可以根据所述IPv6地址前缀生成所述第一多模设备的IPv6地址，具体生成方式参见前文所述。

网关发出的DIO报文中包括第一网关接口的链路本地IPv6地址。具体地，网关发出的DIO 报文的源IP地址为第一网关接口的链路本地IPv6地址。DIO报文的目的IP地址为广播地址。已入网设备发出的DIO报文的源IP地址为已入网设备的同类物理接口的链路本地IPv6地址。

各个设备发出的DIO报文中携带自己的RANK值。RANK值可以反映发送该DIO报文的设备到网关的路由开销。网关发出的DIO报文中的RANK值可以为0。

可选的，在步骤401之前，网关设备用第一网关接口广播发送链路层信标帧(beacon)。

所述链路层信标帧中包括第一网关接口的MAC地址，所述信标帧中还可以包括信道参数，发射功率等参数。

通常来说，网关上电启动后就可以广播发送网络信息，例如，网关通过PLC接口发送PLC 协议的信标帧，通过RF接口发送RF协议的信标帧。PLC协议的信标帧中包括网关的PLC接口的MAC地址，PLC信道参数，PLC网络标识等。RF协议的信标帧中包括网关的RF接口的MAC 地址，RF信道参数，RF网络标识等。

第一多模设备可以根据接收的信标帧与网关设备同步发射功率，信道参数，时间等。

步骤402：第一多模设备根据接收到的DIO报文确定父节点；

具体地，第一多模设备可能从第一物理接口上收到一个或多个第一DIO报文，第一多模设备可能从第二物理接口上收到一个或多个第二DIO报文。第一多模设备为第一物理接口确定确定第一父节点；第一多模设备还为第二物理接口确定第二父节点。

第一多模设备可能从第一物理接口上收到一个或多个DIO报文。第一多模设备收到的DIO 报文可能是网关发送的，也可能是已入网设备发送的，也可能既有网关设备发送的又有已入网设备发送的。例如，图1中，设备B入网时，可能仅收到来自网关设备的DIO报文；而多模设备F入网时，可能既收到设备B，也收到了设备C、G的DIO报文。

第一多模设备可以按照预设规则确定父节点设备。具体地，如果第一多模设备仅收到一个设备(可能是网关设备也可能是已入网设备)发送的DIO报文，则第一多模设备可以直接确认该设备为父节点。如果第一多模设备收到来自多个设备(可能包括网关设备)的DIO报文，第一多模设备可以按照预设规则，从多个DIO报文的发送端设备中选择一个发送端设备作为父节点。

所述预设规则包括如下任意一项：

信号强度最大的节点；

信号强度大于第一阈值且RANK值最小的节点；

信号强度大于第一阈值且RANK值小于第二阈值的任意节点。

第一多模设备选定父节点(可能是网关也可能是已入网节点)后，在自己的如表4-2的节点邻居表中添加父节点的邻居表项，该邻居表项包括父节点的第一父节点物理接口的MAC 地址和链路本地IPv6地址。第一父节点物理接口与所述第一物理接口的通信协议相同。例如，第一物理接口为RF接口，则第一父节点物理接口也是RF接口

步骤403：第一多模设备通过第一物理接口向第一父节点发送第一DAO报文。第一多模设备还通过第二物理接口向第二父节点发送第二DAO报文。

第一DAO报文和第二DAO报文中均包括第一多模设备的IPv6地址，可以携带在RPL目标 (RPL Target)选项中。例如，第一多模设备为图1中的设备F，则第一DAO和第二DAO报文中携带设备F的IPv6地址，2002::IID-F。第一多模设备的IPv6地址可以是根据DIO报文中的IPv6地址前缀生成，具体生成方式参见前文所述。

第一DAO报文中还包括第一物理接口的链路本地IPv6地址，父节点的第一父节点物理接口的链路本地IP地址。具体地，第一DAO报文的源IP地址为该第一物理接口的链路本地IPv6 地址，该第一DAO报文的目的IP地址为该第一父节点物理接口的链路本地IP地址。

第二DAO报文中还包括第二物理接口的链路本地IPv6地址，父节点的第一父节点物理接口的链路本地IP地址。具体地，第二DAO报文的源IP地址为该第二物理接口的链路本地IPv6 地址，该第二DAO报文的目的IP地址为该第二父节点物理接口的链路本地IP地址。

如果父节点不是网关设备，则父节点收到该DAO报文后，会将该DAO报文逐跳转发至网关。父节点可以根据默认路由或者可以根据网关设备的IPv6地址查找路由，逐跳修改源IP 地址和目的IP地址，直至转发至网关。

第一父节点收到第一DAO报文后，可以在自己的节点邻居表中创建第一物理接口的邻居表项，包括第一物理接口的MAC地址和第一物理接口的链路本地IPv6地址。父节点可能是网关设备也可能是已入网设备。可以理解，如果父节点是已经入网设备，则网关上已经有父节点的邻居表项和路由表项。网关收到父节点转发来的DAO报文，可以刷新网关邻居表中该父节点的邻居表项的生存时间。

第二父节点收到第二DAO报文后，可以在自己的节点邻居表中创建第二物理接口的邻居表项，包括第二物理接口的MAC地址和第二物理接口的链路本地IPv6地址。

具体实现中，可能第一父节点和第二父节点是同一个多模设备。

以图1中设备F给网关设备A发送DAO报文为例，设备F发出的DAO报文中源IP地址为设备F的链路本地IP地址FE80::IID-MAC-F-1，目的IP地址为设备C的链路本地IP地址FE80::IID-MAC-C-1，源MAC地址和目的MAC地址分别为设备F的MAC地址MAC-F-1和设备C 的MAC地址MAC-C-1。设备C收到该DAO报文后解封装并查询路由(根据默认路由或者网关的IPv6地址)，重新封装该DAO报文，设备C发出的DAO报文中源IP地址为设备C的链路本地IP地址FE80::IID-MAC-C-1，目的IP地址是设备A的链路本地IP地址FE80::IID-MAC-A-1，源MAC地址和目的MAC地址分别为设备C的MAC地址MAC-C-1和设备A的MAC地址MAC-A-1。

步骤404：网关设备通过第一网关接口向第一多模设备回复DAO-ACK报文。

所述DAO-ACK报文中包括入网结果：允许入网或拒绝入网。

网关收到DAO报文后，可以直接返回DAO-ACK允许入网。网关收到DAO报文后，也可以先验证是否允许第一多模设备入网，得到入网结果，再回复DAO-ACK。

该DAO-ACK报文的源IP地址为该第一网关接口的链路本地IPv6地址，该DAO-ACK报文的目的IP地址为网关收到的DAO报文中的源IP地址。

该DAO-ACK报文中包括第一多模设备的节点IPv6地址。该DAO-ACK报文会逐跳转发至第一多模设备。转发过程中，根据第一多模设备的IPv6地址查询路由，DAO-ACK报文的源IP 地址和目的IP地址逐跳变化。

以图1中网关A给设备F回复DAO-ACK报文为例，网关A发出的DAO-ACK报文中源MAC地址和目的MAC地址分别为MAC-A-1和MAC-C-1，源IP地址和目的IP地址分别为 FE80::IID-MAC-A-1和FE80::IID-MAC-C-1。设备C收到该DAO-ACK报文后解封装并查询路由，重新封装该DAO-ACK报文，设备C发出的DAO-ACK报文中源MAC地址和目的MAC地址分别为 MAC-C-1和MAC-F-1，源IP地址为FE80::IID-MAC-C-1，目的IP地址为FE80::IID-MAC-F-1。

如果入网结果为入网成功，网关更新自己的路由表。具体地，网关在自己的网关路由表中增加到第一多模设备的第一网关路由表项，该第一网关路由表项的目的IP地址为第一多模设备的IPv6地址，下一跳为网关设备收到的DAO报文的源IP地址，出接口为第一网关接口。

步骤405：第一多模设备从第一物理接口接收DAO-ACK报文，建立路由。

如果入网结果为入网失败，该第一多模设备可以选择其他父节点，再次尝试加入网络。

如果入网结果为入网成功，网关、第一多模设备以及第一多模设备的父节点分别更新自己的路由表。

具体地，如果入网结果为入网成功，第一多模设备收到DAO-ACK报文后，在自己的路由表中设置第一默认路由(::/0)，该第一默认路由的下一跳为第一多模设备收到的DAO-ACK报文的源IP地址，出接口为第一物理接口。

以图1所示的PLC和RF混合网络为例，参见网关A和设备C、F的路由表和邻居表。假设该第一多模设备为设备F，第一物理接口为RF接口，则当设备F入网成功后，网关A在表 6中添加Index 4的路由表项，设备F在表9-1中添加Index 1的路由表项，设备F的父节点设备C在表8-1中添加Index 4的路由表项。

网关A的路由表6中Index 1和Index 2是到目的2002::IID-C，即多模设备C的路由表项，是下行路由，有两个下一跳。其中Index 1的下一跳是设备C的接口1(PLC接口)的链路本地IPv6地址(FE80::IID-MAC-C-1)，出接口为PLC接口，路由开销为30，协议类型 “L3-PLC”表示PLC网络层协议(例如RPL/RIPng)。Index 2的下一跳是设备C的接口2(RF 接口)的链路本地IPv6地址(FE80::IID-MAC-C-2)，出接口为RF接口，路由开销为50，协议类型“L3-RF”表示RF链路层协议(例如RPL)。Index 3和Index 4是到目的2002::IID-F，即多模设备F的路由表项，同样有两个下一跳，分别是设备C的接口1(PLC接口)和接口2 (RF接口)的链路本地IPv6地址。

路由开销(metric)可以根据接口的协议类型固定设置，也可以根据各个物理接口的RANK 值得到。本申请实施例对此不做限定。

网关A的邻居表7中Index 1和Index 2分别是到设备C的接口1(PLC接口)和接口2(RF接口)的邻居表项。

本申请实施例中，路由表中的“协议类型(Protocol)”项可以没有。邻居表中的生存时间(Lifetime)可以按照传统方式，或者系统默认方式设置。例如，表8-2中“Permanent” 表示永久(不更新)；“Reachable”表示可达，此时可以更新生存时间到不同状态，也可以老化该条邻居表项。

表8-1多模设备C的路由表

表8-2多模设备C的邻居表

多模设备C的路由表8-1中Index 1和Index 2同样均是默认路由(::/0)，是上行路由 (到网关的路由)，下一跳分别是设备A的接口1(PLC接口)和接口2(RF接口)的链路本地IPv6地址。Index 3和Index 4是到目的2002::IID-D，即多模设备F的路由表项，有两个下一跳，分别是设备F的接口1(PLC接口)和接口2(RF接口)的链路本地IPv6地址。

多模设备C的邻居表8-2中Index 1和Index 2是设备A的接口1和接口2的邻居表项， Index 3和Index 4是设备F的接口1和接口2的邻居表项。

表9-1多模设备F的路由表

表9-2多模设备F的邻居表

多模设备F的路由表9-1中Index 1和Index 2均是默认路由(::/0)，是上行路由(到网关的路由)，下一跳分别为设备C的接口1(PLC接口)和接口2(RF接口)的链路本地IPv6 地址。

多模设备E的邻居表9-2中Index 1是设备C的接口1(PLC接口)的邻居表项，包括接口1的链路本地IPv6地址(FE80::IID-MAC-C-1)与MAC地址(MAC-C-1)的对应关系。Index 2是设备C的接口2(RF接口)的邻居表项，包括接口2的链路本地IPv6地址与MAC地址的对应关系。

网关还从第二网关接口广播发送DIO报文，该DIO报文中包括第二网关接口的链路本地 IPv6地址。为了区分，本申请实施例中，可以将步骤402中网关从第一网关设备广播发送的 DIO报文，以及已入网设备从与第一网关接口同一类型的物理接口发送的DIO报文，表示为第一DIO报文；将网关从第二网关接口广播发送DIO报文，以及已入网设备从与第二网关接口同一类型的物理接口广播发送DIO报文，表示为第二DIO报文。

本申请实施例提供的混合组网实现方法，设备的每个接口分别采用相应的网络层协议组网，到一个设备的IPv6地址会建立多条路由，该多条路径中的每条路由对应一个物理接口的链路本地IPv6地址，而应用只要基于唯一标识每个设备的IPv6地址访问设备，无需感知选择哪条路由，也不会感知路由的切换。

采用本申请提供的技术方案，即便PLC技术和RF技术在链路层协议、组网算法、速率上差异较大，仍然能够实现PLC和RF的混合组网。

可选地，为了提升网络安全性，在图4所示步骤401之前，第一多模设备和网关设备之间还可以执行入网认证，通信密钥协商等安全操作。参见图5，为本申请实施例提供的带安全认证的混合组网实现方法流程示意图。本申请实施例中以数据包传输层安全(Datagram Transport Layer Security，DTLS)协议进行安全认证为例，当然也可以采用其他安全协议，例如扩展认证协议(Extensible Authentication Protocol，EAP)，传输层安全(Transport Layer Security，TLS)等，本申请对此不做限定。具体地，采用DTLS协议实现的带安全认证的混合组网实现方法包括：

步骤501、网关设备从第一网关接口广播发送链路层Beacon。

步骤502、第一多模设备确定认证代理设备，并在第一多模设备的第一设备邻居表中建立认证代理设备的邻居表项。

已入网设备均会转发链路层Beacon，以便广播到全网，因此第一多模设备可能在第一物理接口上收到来自网关和多个已入网设备的链路层Beacon。该第一物理接口是与第一网关接口同一协议类型的接口，例如均为RF接口。

第一多模设备可以直接选择最先收到的链路层Beacon的发送端作为认证代理设备。

可替换地，第一多模设备可以广播发送代理发现请求，第一多模设备附近单跳可达的邻居会收到该代理发现请求，并回复代理响应(不会转发该代理发现请求)。第一多模设备可以从回复代理响应的邻居中，按照代理选择规则选择一个邻居作为认证代理设备。预设规则可以是如下一个或多个的组合：层级最小，信号强度最大，负载最小，剩余资源最多等。

第一多模设备还可以将所有回复代理响应的邻居保存在候选代理列表中。

代理发现请求可以是链路层广播消息，其中包括第一多模设备的第一物理接口的MAC地址。广播地址为FFFF:FFFF:FFFF。相应地，每个邻居回复的代理响应中包括该邻居的同类物理接口的MAC地址。

代理发现请求也可以是网络层广播消息，其中包括第一多模设备的第一物理接口的MAC 地址和链路本地IPv6地址。广播地址为FF02::1。相应地，每个邻居回复的代理响应中包括该邻居的同类物理接口的MAC地址和链路本地IPv6地址。

每个收到该代理发现请求的邻居可以根据该代理发现请求建立第一多模设备的邻居表项，该邻居表项包括该第一物理接口的MAC地址和链路本地IPv6地址。

如果代理发现请求中只有第一物理接口的MAC地址，而没有第一物理接口的链路本地IPv6 地址，由于链路本地IPv6地址在全网采用统一的方式生成，邻居也可以根据第一物理接口的 MAC地址得到该第一物理接口的链路本地IPv6地址。

第一多模设备选定代理设备之后，第一多模设备在第一设备邻居表(第一物理接口对应的邻居表)中建立到该代理设备的邻居表项，该邻居表项包括该认证代理设备的同类物理接口的MAC地址及链路本地IPv6地址。

认证代理设备选定之后，第一多模设备会与认证代理设备通信，进行入网认证和密钥协商。因此，其他未被选定为认证代理设备的各个邻居所建立的第一多模设备的邻居表项会因为长时间没有通信，自动通过生存时间老化掉。

选出的认证代理设备也可能就是网关。

接下来网关和第一多模设备之间通过步骤503～507进行DTLS握手，实现网络安全认证和密钥协商。握手过程中交互的报文会通过步骤502选出的认证代理设备转发。其中503～506 为入网认证，507为密钥协商。

步骤503、第一多模设备发送没有携带小型文本文件(cookie)的第一客户端问候(ClientHello)报文给网关设备。

为了防御拒绝服务(DoS)攻击，DTLS引入无状态的cookie验证机制。

该第一ClientHello报文包含了协议版本号、32字节随机数、会话标识(identifier， ID)、以及第一多模设备所支持的加密套件和签名算法、压缩方式等。

步骤504、网关设备产生第一cookie，并添加该第一cookie到问候验证请求(HelloVerifyRequest)报文中，发送给第一多模设备。

该第一cookie不需要保存每一个客户端的状态便能做检验。具体地，网关设备可以通过如下公式(1)产生该第一cookie。

Cookie＝HMAC(Secret,Client IP,Client Parameter) 公式(1)

函数HMAC()是基于哈希的一种完整性校验算法。Secret是一个随机数，可以作为密钥和生成的cookie一起带在HelloVerifyRequest报文中发给设备。Client IP是客户端的IP 地址。Client Parameter可以根据配置选择不同参数，也可以没有。

步骤505、第一多模设备接收到HelloVerifyRequest报文后，发送携带该第一cookie的第二ClientHello报文给网关设备。

网关设备可以根据该第二ClientHello验证第一多模设备的IP地址是否可行，以防止DoS 攻击。

步骤506、网关设备收到第二ClientHello报文，通过服务端问候(ServerHello)报文响应第一多模设备。

可选地，网关设备根据第二ClientHello报文选择第一多模设备支持的加密套件(例如，选择ECC)和压缩方式，执行步骤507，与第一多模设备进行密钥协商。

步骤507、网关与第一多模设备进行密钥协商，具体执行如下步骤5070～5079。

步骤5070、网关设备发送第一证书(Certificate)报文，该第一Certificate 报文中包含网关设备的经过椭圆曲线数字签名算法(Elliptic Curve Digital SignatureAlgorithm，ECDSA)签名的第一椭圆曲线密码学(Elliptic Curve Cryptography，ECC)证书。

步骤5071、第一多模设备使用第一ECC证书里的静态公钥校验自己的签名和有效性，然后发送第二Certificate报文，其中包含经过ECDSA签名的第一ECC证书。

步骤5072、网关设备发送经过ECDSA签名的第一服务端密钥交换(ServerKeyExchange)报文，其中包含若干个临时的椭圆曲线迪菲-赫尔曼(EllipticCurve Diffie-Hellman，ECDH)公钥及对应的椭圆曲线域参数；

例如，包括第一临时ECDH公钥及对应的第一椭圆曲线域参数，还包括第二临时ECDH公钥及对应的第二椭圆曲线域参数。

步骤5073、第一多模设备使用第一ECC证书里的静态公钥校验第一ServerKeyExchange的签名，并从第一ServerKeyExchange报文中选择一个临时 ECDH公钥及其对应的椭圆曲线域参数，向网关设备发送客户端密钥交换 (ClientKeyExchange)报文。

步骤5074、网关设备发送第一证书请求(CertificateRequest)报文，请求第一多模设备提供经过ECDSA签名的第二ECC证书；

步骤5075、第一多模设备使用自己的私钥对第二ClientHello、第二 Certificate报文以及ClientKeyExchange等握手消息进行ECDSA数字签名，然后向网关设备发送证书验证(CertificateVerify)报文，其中包括第一多模设备的经过ECDSA签名的第二ECC证书；

步骤5076、网关设备校验第二ECC证书的签名和有效性，以及 CertificateVerify报文的签名；网关设备发送服务端问候完成(ServerHelloDone) 报文，表示网关当前阶段的报文已经发送完毕；

步骤5077、第一多模设备使用自己的私钥和网关设备的临时ECDH公钥生成预主密钥，再根据第二ClientHello和ServerHello中的32字节随机数，计算48字节的主密钥；

步骤5078、第一多模设备发送变更密码规范(ChangeCipherSpec)报文，表示自己后续发送的报文都会采用主密钥加密；最后第一多模设备发送采用主密钥加密的完成(Finished)报文。

步骤5079、网关设备接收到Finished报文后，采用相同的方式计算出主密钥，然后向第一多模设备发送ChangeCipherSpec和Finished报文。至此，DTLS握手的整个流程结束。

步骤508：第一多模设备从第一物理接口接收DIO报文，确定父节点。

具体细节可参见图4中步骤402的描述，此处不再赘述。

步骤509：第一多模设备通过第一物理接口向父节点发送DAO报文。

该DAO报文用步骤507协商出的主密钥进行加密，也即通过DTLS加密通道传输。

其他细节可参见图4中步骤403的描述，此处不再赘述。

步骤510：网关通过第一网关接口向第一多模设备回复DAO-ACK报文。

该DAO-ACK报文用步骤507协商出的主密钥进行加密，也即通过DTLS加密通道传输。

其他细节可参见图4中步骤404的描述，此处不再赘述。

从图1可以看出，网关设备到每个多模设备都有2条或2条以上路径同时存在，因此可以实时监测设备的各个接口的在线状态或链路质量，用于更新路由表中的路径开销，从而实现根据链路质量自动切换路径。

参见图6，本申请实施例提供了一种路由更新方法，可用于混合网络(例如图1所示PLC 和RF混合网络)中的自动切换路径。参见图6，该方法包括：

步骤601：第一多模设备按照心跳周期从第一物理接口发送第一心跳报文；

本申请实施例中，心跳报文可以是UDP报文，格式可以参见图8所示。

具体地，第一心跳报文的源IP地址为第一物理接口的链路本地IPv6地址(例如，FE80::IID-MAC-F-1)，目的IPv6地址为父节点的同类物理接口的链路本地IPv6地址(例如，FE80::IID-MAC-C-1)；载荷(payload)中携带第一物理接口的MAC地址(例如，MAC-F-1)。

心跳周期可以由网关设备在多模设备入网的时候，在DIO报文中下发给各个多模设备。所述网络参数中还可以包括心跳周期。

与DAO报文转发机制类似，该第一心跳报文会逐跳发送到网关的第一网关接口。如图6 所示，第一心跳报文的源IP地址和目的IP地址逐跳变化。可选地，第一心跳报文可以在载荷中携带经过的每一跳设备的同类物理接口的MAC地址。

每个多模设备是以接口(路径)为粒度，发送心跳报文，维护每个接口的路径状态。因此，第一多模设备还周期性从第二物理接口发送第二心跳报文。同样该第二心跳报文会逐跳发送到网关的第二网关接口。具体地，第二心跳报文的源IP地址为第二物理接口的链路本地 IPv6地址(例如，FE80::IID-MAC-F-2)，目的IPv6地址为父节点的同类物理接口的链路本地IPv6地址(例如，FE80::IID-MAC-C-2)；载荷中携带第二物理接口的MAC地址(例如， MAC-F-2)。

第二网关接口是与第二物理接口具有相同协议类型的接口。

步骤602：网关设备根据第一心跳报文和更新规则更新路由表；

本申请实施例中可以设置更新规则：如果心跳丢失超过第一期限时，则将路由表中对应的路由表项的路由开销(Metric)值调整为最大值；如果心跳丢失超过第二期限时，删除路由表中对应的路由表项；如果心跳丢失超过第一期限，并在第二期限内心跳恢复，则将路由表中对应路由表项的Metric值调整为原值；

网关设备根据第一心跳报文，按照更新规则，更新网关设备的路由表中与第一物理接口对应的路由表项。

同样的，网关设备还根据第二心跳报文，按照更新规则，更新网关设备的路由表中与第二物理接口对应的路由表项。

例如，第一期限可以设置为5个心跳周期或者10个心跳周期，第二期限可以设置为40 个心跳周期或者50个心跳周期。

结合图1来说，如果设备F的PLC接口的心跳丢失达到第一期限(例如，5个心跳周期)，网关设备A可以将路由表(表7-1)在Index 3的Metric值调整为最大值，例如150。这样，后面从设备A发往设备F的报文，会优先匹配到Index 2对应的路由，即走RF链路传输。如果设备F的PLC接口的心跳在第二期限(例如，40个心跳周期)内又恢复了，网关设备A可以将路由表(表7-1)中Index 3的Metric值调回60。如果设备F的PLC接口的心跳丢失达到第二期限，网关设备A可以将路由表(表7-1)中Index 3的表项删除。

网关设备可以采用如表10所示的接口状态表，维护每个双模设备的每个物理接口的状态。当然，也可以根据接口类型，将表10分成两张表，每种协议类型的接口一张状态表。本申请对具体实现不做限定。

表10接口状态表

当然，具体实现中还可以采用状态表之外的其他方式来维护接口状态，本申请对此不做限定。

步骤603：网关设备按照心跳周期从第一网关接口广播第三心跳报文；

该第三心跳报文中包括该第一网关接口的MAC地址。

具体地，第三心跳报文的源IP地址为第一网关接口的链路本地IPv6地址(例如，FE80::IID-MAC-A-1)，目的IP地址为IPv6广播地址(例如，FF02::1)；载荷中携带第一网关接口的MAC地址(例如，MAC-A-1)。

网关设备以接口(路径)为粒度，发送心跳报文，维护每个接口(路径)的状态。因此，网关设备还周期性从第二网关接口广播发送第四心跳报文。第四心跳报文的源IP地址为第二网关接口的链路本地IPv6地址(例如，FE80::IID-MAC-A-2)，目的IP地址为IPv6广播地址(例如，FF02::1)；载荷中携带第二网关接口的MAC地址(例如，MAC-A-2)。

步骤604：第一多模设备根据第三心跳报文和更新规则更新路由表；

第三心跳报文会广播发送至全网，图6中以第一多模设备收到第三心跳报文为例，说明网络中的设备如何维护路由。

第一多模设备根据第三心跳报文，按照更新规则，更新第一多模设备的路由表中与第一网关接口对应的路由表项。

同样的，第一多模设备还根据第四心跳报文，按照更新规则，更新第一多模设备的路由表中与第二物理接口对应的路由表项。

结合图1来说，如果设备F的RF接口没有收到网关设备A的心跳报文达到第一期限(例如，5个心跳周期)，设备F可以将路由表(表9-1)中Index 2的Metric值调整为最大值，例如120。这样，后面从设备F发往设备A的报文，会优先匹配到Index 1对应的路由，即走PLC出接口的路径传输。如果设备F的RF接口在第二期限(例如，40个心跳周期)内又恢复收到网关A的心跳报文，设备F可以将路由表(表9-1)中Index 2的Metric值调回70。如果设备F的RF接口没有收到网关设备A的心跳报文达到第二期限，设备F可以将路由表(表 9-1)中Index 2的路由表项删除。

每个多模设备也可以维护网关设备的第一网关接口和第二网关接口的状态，可以采用如表11形式的状态表，也可以直接用寄存器或数组等形式，通过置不同的数值表示网关接口不同状态。

表11接口状态表

以图1所示PLC和RF混合组网中的网关设备A与多模设备E之间的双向通信为例，网关设备A与多模设备E之间的通信过程如下：

网关设备A向多模设备E发送第一IPv6报文，该第一IPv6报文的目的IPv6地址为多模设备E的设备IPv6地址，即2002::IID-E。然后网关设备A根据2002::IID-E查找路由表14-1，优选Metric较小的表项，即命中Index1对应的路由表项，得到下一跳为FE80::IID-MAC-E-1；网关设备再根据FE80::IID-MAC-E-1查找邻居表14-2，命中邻居表项Index3，找到目的MAC 地址为MAC-E-1，出接口为PLC接口；然后网关设备A根据MAC-E-1查询PLC链路层转发表 7-1，得到下一跳MAC地址为MAC-B-1，即，该IPv6报文要发送到多模设备B的PLC接口。网关设备A对该第一IPv6报文进行封装，在该IPv6报文外层添加MAC头，其中MAC头的源MAC地址为网关设备A的PLC接口的MAC地址，即MAC-A-1；MAC头的目的MAC地址为MAC-B-1。

封装后的第一IPv6报文到达多模设备B后，多模设备B先解封装，然后查找路由表13-1，命中Index3对应的路由表项，得到下一跳为FE80::IID-MAC-E-1,设备B再根据FE80::IID-MAC-E-1查找邻居表13-2，命中邻居表项Index3，找到目的MAC地址为MAC-E-1，出接口为PLC接口；然后设备B根据MAC-E-1查询PLC链路层转发表8-1，得到下一跳MAC 地址为MAC-E-1，即，该IPv6报文要发送到设备E的PLC接口。设备B对该第一IPv6报文进行封装，在该IPv6报文外层添加MAC头，其中MAC头的源MAC地址为设备B的PLC接口的 MAC地址，即MAC-B-1；MAC头的目的MAC地址为查找链路层转发表得到的下一跳MAC，即 MAC-E-1。

上行报文的转发流程类似，不再赘述。

参见图7，为本申请实施例提供的一种网络设备70，包括第一物理接口701和第二物理接口702；所述网络设备支持第一通信协议和第二通信协议，例如PLC和RF，用于实现第一通信协议和第二通信协议的混合网络。所述第一物理接口701采用的协议类型为所述第一通信协议，所述第二物理接口702采用的协议类型为所述第二通信协议；

所述网络设备70还包括：

第一接收模块703，用于用所述第一物理接口接收第一入网通知报文，所述第一入网通知报文中包括第三物理接口的IPv6地址和所述第三物理接口的MAC地址；所述第三物理接口为第一父节点设备的物理接口；所述第三物理接口采用的协议类型为所述第一通信协议；；

第二接收模块704，用于用第二物理接口接收第二入网通知报文，所述第二入网通知报文中包括第四物理接口的IPv6地址和所述第四物理接口的MAC地址，所述第四物理接口为第二父节点设备的物理接口；所述第四物理接口采用的协议类型为所述第二通信协议；

对应关系记录模块705，用于记录第一默认网关对应关系和第二默认网关对应关系，所述第一对应关系包括默认IP路由，所述第三物理接口的IPv6地址，所述第三物理接口的MAC 地址和所述第一物理接口的对应关系；所述第二对应关系包括默认路由，所述第四物理接口的IPv6地址，所述第四物理接口的MAC地址和所述第二物理接口的对应关系；

处理模块706，用于根据所述第一默认网关对应关系将所述第一报文的目的IP地址设置为所述第三物理接口的IPv6地址，将所述第一报文的目的MAC地址设置为所述第三物理接口的MAC地址，以得到第二报文，并用所述第一物理接口发送所述第二报文；或者，根据所述第二默认网关对应关系将所述第一报文的目的IP地址设置为所述第四物理接口的IPv6地址，将所述第一报文的目的MAC地址设置为所述第四物理接口的MAC地址以得到第三报文，并用所述第二物理接口发送所述第三报文。

第一接收模块703，还用于用所述第一物理接口接收第二多模设备的第一入网请求，其中，所述第一入网请求中包括所述第二多模设备的IPv6地址，第五物理接口的IPv6地址和所述第五物理接口的MAC地址，所述第五物理接口为所述第二多模设备上的物理接口，所述第五物理接口与所述第一物理接口采用的协议类型为所述第一通信协议；

对应关系记录模块705还用于记录第一下行路由对应关系，所述第一下行路由对应关系包括所述第二多模设备的IPv6地址，所述第五物理接口的IPv6地址，所述第五物理接口的 MAC地址和所述第一物理接口的对应关系；

所述处理模块706，还用于根据所述第一默认网关对应关系或所述第二默认网关对应关系处理所述第一入网请求。

第二接收模块704，还用于用所述第二物理接口接收第三多模设备的第二入网请求，其中，所述第二入网请求中包括所述第三多模设备的IPv6地址，第六物理接口的IPv6地址和所述第六物理接口的MAC地址，所述第六物理接口为所述第三多模设备上的物理接口，所述第六物理接口采用的协议类型为所述第二通信协议；

对应关系记录模块705记录第二下行路由对应关系，所述第二下行路由对应关系包括所述第三多模设备的IPv6地址，所述第六物理接口的IPv6地址，所述第六物理接口的MAC地址和所述第二物理接口的对应关系。

所述网络设备70还包括：

第一发送模块，用于用所述第一物理接口701向所述第一父节点设备发送第三入网请求，所述第三入网消息中包括所述第一多模设备的IPv6地址，第一物理接口的IPv6地址和所述第一物理接口的MAC地址，以便所述第一父节点设备记录到所述第一物理接口的第三下行路由对应关系，所述第三下行路由对应关系包括所述第一多模设备的IPv6地址，所述第一物理接口的IPv6地址，所述第一物理接口的MAC地址和所述第三物理接口的对应关系；

所述网络设备还按照预设规则从第一邻居集合中确定所述第一父节点设备；

按照所述预设规则，从第二邻居集合中确定所述第二父节点设备；

所述预设规则包括如下任意一项：

信号强度最大的节点；

信号强度大于第一阈值且RANK值最小的节点；

信号强度大于第一阈值且RANK值小于第二阈值的任意节点。

所述第一接收模块703，还用于从所述第一物理接口上接收第一公告消息，所述第一公告消息中包括第一RANK值，所述第三物理端口的IPv6地址和所述第三物理端口的MAC地址；

所述第二接收模块704，还用于从所述第二物理接口上接收第二公告消息，所述第二公告消息中包括第二RANK值，所述第四物理端口的IPv6地址和所述第四物理端口的MAC地址。

可选地，所述第一发送模块，还用于从第一物理接口701发送第一心跳报文，所述第一心跳消息的源IP地址为第一物理接口701的IPv6地址，目的IPv6地址为第三物理接口的 IPv6地址；所述第一心跳消息的载荷中携带所述第一物理接口701的MAC地址；

可选地，所述第二发送模块，还用于从第二物理接口701发送第二心跳报文，所述第二心跳消息的源IP地址为第二物理接口702的IPv6地址，目的IPv6地址为第四物理接口的 IPv6地址；所述第二心跳消息的载荷中携带所述第二物理接口702的MAC地址。

所述网络设备70还包括：认证加密模块，用于与网关设备进行入网认证和密钥协商。具体地，认证加密模块用于执行图5所示流程中多模设备侧的动作。

上述网络设备70中各个模块未尽之细节可参见图2～6所示方法中描述，此处不再赘述。

参见图8，所述网关设备80，所述网关设备包括第一物理接口801和第二物理接口802；所述网关设备80支持第一通信协议和第二通信协议，所述第一物理接口801采用的协议类型为所述第一通信协议，所述第二物理接口802采用的协议类型为所述第二通信协议；

所述网关设备80还包括：

第一接收模块803，用第一物理接口801接收第一多模设备的第一路由请求报文，所述第一路由请求报文中包括所述第一多模设备的IPv6地址，第三物理接口的IPv6地址和第三物理接口的MAC地址；所述第一多模设备支持第一通信协议和第二通信协议；所述第三物理接口为所述第一多模设备的物理接口；所述第三物理接口采用的协议类型为所述第一通信协议；

第二接收模块804，用于用第二物理接口接收第一多模设备的第二路由请求报文，所述第二路由请求报文中包括所述第一多模设备的IPv6地址，第四物理接口的IPv6地址和第四物理接口的MAC地址；所述第四物理接口为所述第一多模设备的物理接口；所述第四物理接口采用的协议类型为所述第二通信协议；

对应关系记录模块805，用于记录第一下行路由对应关系和第二下行路由对应关系，所述第一下行路由对应关系中包括所述第一多模设备的IPv6地址，所述第三物理接口的IPv6 地址，所述第三物理接口的MAC地址和所述第一物理接口；所述第二下行路由对应关系中包括所述第一多模设备的IPv6地址，所述第四物理接口的IPv6地址，所述第四物理接口的MAC 地址和所述第二物理接口。

所述网关设备80还用于接收目标IP地址为所述第一多模设备的IPv6地址的第一报文，根据所述第一下行路由对应关系将所述第一报文的目的IP地址设置为所述第三物理接口的 IPv6地址，将所述第一报文的目的MAC地址设置为所述第三物理接口的MAC地址，以得到第二报文，并用所述第一物理接口发送所述第二报文；或者，所述网关设备根据所述第二下行路由对应关系将所述第一报文的目的IP地址设置为所述第四物理接口的IPv6地址，将所述第一报文的目的MAC地址设置为所述第四物理接口的MAC地址，以得到第三报文，并用所述第二物理接口发送所述第三报文。

可选地，所述网关设备80还包括：第一发送模块和第二发送模块；

所述第一发送模块，用所述第一物理端口向所述第一多模设备发送第一通知，所述第一通知中包括所述第一物理接口的IPv6地址，所述第一物理接口的MAC地址；

所述第二发送模块，用于用所述第二物理端口向所述第一多模设备发送第二通知，所述第二通知中包括所述第二物理接口的IPv6地址，所述第二物理接口的MAC地址。

所述第一发送模块，还用于用所述第一物理接口801广播发送第一公告消息，所述第一公告消息中包括第一RANK值，所述第一物理接口801的IPv6地址和所述第一物理接口801 的MAC地址；

所述第二发送模块，还用于用所述第二物理接口802广播发送第二公告消息，所述第二公告消息中包括第二RANK值，所述第二物理接口801的IPv6地址和所述第二物理接口801 的MAC地址。

所述网关设备80还包括：认证加密模块，用于对所述多模设备执行入网认证，与所述多模设备协商生成主密钥。具体地，认证加密模块用于执行图5所示流程中所述网关设备侧的动作。

所述网关设备80还用于从第一物理接口801广播第一心跳报文，所述第一心跳报文的源 IP地址为第一物理接口801的IPv6地址，目的IP地址为IPv6广播地址(例如，FF02::1)。所述第一心跳报文中包括该第一物理接口801的MAC地址。

所述网关设备80还用于从第二物理接口802广播第二心跳报文，所述第二心跳报文的源 IP地址为第二物理接口802的IPv6地址，目的IP地址为IPv6广播地址(例如，FF02::1)。所述第二心跳报文中包括该第二物理接口802的MAC地址。

上述网关设备80中各个模块未尽之细节可参见图2～6中描述，此处不再赘述。

参见图9，本申请实施例提供了另一种网络设备90，包括第一物理接口901，第二物理接口902，处理器903和存储器904；所述网络设备90支持第一通信协议和第二通信协议，用于实现第一通信协议和第二通信协议的混合网络。所述第一物理接口901采用的协议类型为所述第一通信协议，例如PLC，所述第二物理接口902采用的协议类型为所述第二通信协议，例如RF；

所述处理器903用于执行如下操作：

用所述第一物理接口901接收第一入网通知报文，所述第一入网通知报文中包括第三物理接口的IPv6地址和所述第三物理接口的媒体访问控制MAC地址；所述第三物理接口为第一父节点设备的物理接口；所述第三物理接口采用的协议类型为所述第一通信协议；

用所述第二物理接口902接收第二入网通知报文，所述第二入网通知报文中包括第四物理接口的IPv6地址和所述第四物理接口的MAC地址，所述第四物理接口为第二父节点设备的物理接口；所述第四物理接口采用的协议类型为所述第二通信协议；

记录第一默认网关对应关系和第二默认网关对应关系，所述第一对应关系包括默认IP路由，所述第三物理接口的IPv6地址，所述第三物理接口的MAC地址和所述第一物理接口901 的对应关系；所述第二对应关系包括默认路由，所述第四物理接口的IPv6地址，所述第四物理接口的MAC地址和所述第二物理接口902的对应关系；

根据所述第一默认网关对应关系将所述第一报文的目的IP地址设置为所述第三物理接口的IPv6地址，将所述第一报文的目的MAC地址设置为所述第三物理接口的MAC地址，以得到第二报文，并用所述第一物理接口901发送所述第二报文；或者，根据所述第二默认网关对应关系将所述第一报文的目的IP地址设置为所述第四物理接口的IPv6地址，将所述第一报文的目的MAC地址设置为所述第四物理接口的MAC地址以得到第三报文，并用所述第二物理接口902发送所述第三报文。

所述存储器904，用于存储所述第一默认网关对应关系和所述第二默认网关对应关系。

可选地，所述处理器903还用于执行如下操作：

用所述第一物理接口901接收第二多模设备的第一入网请求，其中，所述第一入网请求中包括所述第二多模设备的IPv6地址，第五物理接口的IPv6地址和所述第五物理接口的MAC 地址，所述第五物理接口为所述第二多模设备上的物理接口，所述第五物理接口与所述第一物理接口901采用的协议类型为所述第一通信协议；

记录第一下行路由对应关系，所述第一下行路由对应关系包括所述第二多模设备的IPv6 地址，所述第五物理接口的IPv6地址，所述第五物理接口的MAC地址和所述第一物理接口的对应关系。

可选地，所述处理器903还用于执行如下操作：

用所述第二物理接口902接收第三多模设备的第二入网请求，其中，所述第二入网请求中包括所述第三多模设备的IPv6地址，第六物理接口的IPv6地址和所述第六物理接口的MAC 地址，所述第六物理接口为所述第三多模设备上的物理接口，所述第六物理接口采用的协议类型为所述第二通信协议；

记录第二下行路由对应关系，所述第二下行路由对应关系包括所述第三多模设备的IPv6 地址，所述第六物理接口的IPv6地址，所述第六物理接口的MAC地址和所述第二物理接口 902的对应关系。

可选地，所述处理器903还用于执行如下操作：

用所述第一物理接口901向所述第一父节点设备发送第三入网请求，所述第三入网消息中包括所述第一多模设备的IPv6地址，第一物理接口的IPv6地址和所述第一物理接口901 的MAC地址，以便所述第一父节点设备记录到所述第一物理接口的第三下行路由对应关系，所述第三下行路由对应关系包括所述第一多模设备的IPv6地址，所述第一物理接口901的 IPv6地址，所述第一物理接口901的MAC地址和所述第三物理接口的对应关系。

所述处理器903还用于：

按照预设规则从第一邻居集合中确定所述第一父节点设备；

所述预设规则包括如下任意一项：

信号强度最大的节点；

信号强度大于第一阈值且RANK值最小的节点；

信号强度大于第一阈值且RANK值小于第二阈值的任意节点。

所述处理器903还用于：

从所述第一物理接口901上接收第一公告消息，所述第一公告消息中包括第一RANK值，所述第三物理端口的IPv6地址和所述第三物理端口的MAC地址；

从所述第二物理接口902上接收第二公告消息，所述第二公告消息中包括第二RANK值，所述第四物理端口的IPv6地址和所述第四物理端口的MAC地址。

所述处理器903还用于：

与所述网关设备进行入网认证和密钥协商。具体用于执行图5所示流程中多模设备侧的动作。

所述处理器903还用于：从第一物理接口901发送第一心跳报文，所述第一心跳消息的源IP地址为第一物理接口901的IPv6地址，目的IPv6地址为第三物理接口的IPv6地址；所述第一心跳消息的载荷中携带所述第一物理接口901的MAC地址；从第二物理接口901发送第二心跳报文，所述第二心跳消息的源IP地址为第二物理接口902的IPv6地址，目的IPv6 地址为第四物理接口的IPv6地址；所述第二心跳消息的载荷中携带所述第二物理接口902的 MAC地址。

所述处理器903可以是中央处理单元(CPU)，或者网络处理器(CP)，或者CPU和NP的组合。

所述处理器903还可以进一步包括硬件芯片。上述硬件芯片可以是ASIC，PLD或其组合。上述PLD可以是CPLD，FPGA，GAL或其任意组合。

可选地，存储器904还可用于存储计算机程序指令。处理器903执行存储器904中存储的指令，实现如图2～6中网关设备执行的步骤。处理器903和存储器904之间可以通过总线完成相互间的通信。

存储器904可以包括易失性存储器，例如RAM；存储器也可以包括非易失性存储器，例如快闪存储器，HDD或SSD；存储器904还可以包括上述种类的存储器的组合。

上述网络设备90中各个模块未尽之细节可参见图2，图4和图5所示方法中描述，此处不再赘述。

参见图10，本申请实施例提供了另一种网关设备100，包括第一物理接口1001，第二物理接口1002，处理器1003和存储器1004；所述网关设备100支持第一通信协议和第二通信协议，所述第一物理接口1001采用的协议类型为所述第一通信协议，所述第二物理接口1002 采用的协议类型为所述第二通信协议；例如所述第一物理接口1001为PLC接口，所述三物理接口1002为RF接口。

所述处理器1003用于执行如下操作：

用第一物理接口接收第一多模设备的第一路由请求报文，所述第一路由请求报文中包括所述第一多模设备的IPv6地址，第三物理接口的IPv6地址和第三物理接口的媒体访问控制 MAC地址；所述第三物理接口为所述第一多模设备的物理接口；所述第三物理接口采用的协议类型为所述第一通信协议；

用第二物理接口接收第一多模设备的第二路由请求报文，所述第二路由请求报文中包括所述第一多模设备的IPv6地址，第四物理接口的IPv6地址和第四物理接口的MAC地址；所述第四物理接口为所述第一多模设备的物理接口；所述第四物理接口采用的协议类型为所述第二通信协议；

所述网关设备记录第一下行路由对应关系和第二下行路由对应关系，所述第一下行路由对应关系中包括所述第一多模设备的IPv6地址，所述第三物理接口的IPv6地址，所述第三物理接口的MAC地址和所述第一物理接口；所述第二下行路由对应关系中包括所述第一多模设备的IPv6地址，所述第四物理接口的IPv6地址，所述第四物理接口的MAC地址和所述第二物理接口。

所述处理器1003还可用于执行如下操作：

接收目标IP地址为所述第一多模设备的IPv6地址的第一报文，根据所述第一下行路由对应关系将所述第一报文的目的IP地址设置为所述第三物理接口的IPv6地址，将所述第一报文的目的MAC地址设置为所述第三物理接口的MAC地址，以得到第二报文，并用所述第一物理接口发送所述第二报文；或者，所述网关设备根据所述第二下行路由对应关系将所述第一报文的目的IP地址设置为所述第四物理接口的IPv6地址，将所述第一报文的目的MAC地址设置为所述第四物理接口的MAC地址，以得到第三报文，并用所述第二物理接口发送所述第三报文。

所述处理器1003还可用于执行如下操作：

用所述第一物理端口向所述第一多模设备发送第一通知，所述第一通知中包括所述第一物理接口的IPv6地址，所述第一物理接口的MAC地址；

用所述第二物理端口向所述第一多模设备发送第二通知，所述第二通知中包括所述第二物理接口的IPv6地址，所述第二物理接口的MAC地址。

所述处理器1003还可以用于执行如下操作：

用所述第一物理接口广播发送第一公告消息，所述第一公告消息中包括第一RANK值，所述第一物理接口的IPv6地址和所述第一物理接口的MAC地址；

所述网关设备用所述第二物理接口广播发送第二公告消息，所述第二公告消息中包括第二RANK值，所述第二物理接口的IPv6地址和所述第二物理接口的MAC地址。

存储器1004用于存储第一下行路由对应关系和第二下行路由对应关系。

可选地，所述处理器1003还用于执行：

按照预设规则从邻居集合中确定父节点；

所述预设规则包括如下任意一项：

信号强度最大的节点；

信号强度大于第一阈值且RANK值最小的节点；

信号强度大于第一阈值且RANK值小于第二阈值的任意节点。

所述处理器1003还用于对所述多模设备执行入网认证，与所述多模设备协商生成主密钥。具体地，所述处理器1003用于执行图5所示流程中所述网关设备侧的动作。

所述处理器1003可以是中央处理单元(CPU)，或者网络处理器(CP)，或者CPU和NP的组合。所述处理器1003

所述处理器1003还可以进一步包括硬件芯片。上述硬件芯片可以是ASIC，PLD或其组合。上述PLD可以是CPLD，FPGA，GAL或其任意组合。

可选地，存储器1004还可用于存储计算机程序指令。处理器1003执行存储器1004中存储的指令，实现如图2，图4和图5中网关设备执行的步骤。处理器1103和存储器1104之间可以通过总线完成相互间的通信。

存储器1004可以包括易失性存储器，例如RAM；存储器也可以包括非易失性存储器，例如快闪存储器，HDD或SSD；存储器1202还可以包括上述种类的存储器的组合。

上述网关设备100中未尽之细节可参见图2～6所示方法中描述，此处不再赘述。

本申请实施例提供了一种通信系统，用于实现混合网络，该通信系统包括如图7或图9 所示的网关设备，还包括如图8或图10所示的网络设备。

本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有指令，当所述指令在计算机上运行时，使得所述计算机执行上述混合网络的通信方法中网关设备执行的步骤。

本申请实施例还提供一种包括指令的计算机程序产品，当计算机运行所述计算机程序产品的所述指时，所述计算机执行上述混合网络的通信方法中网关设备执行的步骤。

本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有指令，当所述指令在计算机上运行时，使得所述计算机执行上述混合网络的通信方法中网络设备(多模设备)执行的步骤。

本申请实施例还提供一种包括指令的计算机程序产品，当计算机运行所述计算机程序产品的所述指时，所述计算机执行上述混合网络的通信方法中网络设备(多模设备)执行的步骤。

本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有指令，当所述指令在计算机上运行时，使得所述计算机执行上述方法实施例的用于混合组网的入网方法中代理协调设备执行的步骤。

本申请实施例还提供一种包括指令的计算机程序产品，其特征在于，当计算机运行所述计算机程序产品的所述指时，所述计算机执行上述方法实施例的用于混合组网的入网方法中代理协调设备执行的步骤。

本申请实施例还提供一种计算机芯片，该计算机芯片使得计算机执行上述方法实施例的用于混合组网的入网方法中代理协调设备执行的步骤。

本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有指令，当所述指令在计算机上运行时，使得所述计算机执行上述方法实施例的用于混合组网的入网方法中站点设备执行的步骤。

本申请实施例还提供一种包括指令的计算机程序产品，其特征在于，当计算机运行所述计算机程序产品的所述指时，所述计算机执行上述方法实施例的用于混合组网的入网方法中站点设备执行的步骤。

本申请实施例还提供一种计算机芯片，该计算机芯片使得计算机执行上述方法实施例的用于混合组网的入网方法中站点设备执行的步骤。

本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有指令，当所述指令在计算机上运行时，使得所述计算机执行上述方法实施例的用于混合组网的入网方法中中央协调设备执行的步骤。

本申请实施例还提供一种包括指令的计算机程序产品，其特征在于，当计算机运行所述计算机程序产品的所述指时，所述计算机执行上述方法实施例的用于混合组网的入网方法中中央协调设备执行的步骤。

本申请实施例还提供一种计算机芯片，该计算机芯片使得计算机执行上述方法实施例的用于混合组网的入网方法中中央协调设备执行的步骤。

本申请实施例提供给的设备，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机指令时，全部或部分地产生按照本申请实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(Digital Subscriber Line，DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，高密度数字视频光盘(Digital Video Disc，DVD))、或者半导体介质(例如，SSD)等。

应理解，本文中涉及的第一、第二以及各种数字编号仅为描述方便进行的区分，并不用来限制本申请的范围。

应理解，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

应理解，在本申请实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请实施例中所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

以上所述仅为本申请一个实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims

1.一种混合网络的通信方法，其特征在于，包括：

所述第一多模设备记录第一默认网关对应关系和第二默认网关对应关系，所述第一默认网关对应关系包括默认IP地址，所述第二物理接口的IPv6地址，所述第二物理接口的MAC地址和所述第一物理接口的对应关系；所述第二对应关系包括默认IP地址，所述第四物理接口的IPv6地址，所述第四物理接口的MAC地址和所述第三物理接口的对应关系；

所述第一多模设备根据所述第一默认网关对应关系将第一报文的目的IP地址设置为所述第二物理接口的IPv6地址，将所述第一报文的目的MAC地址设置为所述第二物理接口的MAC地址，以得到第二报文，并用所述第一物理接口发送所述第二报文；或者，根据所述第二默认网关对应关系将所述第一报文的目的IP地址设置为所述第四物理接口的IPv6地址，将所述第一报文的目的MAC地址设置为所述第四物理接口的MAC地址以得到第三报文，并用所述第三物理接口发送所述第三报文。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

所述第一多模设备用所述第一物理接口接收第二多模设备的第一入网请求，其中，所述第一入网请求中包括所述第二多模设备的IPv6地址，第五物理接口的IPv6地址和所述第五物理接口的MAC地址，所述第五物理接口为所述第二多模设备上的物理接口，所述第五物理接口与所述第一物理接口采用的协议类型为所述第一通信协议；

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，还包括：

4.如权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，还包括：

所述第一多模设备用所述第一物理接口向所述第一父节点设备发送第三入网请求，所述第三入网消息中包括所述第一多模设备的IPv6地址，第一物理接口的IPv6地址和所述第一物理接口的MAC地址，以便所述第一父节点设备记录到所述第一物理接口的第三下行路由对应关系，所述第三下行路由对应关系包括所述第一多模设备的IPv6地址，所述第一物理接口的IPv6地址，所述第一物理接口的MAC地址和所述第二物理接口的对应关系；

5.如权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，还包括：

所述第一多模设备按照预设规则从第一邻居集合中确定所述第一父节点设备；

所述预设规则包括如下任意一项：

信号强度最大的节点；

信号强度大于第一阈值且RANK值最小的节点；

信号强度大于第一阈值且RANK值小于第二阈值的任意节点。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，还包括；

所述第一多模设备从所述第一物理接口上接收第一公告消息，所述第一公告消息中包括第一RANK值，所述第二物理接口的IPv6地址和所述第二接口端口的MAC地址；所述第一RANK值用于指示所述第一物理接口到所述网关设备的路径代价；

所述第一多模设备从所述第三物理接口上接收第二公告消息，所述第二公告消息中包括第二RANK值，所述第四物理接口的IPv6地址和所述第四物理接口的MAC地址，所述第一RANK值用于指示所述第三物理接口到所述网关设备的路径代价。

7.一种混合网络的通信方法，其特征在于，包括：

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述网关设备根据所述第一下行路由或所述第二下行路由与所述第一多模设备通信包括：

9.如权利要求7或8所述的方法，其特征在于，还包括；

所述网关设备用所述第一物理接口向所述第一多模设备发送第一通知，所述第一通知中包括所述第一物理接口的IPv6地址和所述第一物理接口的MAC地址；

10.如权利要求7-9任一项所述的方法，其特征在于，还包括；

所述网关设备用所述第一物理接口广播发送第一公告消息，所述第一公告消息中包括第一RANK值，所述第一物理接口的IPv6地址和所述第一物理接口的MAC地址；

11.如权利要求7-10任一项所述的方法，其特征在于，还包括：

所述网关设备与所述第一多模设备进行入网认证和密钥协商。

12.一种用于混合网络的网络设备，其特征在于，所述网络设备支持第一通信协议和第二通信协议，所述网络设备包括第一物理接口和第二物理接口，所述第一物理接口采用的协议类型为所述第一通信协议，所述第二物理接口采用的协议类型为所述第二通信协议；所述网络设备用于：

用所述第一物理接口接收第一入网通知报文，所述第一入网通知报文中包括第三物理接口的网际协议版本6IPv6地址和所述第三物理接口的媒体访问控制MAC地址；所述第三物理接口为第一父节点设备的物理接口；所述第三物理接口采用的协议类型为所述第一通信协议；

用所述第二物理接口接收第二入网通知报文，所述第二入网通知报文中包括第四物理接口的IPv6地址和所述第四物理接口的MAC地址，所述第四物理接口为第二父节点设备的物理接口；所述第四物理接口采用的协议类型为所述第二通信协议；

记录第一默认网关对应关系和第二默认网关对应关系，所述第一对应关系包括默认IP路由，所述第三物理接口的IPv6地址，所述第三物理接口的MAC地址和所述第一物理接口的对应关系；所述第二对应关系包括默认路由，所述第四物理接口的IPv6地址，所述第四物理接口的MAC地址和所述第二物理接口的对应关系；

根据所述第一默认网关对应关系将所述第一报文的目的IP地址设置为所述第三物理接口的IPv6地址，将所述第一报文的目的MAC地址设置为所述第三物理接口的MAC地址，以得到第二报文，并用所述第一物理接口发送所述第二报文；或者，根据所述第二默认网关对应关系将所述第一报文的目的IP地址设置为所述第四物理接口的IPv6地址，将所述第一报文的目的MAC地址设置为所述第四物理接口的MAC地址以得到第三报文，并用所述第二物理接口发送所述第三报文。

13.如权利要求12所述的网络设备，其特征在于，所述网络设备还用于：

用所述第一物理接口接收第二多模设备的第一入网请求，其中，所述第一入网请求中包括所述第二多模设备的IPv6地址，第五物理接口的IPv6地址和所述第五物理接口的MAC地址，所述第五物理接口为所述第二多模设备上的物理接口，所述第五物理接口与所述第一物理接口采用的协议类型为所述第一通信协议；

记录第一下行路由对应关系，所述第一下行路由对应关系包括所述第二多模设备的IPv6地址，所述第五物理接口的IPv6地址，所述第五物理接口的MAC地址和所述第一物理接口的对应关系。

14.如权利要求12或13所述的网络设备，其特征在于，所述网络设备还用于：

用所述第二物理接口接收第三多模设备的第二入网请求，其中，所述第二入网请求中包括所述第三多模设备的IPv6地址，第六物理接口的IPv6地址和所述第六物理接口的MAC地址，所述第六物理接口为所述第三多模设备上的物理接口，所述第六物理接口采用的协议类型为所述第二通信协议；

记录第二下行路由对应关系，所述第二下行路由对应关系包括所述第三多模设备的IPv6地址，所述第六物理接口的IPv6地址，所述第六物理接口的MAC地址和所述第二物理接口的对应关系。

15.如权利要求12-14任一项所述的网络设备，其特征在于，所述网络设备还用于：

用所述第一物理接口向所述第一父节点设备发送第三入网请求，所述第三入网消息中包括所述第一多模设备的IPv6地址，第一物理接口的IPv6地址和所述第一物理接口的MAC地址，以便所述第一父节点设备记录到所述第一物理接口的第三下行路由对应关系，所述第三下行路由对应关系包括所述第一多模设备的IPv6地址，所述第一物理接口的IPv6地址，所述第一物理接口的MAC地址和所述第三物理接口的对应关系。

16.如权利要求12-15任一项所述的网络设备，其特征在于，所述网络设备还用于：

按照预设规则从第一邻居集合中确定所述第一父节点设备；

所述预设规则包括如下任意一项：

信号强度最大的节点；

信号强度大于第一阈值且RANK值最小的节点；

信号强度大于第一阈值且RANK值小于第二阈值的任意节点。

17.如权利要求16所述的网络设备，其特征在于，所述网络设备还用于；

从所述第一物理接口上接收第一公告消息，所述第一公告消息中包括第一RANK值，所述第三物理端口的IPv6地址和所述第三物理端口的MAC地址；

从所述第二物理接口上接收第二公告消息，所述第二公告消息中包括第二RANK值，所述第四物理端口的IPv6地址和所述第四物理端口的MAC地址。

18.一种混合网络的网关设备，其特征在于，包括第一物理接口和第二物理接口，所述第一物理接口采用的协议类型为第一通信协议，所述第二物理接口采用的协议类型为第二通信协议；

所述网关设备用于：

用第一物理接口接收第一多模设备的第一路由请求报文，所述第一路由请求报文中包括所述第一多模设备的网际协议版本6IPv6地址，第三物理接口的IPv6地址和第三物理接口的媒体访问控制MAC地址；所述第一多模设备支持第一通信协议和第二通信协议；所述第三物理接口为所述第一多模设备的物理接口；所述第三物理接口采用的协议类型为所述第一通信协议；

19.如权利要求18所述的网关设备，其特征在于，所述网关设备还用于：

20.如权利要求18或19所述的网关设备，其特征在于，所述网关设备还用于；

21.如权利要求18-20任一项所述的网关设备，其特征在于，所述网关设备还用于；

22.如权利要求18-21任一项所述的网关设备，其特征在于，所述网关设备还用于：

按照预设规则从邻居集合中确定父节点；

所述预设规则包括如下任意一项：

信号强度最大的节点；

信号强度大于第一阈值且RANK值最小的节点；

信号强度大于第一阈值且RANK值小于第二阈值的任意节点。

23.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当所述指令在处理器上运行时，使得所述处理器执行如权利要求1至6任一项所述的方法。

24.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当所述指令在处理器上运行时，使得所述处理器执行如权利要求7至11任一项所述的方法。