CN113261261A - Iot网络中的优先化的低功率邻近节点发现 - Google Patents

Abstract

本公开涉及网络中的邻近节点发现。例如，邻近节点发现方法包括在第一节点处接收邻居请求消息。该邻居请求消息包括第二节点是低功率设备的指示和第一调度响应时间。该方法还包括由第一节点在调度响应时间处传输第一邻居通告消息。第一邻居通告消息包括第一节点的邻居高速缓存中的不可用性的指示和第二调度响应时间。此外，该方法包括从邻居高速缓存移除一个或多个节点，以及在第二调度响应时间处在第一节点处从第二节点接收指示邻居高速缓存中的可用性的第二邻居请求消息。另外，该方法包括链接第一节点和第二节点。

Description

IOT网络中的优先化的低功率邻近节点发现

技术领域

本公开一般涉及用于网络中的邻近节点发现的过程。更特别地，本公开涉及使用邻居请求（solicitation）和邻居通告来发现可能成为潜在父节点和子节点链接的邻近节点，同时限制用于这种发现过程的带宽消耗。

背景技术

联网系统，诸如物联网（IoT）设备，诸如智能电力、燃气和水表以及其他智能电子设备，能够彼此互连以用于设备间通信，并且能够与互联网或其他网络互连。例如，IoT系统提供了IoT设备彼此通信地耦合并交换数据的能力。IoT系统可包括直接地或通过父节点的附加层间接地连接到网络（例如，互联网或内联网）的父节点的集合。IoT系统还可包括与父节点或其他子节点链接来在形成IoT系统的节点链上向上和向下交换数据的子节点的集合。

IoT系统中的邻近节点发现出现某些问题。例如，在跨IoT系统的邻居发现期间交换大量消息，这可能压跨IoT系统的通信带宽。另外，跟上邻居发现消息可能导致低功率设备频繁唤醒，这可能过早地耗尽低功率设备的电源。此外，跨IoT系统的通信的有损性质可能导致消息的过度重传，这进一步过度消耗了IoT系统的通信带宽。因此，邻居发现中的通信带宽的过度消耗可能减少或阻塞数据传输的可用带宽，增加网络中的时延，并且限制低功率设备的电源的寿命。

发明内容

公开了用于邻近节点发现的装置和过程的方面和示例。例如，邻近节点发现方法包括在第一节点处接收第一邻居请求消息。第一邻居请求消息包括第二节点是低功率设备的第一指示和第一调度响应时间。该方法还包括由第一节点在第一调度响应时间处传输第一邻居通告消息。第一邻居通告消息包括第一节点的邻居高速缓存中的不可用性的第二指示和第二调度响应时间。此外，该方法包括从邻居高速缓存移除一个或多个节点。另外，该方法包括在第二调度响应时间处由第一节点从第二节点接收第二邻居请求消息，并且链接第一节点与第二节点。

在另一个示例中，网络的节点包括执行计算机可读指令的处理器。该节点还包括存储计算机可读指令的存储器，当由处理器执行该计算机可读指令时，使得处理器执行操作。由处理器执行的操作包括从附加节点接收包括第一调度响应时间的第一邻居请求消息。另外，操作包括在第一调度响应时间处向附加节点传输第一邻居通告消息，以及建立与附加节点的链接。

在附加示例中，节点包括执行计算机可读指令的处理器，以及存储计算机可读指令的存储器，当由处理器执行时，计算机可读指令使处理器执行操作。由处理器执行的操作包括建立与潜在父节点的链接。另外，操作包括从潜在父节点接收指示潜在父节点的状态改变的非请求的邻居通告消息。此外，操作包括更新存储在存储器中的邻居高速缓存以对潜在父节点的状态改变寻址（address）。

提及这些说明性方面和特征不是限制或限定目前描述的主题，而是提供示例以帮助理解本申请中描述的概念。在审阅整个申请之后，当前所描述的主题的其他方面、优势及特征将变得清楚。

附图说明

当参考附图阅读以下详细描述时，更好地理解本公开的这些和其他特征、方面和优势。

图1是示出了根据一个或多个示例的物联网（IoT）系统的示例的框图。

图2是根据一个或多个示例的用于IoT系统中的邻近节点发现的过程的示例。

图3是根据一个或多个示例的邻居通告消息的目标地址选项格式的示例。

图4是根据一个或多个示例的邻居通告消息或邻居请求消息的节点状态选项格式的示例。

图5是根据一个或多个示例的邻居通告消息或邻居请求消息的设备能力选项格式的示例。

图6是根据一个或多个示例的邻居通告消息或邻居请求消息的调度时间选项格式的示例。

图7是根据一个或多个示例的用于跨链接节点传送IP地址改变的过程的示例。

图8是根据一个或多个示例的用于当父节点的邻居高速缓存是满的时在节点之间建立链接的过程的示例。

图9是根据一个或多个示例的用于当父节点的邻居高速缓存是满的时移除节点之间的链接的过程的示例。

具体实施方式

提供了用于网络中的邻近节点发现的系统和方法。例如，在物联网（IoT）系统内，节点是IoT系统中能够向其他节点或集中式网络（例如，互联网或内联网）传输数据并从其接收数据的任何点。为了提供节点与集中式网络之间的正确路由，IoT系统提供基于互联网协议（IP）的基础设施，该基础设施通过依赖于与每个节点相关联的唯一标识符（例如，唯一IP地址）来在节点之间传输数据。

对于耦合到IoT系统的新节点，新节点中的每一个可标识具有从新节点接收数据并向新节点提供数据的可用能力的邻近节点。标识可以是潜在父节点的邻近节点在本文中可以被称为邻居发现操作。本公开中描述的技术可以减少由邻居发现操作导致的通信带宽消耗，并且提供高效地生成IoT系统内的节点之间的可靠通信链接的机制。因此，本文描述的某些实现提供了向IoT系统提供邻居发现操作中的数据带宽的减少的消耗的具体过程。

图1是示出了物联网（IoT）系统100的示例的框图。IoT系统100为智能设备（例如，包括通信技术的资源消耗仪表、车辆、家用电器等）提供网络基础设施以跨节点（即，智能设备）的网络、互联网和/或内联网通信。在IoT系统100创建智能公用事业仪表的网状网络的示例中，IoT系统100包括头端102，其可以用作从网络104接收数据流的中央处理系统。网络104可以是互联网、内联网或任何其他数据通信网络。根节点106和子节点108和109收集与节点106、108和109相关联的数据，并且根节点106将所收集的数据传输到网络104并最终传输到头端102。根节点106可以是个域网（PAN）协调器、互联网网关或能够连接到网络104的任何其他设备。

由于与位于根节点106a和106b下面的节点层（例如，层一）处的子节点108的数据链接，根节点106a和106b通常可以被称为父节点。例如，根节点106a和106b被示为直接与网络104通信。由于根节点106a和106b与网络104之间的直接通信，从子节点108提供的数据经过较少的节点以到达网络104和头端102。

与子节点109链接的子节点108也可以被称为父节点，因为子节点108位于IoT系统100中的网络的层一处，而子节点109位于IoT系统100的层二处。例如，来自子节点109的数据可以在数据到达网络104和头端102之前经过子节点108和根节点106，而来自子节点108的数据在到达网络104和头端102之前仅经过根节点106。虽然在图1中仅示出了根层（即，根节点106）、层一（即，子节点108）和层二（即，子节点109），但是IoT系统100中也可以包括更多或更少的层。此外，虽然图1描绘了特定的网络拓扑（例如，DODAG树），但是其他网络拓扑也是可能的（例如，环形拓扑、网状拓扑、星形拓扑等）。

如上所述，比根节点106a和106b从网络104更远移除的其他节点也可以是合适的父节点。例如，具有作为节点的电源的干线电源（mains powers）的节点可以使父节点比电池供电的节点（例如，低功率设备）更可靠。因此，当子节点108或109被委派有选择与网络104直接通信的电池供电节点和作为从与网络104或与根节点106的直接通信移除的节点层或更多的节点层的干线电源节点之间的父节点的任务时，子节点108或109可以选择干线电源节点作为父节点。该选择可以基于为子节点提供恒定通信路径的干线电源节点，而电池供电的节点可以定期进入睡眠模式以节省电池电力。

在示例中，当前未与邻近节点链接的低功率设备110或任何其他节点108或109可以执行邻居发现操作以标识适合于低功率设备110或其他节点108或109的通信策略的相邻或潜在父节点。虽然下面关于低功率设备110来描述邻居发现操作，但是任何节点108或109都可以以类似的方式来执行邻居发现操作。在邻居发现操作中，低功率设备110向低功率设备110的通信范围内的节点106a、106b、108和109中的任何节点传输邻居请求消息。在示例中，低功率设备110使用射频（RF）发射机、RF收发机或任何其他通信设备来传输邻居请求消息。

接收邻居请求消息的节点106a、106b、108和109可以将邻居通告消息传输回低功率设备110，指示与新的邻居节点链接的可用性状态以及节点106a、106b、108或109的其他特性，这些特性可以帮助低功率设备110决定哪个节点是可用于建立链接的最佳候选。例如，节点106a、106b、108和109可以传输节点106a、106b、108和109是干线供电还是电池供电的指示。另外，节点106a、106b、108和109可以传输其他指示，包括节点能力、目标地址信息、节点状态信息和时间调度信息。

基于邻居通告消息中的从节点106a、106b、108和109接收到的信息，低功率设备110可以在节点106a、106b、108和109之间选择用于双向节点数据链接。作为示例，根节点106b可在邻居通告消息中提供根节点106b是从网络104移除的一个节点层的指示，并且邻居通告消息可指示根节点106b具有已经与根节点106b链接的单个子节点108。当将来自根节点106b的邻居通告消息与来自根节点106a以及子节点108和109的邻居通告消息进行比较时，根节点106b与网络104的接近度以及根节点106b与比根节点106a更少的子节点108链接的指示都可以影响根节点106b与低功率设备110之间的双向数据链接的创建。其他考虑也可能影响低功率设备110对父节点的选择。

图2是用于IoT系统100中的邻近节点发现的过程200的示例。在框202处，过程200涉及节点106、108或109从相邻设备接收邻居请求消息。邻居请求消息可以包括对调度响应时间的请求。在一个或多个示例中，相邻设备可以是图1中描绘的低功率设备110，诸如具有电池电源的公用事业仪表。在这样的示例中，低功率设备110可能频繁地进入和退出睡眠模式以节省能量。因此，调度响应时间可以向节点106、108或109提供何时低供电设备110将可用于接收对低供电设备110的邻居请求消息的响应的指示。

在框204处，过程200涉及基于邻居请求消息来确定相邻设备的优先级水平。作为示例，由节点106、108或109接收的邻居请求消息可以提供相邻设备的设备能力的指示。设备能力可以包括功率能力、资源能力、优先化要求、设备吞吐量能力等。在这样的示例中，节点106、108或109可以使用设备能力信息来确定节点106、108或109将如何响应邻居请求消息。此外，在节点106、108或109接收到若干节点请求消息的示例中，节点106、108或109可以对传输节点请求消息的相邻设备优先化。例如，节点106、108或109可以将低功率设备110的优先级提升到在与低功率设备110相同的时间窗口内向节点106、108或109传输节点请求消息的干线电源节点之上的优先级水平。因此，节点106、108或109可以基于不同的优先级水平向低功率设备110和干线电源节点发送不同的节点通告消息，或者可以在响应干线电源节点之前响应低功率设备。

在框206处，过程200涉及将邻居通告消息传输到相邻设备。节点106、108或109可在邻居请求消息中指示的调度时间期间将邻居通告消息传输到相邻设备。在示例中，邻居通告消息可以包括指示关于节点106、108或109的各种状态、条件或错误的节点状态。相邻设备可以使用节点状态信息来确定相邻设备将建立与节点106、108或109的链接还是寻找要与之耦合的替代节点。

邻居通告消息还可以包括节点106、108或109的目标地址。目标地址通知相邻设备关于节点106、108或109可具有每个链接层地址的多个IPv6地址。此外，邻居通告消息可以包括设备能力，诸如功率能力、资源能力、优先化等。在节点106、108或109是低功率设备（例如，电池供电的仪表）的示例中，邻居通告消息还可以包括相邻设备接收下一调度的邻居通告消息或任何其他调度的数据消息的调度时间。在本公开的范围内还设想了关于邻居通告消息的其他信息。

当在节点106、108、109和110之间进行通信以标识可能适合于双向数据链接的邻居设备时，可以在邻居通告消息和邻居请求消息中提供各种信息以帮助建立数据链接。此外，可以请求邻居通告消息（例如，响应于来自另一节点的邻居请求消息），或者邻居通告消息可以是未经请求的（例如，不响应于邻居请求或邻居通告消息）。作为示例，图3-6包括可用于在节点106、108、109和110之间通信的数据格式选项。图3-6的数据格式选项中提供的信息可以帮助节点106、108、109或110标识适合于可靠的双向通信的父节点。

图3是邻居通告消息中的目标地址选项300的格式的示例。目标地址选项300向邻居通告消息提供关于节点的每个链接层地址所包括的多个IPv6地址的信息。目标地址选项300可以包括类型指示302，其提供了随后的选项类型的8位标识符。在目标地址选项300中，类型指示302指示选项类型是目标地址选项。

在建立选项类型之后，目标地址选项300包括长度标识符304。长度标识符304可以包括8位无符号整数，其包括关于目标地址选项300的数据长度的信息，包含类型指示302和长度标识符304。长度标识符304的值可以以八位字节为单位来提供，并且值0是无效的。例如，指示类型指示302和长度标识符304的存在的至少两个八位字节的指示可以由长度标识符304来提供。

链接层地址指示306的数量也可以形成目标地址选项300的一部分。链接层地址指示306的数量可以包括8位无符号数，其包含关于可以在传输邻居通告消息的节点106、108或109内可用的多个链接层地址的信息。典型的节点106、108或109通常可以提供可用的链接层地址的数量是一的指示。然而，也可以设想其他数量的可用链接层地址。

一个或多个保留字段308可以被包括在一些数据行的末尾处。一个或多个保留字段308在长度上是可变的，并且向数据行提供填充（padding），使得目标地址选项300的最终结构是32位对齐的。也就是说，目标地址选项300包括整个目标地址选项300的每个数据行上的32位数据。

第一目标介质访问控制（MAC）地址310可作为目标地址选项300的部分而被包括。第一目标MAC地址310是传输邻居通告消息的节点106、108或109的第一目标MAC地址的8字节值。由于第一目标MAC地址310的大小是64位（即8字节），所以第一目标MAC地址310可以通过两个32位数据行在目标地址选项300中提供。

在目标地址选项300中可以包括IPv6接口的数量的指示312，以指示在第一目标MAC地址310中存在多少IPv6接口。指示312是8位无符号数。8位无符号数包含可用于第一目标MAC地址310的IPv6接口的数量。在第一目标MAC地址310中可用的IPv6接口中的每一个可由目标IPv6地址314来标识。目标IPv6地址314中的每个可包括16字节。因此，目标IPv6地址314的数据大小可基于可用于第一目标MAC地址310的目标IPv6接口的数量的指示312来缩放（scale）。

在目标地址选项300中提供目标IPv6地址314之后，变量字段316可提供关于附加目标MAC地址的附加信息。例如，当链接层地址的数量306指示节点106、108或109包括多于一个链接层地址时，变量字段316可以输出与附加目标MAC地址相关的信息。此外，变量字段316还可指示使用与第一目标MAC地址310类似的格式的、与附加目标MAC地址相关联的目标IPv6地址。例如，变量字段316可包括指示IPv6接口的数量和与IPv6接口相关联的目标IPv6地址的字段。

包括在请求或非请求的邻居通告消息中的链接层地址的数量指示306、目标MAC地址310、IPv6接口的数量的指示312和目标IPv6地址314使能从一个节点到另一节点的信息的高效传输。此外，包括在单个邻居通告消息中的目标地址选项300在更新邻居高速缓存条目时减少了通信带宽混乱（clutter）。此外，邻居通告消息中的目标地址选项300通过将所有信息包括在单独的通告消息中来增加接收节点接收与目标地址选项300相关联的所有信息的可能性。

图4是邻居通告消息或邻居请求消息的节点状态选项400的格式的示例。当标识跨节点106、108、109和110的潜在数据链接时，针对节点106、108、109和110提供节点的状态指示可能是有益的。因此，邻居通告消息和/或邻居请求消息可以包括节点状态选项400。

节点状态选项400可以包括类型指示402，其提供了随后的选项类型的8位标识符。在节点状态选项400中，类型指示402指示选项类型是节点状态选项。节点状态选项400还包括长度标识符404。长度标识符404可以包括8位无符号整数，其包括关于节点状态选项400的数据长度的信息，包括类型指示402和长度标识符404。长度标识符404的值可以以八位字节为单位来提供，并且值0是无效的。例如，除了与节点状态指示符406相关联的任何八位字节之外，指示类型指示402（第一八位字节）和长度标识符404（第二八位字节）的存在的至少两个八位字节的指示可以在长度标识符404中指示。

节点状态指示符406可以包括指示节点106、108、109和/或110的状态的16位无符号数。在示例中，节点状态指示符406可以提供表示节点状态的数据代码。在这样的示例中，值0可以指示成功状态，值1可以指示没有IP层连接性，值2可以指示邻居高速缓存是满的，值3可以指示邻居高速缓存条目被删除，并且值4可以指示暂定（tentative）高速缓存条目。在本公开的范围内，还设想了与节点106、108、109和110的状态相关联的其他状态和代码。

在一个或多个示例中，节点状态指示符可以帮助低功率设备110确定低功率设备110是否应当在接收到包括节点状态选项400的邻居通告消息之后寻求不同的潜在父节点。例如，如果节点状态指示符406指示潜在父节点的邻居高速缓存是满的，则低功率设备110可以寻求不同的父节点以避免信息的单向流（例如，从低功率设备110到根节点106而不是从根节点106到低功率设备110的数据流）。另外，指示邻居高速缓存条目删除或暂定高速缓存条目的节点状态指示符406可提示低功率设备110或其他节点108或109追求（pursue）其他潜在父节点选项。另外，节点状态指示符406可以提供在节点106、108或109处的邻居链接的数量的指示。此外，节点状态指示符406可以提供可用于节点106、108或109的邻居链接的最大数量的指示。

作为示例，指示暂定高速缓存条目的节点状态指示符406可向低功率设备110或其他子节点108或109提供低功率设备110或其他子节点108或109可与根节点106或任何其他节点108或109建立暂定链接的指示。取决于哪个节点高速缓存条目，暂定高速缓存条目可以在根节点106或诸如节点108或109之类的任何其他节点的邻居高速缓存内保留的暂定高速缓存位置。暂定高速缓存位置可向根节点106提供暂定与子节点108或109或低功率设备110链接的能力，而子节点108或109或低功率设备110在邻居高速缓存的非暂定部分中找到具有更多可用空间的父节点。因此，暂定高速缓存位置可作为为低功率设备110保留的高速缓存位置来操作。例如，根节点106可在被请求时保持暂定高速缓存位置可用于暂定地与低功率设备110链接。在这种示例中，低功率设备110或其他子节点108或109与根节点106之间的暂定链接不是永久的，并且根节点106可以最终移除低功率设备110或其他子节点108或109与根节点106之间的暂定链接。通过用节点状态指示符406指示暂定链接的性质，低功率设备110或其他子节点108或109能够在追求更永久的链接中标识不同的潜在父节点。

此外，当在低功率设备110与根节点106或其他节点108或109之间已经建立链接时，低功率设备110可以通过与不同的相邻或潜在父节点建立新的链接来寻址没有IP层连接性的节点状态指示符。在建立新的链接中，低功率设备110可以从低功率设备110的邻居高速缓存移除关于原始根节点106的信息，并且利用关于新的相邻或潜在父节点的信息来更新低功率设备110的邻居高速缓存。

用于为低功率设备110找到新父节点的过程可以跟踪以上关于图2描述的过程200。例如，低功率设备110在了解到与根节点106的通信由于任何原因而受到损害时，可以向其他潜在父节点的组传输节点请求消息。其他潜在父节点可提供被请求的邻居通告消息，其详述潜在父节点的能力和状态。低功率设备110可以与低功率设备110确定为低功率设备110提供最佳通信能力（例如，干线电源节点、自根节点106的多个层、邻居高速缓存可用性等）的潜在父节点之一链接。

图5是邻居通告消息或邻居请求消息的设备能力选项500的格式的示例。当标识跨节点106、108、109和110的潜在数据链接时，针对节点106、108、109和110提供节点106、108、109和110的设备能力可能是有益的。因此，邻居通告消息和/或邻居请求消息可以包括设备能力选项500。

设备能力选项500可包括提供随后的选项类型的8位标识符的类型指示502。在设备能力选项500中，类型指示502指示选项类型是设备能力选项。设备能力选项500还包括长度标识符504。长度标识符504可包括8位无符号整数，其包括了关于设备能力选项500的数据长度的信息，包括类型指示502和长度标识符504。长度标识符504的值可以以八位字节为单位来提供，并且值0是无效的。例如，除了与设备能力指示符506相关联的任何八位字节之外，指示类型指示502（第一八位字节）和长度标识符504（第二八位字节）的存在的至少两个八位字节的指示可以在长度标识符504中被指示。

设备能力指示符506可以包括16位无符号数，其指示传输包括设备能力的消息的节点106、108、109和/或110的设备能力。在示例中，设备能力指示符506可以存储表示设备能力的数据代码。在这样的示例中，值0可以指示干线电源设备，值1可以指示电池供电的设备，值2可以指示路由器设备，值3可以指示设备需要业务优先化，值4可以指示设备需要加入优先化，值5可以指示低吞吐量设备，并且值6可以指示低业务量设备。在本公开的范围内，还设想了可能期望向节点106、108、109和110中的另一个呈现的节点106、108、109和110的任何其他设备能力。

在一个或多个示例中，设备能力指示符506可以帮助低功率设备110、根节点106和/或子节点108和109确定如何与传输包括设备能力选项500的邻居通告消息的节点进行交互。例如，如果设备能力指示符506通常在节点请求消息中指示设备是低功率设备110并且正在寻求父节点，则接收设备能力指示符506的根节点106可以重新布置与其他节点的链接，以优先化与低功率设备110建立链接。类似地，来自潜在父节点的设备能力指示符506可以使得低功率设备110或其他子节点108或109能够确定潜在父节点是否提供足够的设备能力来建立双向数据链接。此外，设备能力指示符506提供关于发出邻居通告和请求消息的节点的能力的信息，同时保持与网络栈的其他层的独立性。

图6是邻居通告消息或邻居请求消息的调度时间选项600的格式的示例。当节点106、108、109和110中的一个或多个是低功率设备（例如，节点106、108、109和110包括电池电源）时，节点可以处于睡眠状态达相当大的时间量。当节点106、108、109和110处于睡眠状态时，节点106、108、109和110可能不能够从其他节点或设备接收消息。因此，邻居通告消息和/或邻居请求消息可以包括调度时间选项600，其指示传输消息的节点106、108、109或110将可用于接收响应的时间调度。

调度时间选项600可以被包括在多种场景中。例如，调度时间选项600通常可以在邻居请求消息中使用，以指示节点108、109或110将准备好接收响应的时间调度。在另一示例中，调度时间选项600可以被包括作为邻居通告消息的单个分量。当用作邻居通告消息的单个分量时，调度时间选项600指示随后的邻居通告消息将被传输到请求节点108、109或110的时间。此外，邻居通告消息可以包括节点状态选项400连同调度时间选项600，以触发在其期间请求节点108、109或110可以尝试发送后续邻居请求消息的时间的指示。此外，当节点108、109或110已经通过包括调度时间选项600的节点请求消息请求了邻近节点信息时，邻近节点可能能够在节点请求消息中指示的调度时间之前在高速缓存中创建空间。因此，邻居通告消息可以用利用节点状态选项400的高速缓存可用性的指示来加以响应，而不包括调度时间选项600。

调度时间选项600可以包括类型指示602，其提供随后的选项类型的8位标识符。在调度时间选项600中，类型指示602指示选项类型是调度时间选项。调度时间选项600还包括长度标识符604。长度标识符604可以包括8位无符号整数，其包括关于调度时间选项600的数据长度的信息，包括类型指示602和长度标识符604。长度标识符604的值可以以八位字节为单位来提供，并且值0是无效的。例如，除了与控制字段606、保留字段608和调度时间指示符610相关联的任何八位字节之外，可在长度标识符604中指示指示类型指示602（第一八位字节）和长度标识符604（第二八位字节）的存在的至少两个八位字节的指示。

控制字段606可以包括指定调度时间指示符610的时间格式的8位数字。例如，控制字段606中的值0可以指定调度时间指示符610的时间格式是格林威治标准时间（GMT）格式。替代地，控制字段606中的值1可指定调度时间指示符610的时间格式是以从传输包括调度时间选项600的消息的时间起的毫秒数。

保留字段608可以被包括在调度时间选项600中的数据行的末尾处。如图所示，保留字段608位于控制字段606和调度时间610之间。保留字段608在长度上是可变的，并且保留字段608提供对数据行的填充，使得调度时间选项600的最终结构是32位对齐的。由于类型指示602、长度标识符604和控制字段606占据第一数据行的前24位，所以保留字段608用于填充第一数据行的最后8位。

调度时间指示符610位于第二数据行上并且包括32位无符号数。由调度时间指示符610提供的值指定了传输节点请求消息的设备将可用于接收响应的调度时间。如上所述，可以以GMT格式或以从传输的时间起的毫秒数提供调度时间指示符610。在本公开的范围内，还设想了在调度时间指示符610中呈现的其他时间格式。在一个或多个示例中，所请求的邻居通告消息可将调度的时间指示符610包括在从潜在父节点到最初发送邻居请求消息的节点的消息中。在这样的示例中，邻居通告消息可以包括指示没有当前可用性的节点状态选项400和具有调度时间指示符610的调度时间选项600，调度时间指示符610表示在潜在父节点执行操作以清除邻居高速缓存的一部分以便为新的邻近节点链接腾出空间时节点请求邻近节点链接等待的时间量。当邻居通告消息包括调度时间指示符610而没有节点状态选项400时，调度时间指示符610可以指示将发送后续邻居通告消息的时间。

当邻居请求消息和邻居通告消息包括调度时间选项600时，寻求父节点链接、寻求状态更新或提供邻居请求消息的低功率设备110可以通过在没有新消息被调度到达低功率设备110时避免醒着花费的时间来节省电池。低功率设备110接收到消息的可能性也可以增加。例如，低功率设备110可以利用由调度时间选项600指示的响应时间传输邻居请求消息。因此，低功率设备110可以睡眠，直到满足了响应时间。在该点处，低功率设备110可以醒着以从另一节点接收消息。

同样，在在其间（in the interim）干线电源节点将清除低功率设备110的邻居高速缓存空间的预期中，干线电源节点可以向低功率设备110提供调度时间指示符610。在这样的示例中，低功率设备110可以重新进入睡眠模式并且醒着以在调度时间处重试邻居请求消息。在节省低功率设备110的电池电力时，调度时间选项600可以减少用于在低功率设备110处接收足够响应的消息的数量。此外，调度时间选项600可以通过为低功率设备110提供唤醒和接收消息的时间窗口来增加在低功率设备110处接收邻居通告消息的总概率。

虽然数据格式300、400、500和600在上面被描述为单独的消息，但是数据格式300、400、500和600的全部或任何组合可以在邻居通告消息、邻居请求消息或这两者中被提供为邻居通告消息、邻居请求消息或两者的新的或附加的分量。例如，来自低功率设备110的邻居请求消息可以包括设备能力选项500和调度时间选项600。另外，来自根节点106的邻居通告消息可以包括目标地址选项300、节点状态选项400、设备能力选项500和调度时间选项600。对于节点请求消息和节点通告消息两者还设想了格式300、400、500和600的其他组合。

现在转向图7，提供了用于跨链接节点传送IPv6地址改变的过程700的示例。在示例中，链接节点（例如，根节点106a和子节点108之一）可以使用请求的或非请求的邻居通告消息彼此通信。链接节点之间的邻居通告消息可用于将链接节点之一的状态改变传送到另一链接节点、将节点能力从链接节点之一传送到另一链接节点、将调度响应时间从链接节点之一传送到另一链接节点、将IPv6地址改变的指示从链接节点之一传送到另一链接节点、或其任何组合。作为示例，过程700详述了IPv6地址改变的通信，但类似的技术可用于链接节点之间的其他通信。在框702处，过程700涉及检测根节点106a或父节点的IPv6地址改变。当IPv6地址在根节点106a或父节点处改变时，根节点106a或父节点可尽快更新子节点108和链接到改变的根节点106a或父节点的任何其他节点，以避免跨根节点106a的数据传输的任何丢失。

在框704处，过程700涉及将指示IPv6地址改变的非请求邻居通告消息传输到醒着的任何邻近节点。即使链接到根节点106a或父节点的一些节点可能是低功率设备并且在根节点106a或父节点检测到IPv6地址改变时可能不处于醒着状态，根节点106a或父节点也可在检测到IPv6地址改变时向可用于接收消息的所有邻近节点传输邻居通告消息。以该方式，尽可能多的邻近节点尽可能早地接收IPv6地址改变的指示。作为示例，根节点106a或父节点可使用目标地址选项300传输IPv6地址改变，如上文关于图3所讨论的。

在框706处，过程700涉及将指示IPv6地址改变的调度邻居通告消息传输到在非请求邻居通告消息期间正睡眠的邻近节点。如上文关于图6所讨论的，调度时间可以基于从包括调度时间选项600的低功率设备接收节点请求消息或节点通告消息。指示IPv6地址改变的调度邻居通告消息被调度在调度时间选项600中指示的时间处，并且该邻居通告消息可以包括目标地址选项300。以此方式，过程700能够以高效的方式向邻近设备提供IPv6地址改变更新，同时考虑发现IPv6地址改变时不是活跃的邻近设备。

图8是用于在根节点106或另一潜在父节点的邻居高速缓存是满的时在根节点106或另一潜在父节点和低功率设备110之间建立链接的过程800的示例。在框802处，过程800涉及接收邻居请求消息，其指示低功率设备正在请求建立双向链接，并请求在潜在父节点的高速缓存中保留低功率设备的条目。邻居请求消息可以包括来自低功率设备110的设备能力选项500和调度时间选项600，以提供低功率设备是电池供电的指示以及低功率设备110何时期望对邻居请求消息的响应的指示。关于低功率设备110的其他细节也可作为邻居请求消息的部分被包括。

在框804处，过程800涉及确定潜在父节点的邻居高速缓存是否是满的。潜在父节点的邻居高速缓存可以是存储链接层地址和IPv6地址之间的链接的数据库。当邻居高速缓是满的时，希望与潜在父节点链接的任何请求节点（例如，低功率设备110）在建立数据链接时被移交（relegate）给单向数据流。也就是说，信息流可以从请求节点行进到潜在父节点，但是潜在父节点可能不可用于向请求节点提供数据。

如果潜在父节点的邻居高速缓存是满的，则在框806处，过程800涉及向低功率设备110传输请求的邻居通告消息，该消息指示邻居高速缓存是满的并且指示低功率设备110再次尝试的调度时间。该邻居通告消息可以在节点请求消息期间低功率设备110指示的调度时间处被传输到低功率设备110。在这样的示例中，邻居通告消息可以包括节点状态选项400和调度时间选项600，以向低功率设备110提供邻居高速缓存满更新和所请求的响应时间。

在另一示例中，在框806处，过程800涉及将请求的邻居通告消息与调度时间指示一起传送到低功率设备110。当邻居通告消息包括调度时间指示而没有状态指示符（例如，没有邻居高速缓存是满的的指示）时，潜在父节点提供潜在父节点将在调度时间处发送后续邻居通告消息（例如，而不是从低功率设备110接收后续邻居请求消息）的指示。因此，低功率设备110可以醒着以在所请求的邻居通告消息中指示的调度时间处接收后续邻居通告消息。

在框808处，过程800涉及释放潜在父节点的邻居高速缓存空间以为潜在父节点和低功率设备110之间的双向数据链接腾出空间。由于低功率设备110在节点请求消息中提供了低功率设备110的低功率性质的指示，所以低功率设备110可以具有与干线电源上的另一设备相比的提升的优先级水平。例如，低供电设备110可以依赖于具有比干线电源设备更大的可靠性的双向数据链接，因为干线电源设备被维持在醒着的状态并且能够更容易地在潜在父节点之间转变。因此，潜在父节点可通过从具有比低供电设备110低的优先级的邻近高速缓存移除节点来释放高速缓存空间。

虽然在上述示例中，低功率设备110的受限供电性质在潜在父节点处提供了提升的优先级，但是设备能力选项500中所指示的其他设备能力也可以导致生成邻居请求消息的请求节点108或109的提升的优先级水平。例如，当设备能力指示符506指示子节点108或109依赖于较短的网络加入时间、依赖于较短的业务周转（turnaround）次数（times）、生成业务关键性的升高的水平、或者具有值得提升的优先级的任何其他设备能力时，请求节点108或109可以以潜在父节点接收提升的优先级。在另一示例中，当设备能力指示符506指示请求节点108或109具有低数据吞吐量要求时，或者当请求节点108或109是低业务量生成设备时，请求节点108或109可以以邻居或潜在父节点接收较低的优先级。

在框810处，过程800涉及在由潜在父节点提供给低功率设备110的邻居通告消息中指示的调度时间处从低供电设备110接收第二邻居请求消息。来自低供电设备110的第二邻居请求消息可以是初始邻居请求消息的重复，其中，低供电设备110提供设备能力（例如，低供电设备110是电池供电的指示）和潜在父节点提供响应的调度时间的指示。

在来自潜在父节点的邻居通告消息包括调度时间指示符而没有状态指示符的框806处的示例中，潜在父节点在框810处可向低供电设备110发送后续邻居通告消息。发送后续邻居通告消息，而不是从低供电设备110接收第二邻居请求消息。在这样的示例中，后续邻居通告消息可以包括指示潜在父节点的邻居高速缓存具有空间的状态指示符。

当在潜在父节点中释放邻居高速缓存空间时，在框812处，过程800涉及在潜在父节点和低功率设备110之间建立双向数据链接。另外，潜在父节点可以在调度时间处利用邻居通告消息来响应来自低功率设备110的邻居请求消息。邻居通告消息可包括指示潜在父节点的IPv6地址和目标MAC地址的目标地址选项300。另外，邻居通告消息可以向节点状态选项400提供指示双向数据链接成功的节点状态。

当在框804处确定潜在父节点的邻居高速缓存不是满的时，过程800可直接前进到框812。在框812处，过程800涉及在潜在父节点和低功率设备110之间建立双向数据链接。另外，潜在父节点可以利用邻居通告消息在来自在框802处接收的邻居请求消息的调度时间处响应来自低功率设备110的邻居请求消息。邻居通告消息可包括指示潜在父节点的IPv6地址和目标MAC地址的目标地址选项300。此外，邻居通告消息可以向节点状态选项400提供指示双向数据链接成功的节点状态。

图9是用于当潜在父节点的邻居高速缓存是满的时移除节点之间的链接的过程的示例。在框902处，过程900涉及确定潜在父节点的邻居高速缓存是否是满的。如果邻居高速缓存不是满的，则过程900可以重复框902处的确定，直到邻居高速缓存达到满状态。在示例中，当潜在父节点从具有高优先级的邻近设备（例如，低功率设备）接收到邻居请求消息时，可以初始化框902。

当邻居高速缓存是满的并且潜在父节点已从高优先级邻近设备接收到邻居请求消息时，在框904处，过程900涉及基于其他标准来标识一个或多个干线电源邻居，或潜在父节点的任何其他邻居以从邻居高速缓存移除。例如，潜在父节点可以将具有差的邻居不可达性检测（NUD）成功比的干线电源邻居标识为可用于移除的干线电源邻居。另外，潜在父节点可以标识干线电源邻居，所述干线电源邻居具有自潜在父节点已经从干线电源邻居或者基于其他标准的任何其他邻居接收到邻居发现协议（NDP）消息的最大时间量。

在框906处，过程900涉及向所标识的干线电源邻居发送非请求的邻居通告消息，该消息指示从与潜在父节点的双向数据链接移除干线电源邻居。节点通告消息可以包括具有节点状态指示的节点状态选项400，该节点状态指示是已删除或将删除用于所标识的邻居的邻居高速缓存条目的节点状态指示。在接收到这样的节点通告消息时，所标识的干线电源邻居能够获得与替代的潜在父节点的新的双向数据链接。此外，释放高速缓存空间的潜在父节点然后能够生成与具有高优先级的邻近设备的双向数据链接。

一般考虑

在此阐述了许多具体细节以提供对所要求保护的主题的透彻理解。然而，本领域技术人员应当理解，可以在没有这些具体细节的情况下实践所要求保护的主题。在其他实例中，未详细描述普通技术人员之一将知道的方法、装置或系统，从而不模糊所要求保护的主题。

本文所讨论的特征不限于任何特定的硬件架构或配置。计算设备可以包括提供以一个或多个输入为条件的结果的部件的任何合适的布置。合适的计算设备包括访问所存储的软件（即，存储在计算机系统的存储器上的计算机可读指令）的基于多用途微处理器的计算机系统，该软件将计算系统从通用计算装置编程或配置成实现本主题的一个或多个方面的专用计算装置。任何合适的编程、脚本或其他类型的语言或语言的组合都可用于以软件来实现本文所包含的教导，该软件可在编程或配置计算设备中使用。

本文公开的方法的方面可以在这样的计算设备的操作中执行。在以上示例中呈现的框的顺序可以变化；例如，框可以被重新排序、组合和/或分解成子框。某些框或过程也可以并行执行。

本文使用“适于”或“被配置成”意味着开放和包括性语言，其不排除适于或被配置成执行附加任务或步骤的设备。另外，“基于”的使用意味着开放和包括性的，因为“基于”一个或多个记载的条件或值的过程、步骤、计算或其他动作实际上可以基于超出所记载的那些的附加条件或值。本文所包括的标题、列表和编号仅是为了便于解释并且不意味着限制性。

尽管已经关于本主题的特定方面详细描述了本主题，但是应当理解，本领域技术人员在获得对前述内容的理解时可以容易地产生对此类方面的更改、变化和等同物。因此，应当理解，本公开已经出于示例而非限制的目的被呈现，并且不排除包括如对本领域普通技术人员之一将容易清楚的对本主题的这样的修改、变化和/或添加。

Claims (20)

1.一种邻近节点发现方法，包括：

在第一节点处接收第一邻居请求消息，第一邻居请求消息包括：

第二节点是低功率设备的第一指示；以及

第一调度响应时间；

由第一节点在第一调度响应时间处传输第一邻居通告消息，第一邻居通告消息包括：

第一节点的邻居高速缓存中的不可用性的第二指示；以及

第二调度响应时间；

从邻居高速缓存移除一个或多个节点；

由第一节点在第二调度响应时间处从第二节点接收第二邻居请求消息；以及

将第一节点与第二节点链接。

2. 根据权利要求1所述的方法，其中，从邻居高速缓存移除一个或多个节点包括：

标识链接到第一节点的一个或多个节点；以及

由第一节点向一个或多个节点传输第二邻居通告消息，第二邻居通告消息具有用于一个或多个节点的邻居高速缓存条目已经被删除或将被删除的节点状态指示。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，从邻居高速缓存移除的一个或多个节点是干线电源节点、包括差的邻居不可达性检测成功比的节点、第一节点在时间阈值内尚未从其接收到邻居发现协议消息的节点、或其任何组合。

4.根据权利要求1所述的方法，包括：

在接收到第二节点是低功率设备的第一指示时，将第二节点的优先级水平增加到高于至少一个干线电源节点。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，第一邻居通告消息包括目标地址选项，所述目标地址选项包括i）与第一节点相关联的链接层地址的集合的标识，和ii）与第一节点的每个链接层地址相关联的IPv6地址的集合的标识。

6.根据权利要求1所述的方法，包括：

在链接第一节点和第二节点时，从第一节点传输包括指示缺少IP层连接性的新节点状态的非请求邻居通告消息，其中，在确定缺少IP层连接性时立即传输非请求邻居通告消息，并且在随后的调度响应时间处传输非请求邻居通告消息。

7.根据权利要求1所述的方法，包括：

在链接第一节点和第二节点时，从第一节点传输非请求邻居通告消息，非请求邻居通告消息包括对与第一节点相关联的链接层地址的至少一个IPv6地址的改变的指示，以及链接层地址的至少一个改变的IPv6地址的指示，其中，在确定对至少一个IPv6地址的改变时立即传输非请求邻居通告消息，并且在随后的调度响应时间处传输非请求邻居通告消息。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，非请求邻居通告消息被传输到与第一节点链接的每个节点。

9.一种网络的节点，包括：

处理器，被配置成执行计算机可读指令；

存储器，被配置成存储计算机可读指令，计算机可读指令在由处理器执行时使得处理器执行操作，所述操作包括：

从附加节点接收包括第一调度响应时间的第一邻居请求消息；

在第一调度响应时间处向附加节点传输第一邻居通告消息；以及

建立与附加节点的链接。

10.根据权利要求9所述的节点，其中，处理器被配置成执行操作，所述操作包括：

基于一个或多个优先化节点的能力，为一个或多个优先化节点保留邻居高速缓存中的空间，其中，一个或多个优先化节点包括附加节点。

11.根据权利要求9所述的节点，其中，第一邻居通告消息包括第二调度响应时间，并且其中，处理器还被配置成执行操作，所述操作包括：

在第二调度响应时间处向附加节点传输指示邻居高速缓存中的可用性的第二邻居通告消息。

12. 根据权利要求11所述的节点，操作还包括在传输第二邻居通告消息之前从邻居高速缓存移除一个或多个节点，其中，从邻居高速缓存移除一个或多个节点包括：

标识链接到节点的一个或多个干线电源节点；以及

由节点向一个或多个干线电源节点传输第三邻居通告消息，第三邻居通告消息具有用于一个或多个节点的邻居高速缓存条目已经被删除或者将被删除的节点状态指示。

13.根据权利要求9所述的节点，还包括：

资源消耗计量硬件，其中，节点是资源消耗计量网络的计量节点。

14.根据权利要求9所述的节点，其中，第一邻居请求消息包括附加节点包括基于附加节点从电池接收电力的提升的优先级水平的指示，以及其中附加节点包括提升的优先级水平的指示在邻居高速缓存是满的时发起从邻居高速缓存移除一个或多个干线电源节点。

15.根据权利要求9所述的节点，其中，与附加节点的链接包括暂定链接，暂定链接包括暂定高速缓存位置的附加节点的条目。

16.一种节点，包括：

处理器，被配置成执行计算机可读指令；

存储器，被配置成存储计算机可读指令，计算机可读指令在由处理器执行时使得处理器执行操作，所述操作包括：

与潜在父节点建立链接；

从潜在父节点接收指示潜在父节点的状态改变的非请求邻居通告消息；以及

更新存储在存储器中的邻居高速缓存以对潜在父节点的状态改变寻址。

17.根据权利要求16所述的节点，其中，对潜在父节点的状态改变包括在潜在父节点处没有IP层连接性的指示。

18.根据权利要求17所述的节点，其中，更新邻居高速缓存以反映潜在父节点的状态改变包括建立与不同邻近节点的新链接并且用关于不同邻近节点的信息来更新邻居高速缓存，其中，节点基于不同邻近设备的设备能力选项和节点状态选项来选择不同邻近节点。

19.根据权利要求16所述的节点，其中，非请求邻居通告消息包括目标地址选项格式，并且以目标地址选项格式指示的对潜在父节点的状态改变包括潜在父节点的至少一个IPv6地址的改变。

20.根据权利要求19所述的节点，其中，更新邻居高速缓存以反映潜在父节点的状态改变包括改变邻居高速缓存中潜在父节点的至少一个IPv6地址。

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