2014年,互联网工程任务组(The Internet Engineering Task Force,IETF)的自治网络集成模型方案(Autonomic Networking Integrated Model and Approach,ANIMA)工作组提出了一种独立于转发平面的虚拟带外通道,定义为自治控制平面(Autonomic Control Plane,ACP)。ACP旨在为自治功能提供一个稳定通信的控制平面,且该平面拥有自我管理属性,并尽可能独立于配置。低功耗有损网络路由协议(Routing Protocol of Low and Lossy Networks,RPL)本是应用于低功耗有损网络(Low Power and Lossy Networks,LLN)网络中,但考虑到RPL相较于其他路由协议,拥有自我管理、大规模、可扩展、模块化等自治属性,因此ACP草案选择RPL作为路由协议。本文首先介绍了RPL路由协议的研究背景及其现状,然后阐述了ACP和RPL的基本概念和原理,并介绍了在ACP中实现RPL所使用的相关技术原理,主要包括IPv6协议和Raw Socket编程。接下来,针对基于ACP的RPL在组网中广播开销较多、频繁切换父节点会增加冗余开销以及组网收敛较慢的问题提出一种低开销快收敛的组网机制。该机制改进新节点被动等待入网的方式,取消周期广播有向无环图信息对象(Destination Oriented Directed Acyclic Graph Information Object,DIO)控制消息,由节点开机主动广播更小的带有通告节点自身地址信息选项的DIS(Advertisement-DIS,ADIS)控制消息申请入网,并集中筛选最优父节点。针对ACP大规模应用场景中部分内存资源受限节点存在内存溢出风险,容易导致路由无法存储的问题,提出一种自适应路由调整机制。该机制在节点无法存储新路由时,触发节点将已存储的路由信息按照跳数调整至根节点,然后删除已调整的路由,存储新节点的路由。然后,将RPL划分为RPL消息构建模块、通信模块、上行路由模块以及下行路由模块,根据每个模块的运行流程进行具体设计和实现。在实际软件仿真平台VM虚拟机下,根据ACP拓扑使用C语言在Linux操作系统下开发RPL,并实现上述RPL组网优化和路由调整的改进机制。最后,基于测试拓扑来搭建实验平台,对RPL各模块的功能和性能进行测试,通过测试发现RPL的功能符合预期设计,满足开发要求。通过性能对比发现,新机制能够有效地提高组网收敛速度,降低组网的控制开销,在触发路由调整后相比其他方案可以降低平均端到端往返时延,提高节点间平均吞吐量和平均数据分组传送成功率。最后,在论文结尾处,总结全文并对未来工作进行了展望。