藍牙mesh協議的架構講解

BLE Mesh 的基礎架構

  BLE Mesh的架構一共可以分成8層,如圖所示在這裏插入圖片描述

1.藍牙低功耗(Bluetooth Low Energy Core Specification)

  最底下的 藍牙低功耗 這一層,我將它標成了淺藍色與上面幾層進行了區分,原因是 藍牙低功耗 並非僅是mesh架構的其中一層,而是完整的藍牙低功耗協議棧,是提供基礎無線通信功能所必需的組件,這些功能可爲位於其上的mesh架構所用,並且 mesh系統 有賴於 藍牙低功耗協議棧 的可用性,這一點與上面幾層不同。

2.承載層(Bearer Layer)

  Bearer Layer 定義了Mesh節點怎麼傳遞網絡消息的。定義了兩種承載方式:廣播advertising bearer 和GATT bearer 。
  Advertising Bearer(廣告承載層)利用的是BLE GAP廣播包的advertising 和scanning的功能來傳遞接收mesh的報文。
  The GATT Bearer(通用屬性協議承載層)允許不支持Advertising Bearer的設備間接的與mesh節點進行通訊。怎麼通訊呢?使用前面講的Proxy Protocol(代理協議)。Proxy Protocol是封裝在GATT裏面,當然會用特別定義的GATT characteristics。而支持Proxy Feature的Proxy Node也就是代理節點,因爲可以同時支持兩種Bearer Layer,因此當然可以作爲mesh節點和非mesh節點的中間橋樑。

3.網絡層(Network Layer)

網絡層定義了幾件事情:
  1:是定義如何將傳輸消息尋址到一個或多個元素,以及允許承載層傳送傳輸層PDU的mesh消息格式。
  2:決定是否中繼/轉發消息,接收消息以進行進一步處理,還是拒絕消息。
  3:定義如何加密和認證(authentication)網絡消息。

4.底層傳輸層(Lower Transport Layer)

  從上層傳輸層接收PDU,並將其發送到對等設備的底層傳輸層,如果PDUs太長,將其進行分段(Segmentation)和重組(Reassembly),底層傳輸層就只有這兩個功能。

5.上層傳輸層(Upper Transport Layer)

  上層傳輸層主要是負責加密,揭祕和應用數據授權,還負責傳輸控制消息,這些消息內部生成、併發送於不同對等節點的上層傳輸層之間,包括與友誼和心跳相關的消息(也就是心跳包Heartbeats)

6.訪問層(Access Layer)

訪問層主要負責的是:
  1.定義應用數據的格式
  2.定義並控制在上層傳輸層中執行的應用數據的加密和解密
  3.在將數據上傳到堆棧之前,對來自上層傳輸層的數據進行驗證,判斷其是否適用於該網絡和應用
  4.定義更高層的應用如何跟上層傳輸層通訊

7.基礎Model層(Foundation Models Layer)

  定義配置(訪問層的狀態,消息)和管理Mesh網絡所需的狀態,消息和模型。

8.Model層(Models Layer)

  定義用於標準化典型用戶場景操作的模型,並在藍牙Mesh模型規範或其他更高層規範中定義(Bluetooth Mesh Model specification)。 高層模型規範的示例包括用於Lighting(照明)和Sensor的模型。

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