【藍(lán)牙m(xù)esh】Lower協(xié)議層介紹

Lower層簡介

?? Lower協(xié)議層用于處理網(wǎng)絡(luò)層以下的功能，包括節(jié)點(diǎn)的廣播、重傳、路由和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞?#xff0c;是實(shí)現(xiàn)藍(lán)牙m(xù)esh網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵協(xié)議之一。其中Lower協(xié)議層中最主要的一部分工作就是mesh數(shù)據(jù)的分片和組包。
Lower層是將Upper層發(fā)過來的數(shù)據(jù)，進(jìn)行封裝并傳遞給下層，當(dāng)Upper層數(shù)據(jù)較長時(shí)，Lower層會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分片處理，發(fā)送給下層。同樣的，當(dāng)接收到來自下層的數(shù)據(jù)包后，Lower層會(huì)解析并判斷數(shù)據(jù)，如果數(shù)據(jù)是分片的，Lower層會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行組包，組包完成后，將其發(fā)送給Upper層。

Lower層數(shù)據(jù)包

藍(lán)牙m(xù)esh Lower層的數(shù)據(jù)包根據(jù)CTL標(biāo)志位和SEG標(biāo)志位的不同，分為四種數(shù)據(jù)類型，分別為不分包的Access數(shù)據(jù)包、分包的Access數(shù)據(jù)包、 不分包的Control數(shù)據(jù)包和分包的Control數(shù)據(jù)包。

下面分別對(duì)四種數(shù)據(jù)包進(jìn)行介紹。

不分包的Access數(shù)據(jù)包

數(shù)據(jù)包格式如下圖：

下面分別介紹下每個(gè)字段的含義：
SEG: 表示數(shù)據(jù)包是否是分包數(shù)據(jù), 不分包的數(shù)據(jù)該字段為0
AKF：表示數(shù)據(jù)包應(yīng)用層加解密是使用appkey還是devkey。 0：devkey 1： appkey
AID: 表示appkey的ID，該字段只有AKF為1時(shí)才生效，否則該字段為0.
Upper Transport Access PDU： 這個(gè)就是應(yīng)用層真正的數(shù)據(jù)。

分包的Access數(shù)據(jù)包

下面分別介紹下每個(gè)字段的含義：
SEG: 表示數(shù)據(jù)包是否是分包數(shù)據(jù)，分包的數(shù)據(jù)該標(biāo)志位為1
AKF：表示數(shù)據(jù)包應(yīng)用層加解密是使用appkey還是devkey。 0：devkey 1： appkey
AID: 表示appkey的ID，該字段只有AKF為1時(shí)才生效，否則該字段為0.
SZMIC：表示消息認(rèn)證碼的長度
SeqZero: SEQ的低13位，是在Upper層進(jìn)行設(shè)置的
SegO： 表示當(dāng)前分包的包數(shù)，數(shù)值是從0開始的
SegN： 表示最后一包的包數(shù)
Upper Transport Access PDU： 這個(gè)就是應(yīng)用層真正的數(shù)據(jù)。
Segment m ： 表示分包的數(shù)據(jù), 字節(jié)長度1-12個(gè)字節(jié)，數(shù)據(jù)包分包長度每包為12個(gè)字節(jié)（除了最后一包）。

分包數(shù)據(jù)中的每包中，AKF, AID, SZMIC, SeqZero, and SegN這些字段的數(shù)值都是一樣的。

不分包的Control數(shù)據(jù)包

下面分別介紹下每個(gè)字段的含義:
SEG: 表示數(shù)據(jù)包是否是分包數(shù)據(jù)，不分包的數(shù)據(jù)該標(biāo)志位為0
Opcode: 0x00:表示回復(fù)數(shù)據(jù)， 0x01 - 0x7F表示Control數(shù)據(jù)的Opcode，具體的Control數(shù)據(jù)我們上個(gè)章節(jié)有講到。
Parameters：表示Control數(shù)據(jù)的具體數(shù)據(jù)包。長度為0-11個(gè)字節(jié)

上面說了Opcode為0表示是回復(fù)數(shù)據(jù)，下面我們看下Control的回復(fù)數(shù)據(jù)包格式是怎樣的？

Control回復(fù)數(shù)據(jù)包

下面分別介紹下每個(gè)字段的含義:
SEG: 表示數(shù)據(jù)包是否是分包數(shù)據(jù)，不分包的數(shù)據(jù)該標(biāo)志位為0
Opcode: 該字段為0，表示回復(fù)數(shù)據(jù)
OBO： 表示該數(shù)據(jù)包是否是Friend節(jié)點(diǎn)與低功耗節(jié)點(diǎn)交互的數(shù)據(jù)。 如果是則為1， 否則為0。
SeqZero： 該數(shù)值表示Seq，是上層Upper層決定的數(shù)據(jù)。
BlockAck：表示接收到了多少包分包的數(shù)據(jù)，每包使用一個(gè)bit表示。

分包的Control數(shù)據(jù)

下面分別介紹下每個(gè)字段的含義:
SEG: 表示數(shù)據(jù)包是否是分包數(shù)據(jù)，不分包的數(shù)據(jù)該標(biāo)志位為1
Opcode: 數(shù)值0x01 - 0x7f
RFU: 保留位
SeqZero： 表示Seq的最低13bit，有Upper層決定。
SegO： 當(dāng)前的分包值，數(shù)值從0開始計(jì)算
SegN: 最后一包的分包值
Segment m： 分包數(shù)據(jù)，長度為1-8個(gè)字節(jié)

每個(gè)分包的Control數(shù)據(jù)的 Opcode, SeqZero, and SegN這幾個(gè)字段的數(shù)值是相同的。

分片與組包

Lower層的一個(gè)非常重要的功能就是對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分片和組包。當(dāng)Upper層的數(shù)據(jù)超過15個(gè)字節(jié)后，就需要在Lower層對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分片。

下面這個(gè)圖片很好的表示了數(shù)據(jù)的在每一層上的格式和封裝，大家可以仔細(xì)分析下這張圖

Access層的數(shù)據(jù)進(jìn)入到Upper層之后， 會(huì)使用appkey對(duì)Access的數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，生成密文Access PDU 和消息認(rèn)證碼TransMIC， 當(dāng)Upper層的數(shù)據(jù)超過15個(gè)字節(jié)后，就會(huì)在Lower層對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分包處理。數(shù)據(jù)分包的格式我們前面已經(jīng)介紹過了，分包之后會(huì)傳遞到下層的network層，使用netkey進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)層加密，這個(gè)我們下一章節(jié)會(huì)再細(xì)講。

總結(jié)

?? 藍(lán)牙Mesh中的Lower層主要的功能就是對(duì)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包進(jìn)行分片和組包，是位于Upper層和Network層之間，對(duì)藍(lán)牙Mesh的分層加密起著非常重要的作用。