藍(lán)牙基礎(chǔ)知識進(jìn)階必讀：藍(lán)牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)知識全集

藍(lán)牙應(yīng)用范圍很廣，藍(lán)牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)是一項全新標(biāo)準(zhǔn)，所以一些基礎(chǔ)知識的進(jìn)階是小伙伴們一定要知道的，這里給大家分享一些藍(lán)牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)知識全集，幫助行業(yè)人士快速掌握藍(lán)牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)及設(shè)計應(yīng)用基礎(chǔ)知識。

藍(lán)牙成為了物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備連接的優(yōu)秀候選技術(shù)。唯一的障礙在于藍(lán)牙的連接架構(gòu)目前為中心輻射型。藍(lán)牙設(shè)備僅與單一中心進(jìn)行通信，而物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)需要的是網(wǎng)狀架構(gòu)，所有設(shè)備要能夠直接彼此間通信，實現(xiàn)數(shù)據(jù)互傳。

但是藍(lán)牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)能夠解決這個問題。

許多公司已經(jīng)為藍(lán)牙設(shè)備部署了自己的專利網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)。其中，消費(fèi)性電子產(chǎn)品公司CSR已經(jīng)部署了一種技術(shù)，據(jù)說這種技術(shù)能夠?qū)?4，000部藍(lán)牙設(shè)備連接在一起。Zuli和Seed也已經(jīng)部署了網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)。

在開發(fā)新的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)過程中，安全性一直被放在首位。因為設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)彼此直接互聯(lián)，因此需要全新的安全模式。

藍(lán)牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)市場問題

Q. 什么是Bluetooth? mesh？

A. 藍(lán)牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)可實現(xiàn)多對多（m：m）設(shè)備通信，并針對創(chuàng)建大型設(shè)備網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了優(yōu)化。它非常適合建筑自動化，傳感器網(wǎng)絡(luò)，資產(chǎn)跟蹤和其他需要數(shù)十臺，數(shù)百臺或數(shù)千臺設(shè)備相互通信的IoT解決方案。

Q. 我在什么地方可以使用Bluetoothmesh？

A. 我們預(yù)計Bluetooth Mesh可以在廣泛的市場上使用。我們正在建筑自動化市場看到它很活躍，特別是商業(yè)照明解決方案以及多個市場的傳感器網(wǎng)絡(luò)解決方案。它非常適合需要數(shù)十臺，數(shù)百臺或數(shù)千臺設(shè)備相互通信的物聯(lián)網(wǎng)解決方案。

Q. 哪些藍(lán)牙版本支持網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)？可以使用現(xiàn)有產(chǎn)品升級藍(lán)牙技術(shù)的嗎？

A. 網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)采用藍(lán)牙低功耗（LE），與核心規(guī)格版本4.0及更高版本兼容。只有設(shè)計可升級的產(chǎn)品才能在現(xiàn)場得到增強(qiáng)，以支持網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)?？缮壭杂蓭讉€因素決定，如藍(lán)牙芯片中可用的內(nèi)存量。

Q. 為什么要選擇藍(lán)牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)而不是其他低功耗無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)解決方案？

A. 藍(lán)牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)為開發(fā)人員帶來了許多關(guān)鍵優(yōu)勢，包括：

1.工業(yè)級解決方案：商業(yè)建筑和工廠自動化是低功率網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的主要新市場機(jī)遇。這些市場需要真正的工業(yè)級解決方案，并具有Bluetooth Mesh提供的嚴(yán)格的可靠性，可擴(kuò)展性和安全性預(yù)期。

2.經(jīng)過驗證的全球互操作性：當(dāng)存在真正的多廠商互操作性時，市場才能蓬勃發(fā)展，消費(fèi)者才能放心將您的產(chǎn)品與其他供應(yīng)商的產(chǎn)品配合使用。藍(lán)牙實現(xiàn)了這幾點(diǎn)：

·全棧實現(xiàn)

·以互操作性為中心的規(guī)范方法

·經(jīng)過時間考驗的互操作性工具和流程

3.成熟的，值得信賴的技術(shù)：選擇無線連接技術(shù)時，您的決策標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)超出基本速度和需求，包括了解技術(shù)提供的附加價值和可用的生態(tài)系統(tǒng)支持。藍(lán)牙是一個值得信賴的品牌，全球認(rèn)可度達(dá)到90％以上。

使用藍(lán)牙技術(shù)，您可以為您的產(chǎn)品帶來顯著的增值功能，例如信標(biāo)支持本地化信息和資產(chǎn)跟蹤和尋找服務(wù)。藍(lán)牙已經(jīng)培育了一個成熟的生態(tài)系統(tǒng)，以確保您能夠以正確的成本找到最佳的技術(shù)，同時獲得將產(chǎn)品推向市場所需的開發(fā)和測試工具和服務(wù)。

Q. 什么時候藍(lán)牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)可用于商業(yè)產(chǎn)品？

A. 今年可以看到有藍(lán)牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的商業(yè)產(chǎn)品。

Q. 我需要怎么做以構(gòu)建藍(lán)牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品？

A. 要建立藍(lán)牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品，您需要兼容的硬件和軟件。藍(lán)牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)需要支持GAP Broadcaster和Observer roles的底層藍(lán)牙LE 4.x或5.0堆棧，以廣播和掃描數(shù)據(jù)包。

要在藍(lán)牙LE上使用藍(lán)牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，建議您使用藍(lán)牙模塊提供商的SDK，其中包括具有相應(yīng)API的藍(lán)牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。

Q. 需要做哪些以構(gòu)建藍(lán)牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)手機(jī)應(yīng)用程序？

A. 要開發(fā)適用于藍(lán)牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品的智能手機(jī)或平板電腦應(yīng)用程序，如果您的移動操作系統(tǒng)提供合適的API，使應(yīng)用程序能夠滿足Mesh Profile規(guī)范中定義的藍(lán)牙LE廣告包的相關(guān)要求，則應(yīng)使用advertising bearer方式。在所有情況下，advertising bearer是首選bearer。在無法使用advertising bearer的地方，您可以使用Bluetooth Mesh代理協(xié)議來啟用通過proxy node與網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的通信。proxy protocol可以在標(biāo)準(zhǔn)藍(lán)牙低功耗GAP和GATT API之上實現(xiàn)。

Q. 傳感器解決方案是否將從藍(lán)牙廣播轉(zhuǎn)移到網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)？

A. 是的，我們期望許多傳感器解決方案采用網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)。其范圍，數(shù)據(jù)容量和安全功能優(yōu)于廣播，非常適合傳感器網(wǎng)絡(luò)。

Q. 藍(lán)牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)是否具有更高的功耗？

A. 不，傳感器和類似的電池供電設(shè)備在藍(lán)牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)上作為低功耗節(jié)點(diǎn)運(yùn)行。他們只需要每四天醒來至少一次，或者當(dāng)他們有數(shù)據(jù)傳輸時，如溫度讀數(shù)。這允許非常低的功耗。

Q. 我可以使用藍(lán)牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)將音樂發(fā)送到家中的所有揚(yáng)聲器嗎？

A. 不，無線音頻產(chǎn)品（如揚(yáng)聲器）使用藍(lán)牙基本速率/增強(qiáng)型數(shù)據(jù)速率（BR / EDR），其設(shè)計用于連續(xù)無線連接并針對音頻流進(jìn)行優(yōu)化。藍(lán)牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)使用藍(lán)牙LE，其設(shè)計用于短突發(fā)無線連接，是多對多設(shè)備消息傳遞的理想選擇。

網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)規(guī)范僅適用于藍(lán)牙LE，不支持音頻流。

Q. Mesh是否影響附近運(yùn)行的其他藍(lán)牙無線設(shè)備，如聽音樂？

A. 不，您可以繼續(xù)聽音樂，同步您的活動跟蹤器，并在網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)中或附近查看智能手表上的通知。

Q. 是否有其他藍(lán)牙低能耗網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇捎茫?/p>

是的，可用于藍(lán)牙LE的其他網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒ǎ?/p>

點(diǎn)對點(diǎn)：用于創(chuàng)建一對一（1：1）設(shè)備通信，是數(shù)據(jù)傳輸?shù)睦硐脒x擇，非常適合連接的設(shè)備產(chǎn)品，如健身跟蹤器和健康監(jiān)視器，以及

廣播：用于建立一對多（1：m）設(shè)備通信，優(yōu)化本地化信息共享，是信標(biāo)解決方案的理想選擇，例如提供興趣點(diǎn)（PoI）信息和項目和方式的信標(biāo)解決方案，尋找服務(wù)。

藍(lán)牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)信息中繼問題

Q 為什么藍(lán)牙選擇flood-based消息中繼方式？

A. 對信令中繼的managed flood方式最能滿足實現(xiàn)簡單，可靠和可擴(kuò)展的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的要求。

使用managed flood messaging，不需要創(chuàng)建和管理復(fù)雜的路由表。即使在路由解決方案中，可以自動生成表，因此可能會發(fā)生重大的網(wǎng)絡(luò)中斷。

Managed flood messaging本質(zhì)上是多路徑，確保信息到達(dá)目的地。它也是固有的點(diǎn)對點(diǎn)，允許所有節(jié)點(diǎn)直接相互通信。沒有中心集線器或路由節(jié)點(diǎn)，沒有單點(diǎn)故障。

在大多數(shù)網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)中，大量百分比的消息流量是多播的，例如建筑物中控制數(shù)十或數(shù)百個燈光的單個燈開關(guān)。藍(lán)牙網(wǎng)絡(luò)的managed floodmessaging傳遞方式，結(jié)合其發(fā)布/訂閱群組消息傳遞模式，為具有高性能的大型網(wǎng)絡(luò)提供極高效的消息傳遞。

Q. 所有flood-based的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)是否功率低？

A. 不，在一個簡單的flood-based網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)中，可以這樣做，但是藍(lán)牙技術(shù)實現(xiàn)了只有主供電節(jié)點(diǎn)用作消息中繼的managed flood 方式。低功耗節(jié)點(diǎn)，如電池供電的傳感器，不對信息中繼負(fù)責(zé)。在藍(lán)牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)中，具有紐扣電池的低功率節(jié)點(diǎn)可以運(yùn)行多年。

Q. 藍(lán)牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)如何處理多播消息？

Bluetooth Mesh使用發(fā)布/訂閱組消息傳遞方式處理多播通信。

將一半的地址空間分配給組地址，并且可以將消息發(fā)送到組地址?？梢詫⒚總€節(jié)點(diǎn)配置為訂閱一組組地址，并將消息發(fā)布到一組組地址。

例如，燈光開關(guān)可以向“走廊組”發(fā)布“打開”信息，沿著走廊的所有燈將被訂閱相同的“走廊組”地址。但燈也可能被訂購到其他群體，如“地下組”，“全燈組”和“緊急出口路線”組。

Bluetooth Mesh也支持虛擬地址，通過允許128位UUID充當(dāng)目標(biāo)地址來擴(kuò)展組地址。Label UUID的散列用于減少檢查UUID的開銷。每個哈希值代表數(shù)百萬個不同的標(biāo)簽UUID，增加了潛在的虛擬地址的數(shù)量。

藍(lán)牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)配置問題

Q. 什么是配置？

A. 配置是將設(shè)備添加到指定的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的過程。它將設(shè)備轉(zhuǎn)換為網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)，并包括安全密鑰分發(fā)以及為要添加的設(shè)備創(chuàng)建唯一的ID。

Q. 我可以備份我的配置數(shù)據(jù)并恢復(fù)嗎？

A. 是的，您可以備份配置數(shù)據(jù)。這在規(guī)范中沒有定義，所以你可以使用任何你喜歡的備份機(jī)制。

藍(lán)牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)問題

Q. 什么是節(jié)點(diǎn)？

節(jié)點(diǎn)是藍(lán)牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)上的配置設(shè)備。

Q. 我可以在單個網(wǎng)絡(luò)中擁有多少個節(jié)點(diǎn)？

A. 雖然該規(guī)范允許配置多達(dá)32，000個節(jié)點(diǎn)，但我們不希望在現(xiàn)實世界中快速實現(xiàn)這些數(shù)字。然而，我們已經(jīng)看到超過1000個節(jié)點(diǎn)的代表性網(wǎng)絡(luò)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于當(dāng)今市場上的其他低功耗網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。

Q. 藍(lán)牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)需要不同類型的節(jié)點(diǎn)嗎？

不，藍(lán)牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的特殊性是，網(wǎng)絡(luò)中的所有節(jié)點(diǎn)都是分散的，可以直接相互通信。

沒有集中式集線器或路由節(jié)點(diǎn)，因此沒有單點(diǎn)故障。然而，為了適應(yīng)低功率節(jié)點(diǎn)，如電池供電的傳感器，只有一些節(jié)點(diǎn)執(zhí)行消息中繼功能。

一些節(jié)點(diǎn)承擔(dān)附加功能以支持低功耗節(jié)點(diǎn)的消息傳遞。這允許低功耗節(jié)點(diǎn)保持網(wǎng)絡(luò)的一部分，但它一次可以睡幾個小時或幾天，直到需要報告一些信息。因此，使用紐扣電池的低功率節(jié)點(diǎn)可以運(yùn)行多年。

Q. 什么是模型和屬性？

A. 藍(lán)牙為開發(fā)人員采用了簡單而強(qiáng)大的方法來描述藍(lán)牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)上的一個節(jié)點(diǎn)，并且可以與其他節(jié)點(diǎn)進(jìn)行交互。這種方法是基于一組稱為模型的構(gòu)建塊。模型由一系列具有定義的功能和行為的功能組成。有四類模型，包括泛型，傳感器，時序和照明。通用模型是基本構(gòu)建塊，并定義了設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)功能，例如具有簡單的開/關(guān)狀態(tài)的能力。您可以組合通用模型或使用屬性來增強(qiáng)它們。屬性為模型提供了額外的值。

藍(lán)牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)安全問題

Q. 藍(lán)牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)中的安全性如何處理？

藍(lán)牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)是一種真正的工業(yè)級解決方案，包括其安全方法。

使用經(jīng)過驗證的安全算法對添加到網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備進(jìn)行配置。這使用256位橢圓曲線和帶外認(rèn)證來安全地添加設(shè)備。

所有通信都需要使用128位密鑰的AES-CCM進(jìn)行保護(hù)。所有網(wǎng)格消息都被加密和認(rèn)證。

加密和認(rèn)證應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層兩層。網(wǎng)絡(luò)中的所有節(jié)點(diǎn)都可以幫助中繼網(wǎng)絡(luò)層的消息，而無需讀取其內(nèi)容。這些內(nèi)容使用單獨(dú)的應(yīng)用程序密鑰進(jìn)行保護(hù)，提供真正的端到端安全性。

每條消息至少具有64位身份驗證，但對于最長的消息，最多可以擁有多達(dá)1088位的身份驗證。

模型在規(guī)范中組織，以對具有不同安全憑證的不同用戶進(jìn)行交易。這樣可以讓維護(hù)人員完全控制網(wǎng)絡(luò)配置，同時允許員工進(jìn)行互動。

通過在發(fā)送的每個消息上強(qiáng)制新的序列號來防止重播攻擊。

設(shè)備可以通過使用定義的密鑰更新過程在網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)中列入黑名單。在配置期間，每個設(shè)備計算唯一的設(shè)備密鑰，只有配置者知道并可以更新。

消息通過模糊每個發(fā)送的數(shù)據(jù)包和刷新隱私來保護(hù)標(biāo)識。這意味著即使您在走動時攜帶網(wǎng)狀設(shè)備，嗅探網(wǎng)格數(shù)據(jù)包的人也無法跟蹤您。

Q. 什么樣的安全攻擊是藍(lán)牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)設(shè)計來防止的？

通過使用128位密鑰和每個數(shù)據(jù)包上至少64位的身份驗證來防止強(qiáng)力攻擊。

通過使用發(fā)送的每個數(shù)據(jù)包的新序列號并檢查每個收到的數(shù)據(jù)包來防止重播攻擊。

在使用帶外認(rèn)證的配置期間，使用ECDH加密技術(shù)可防止中間人攻擊。

使用密鑰刷新過程阻止垃圾郵件攻擊，允許所有剩余設(shè)備中的密鑰和將已刪除/損壞的設(shè)備列入黑名單。有人拆卸一個被丟棄的設(shè)備，它不能顯示任何安全信息。

通過使不安全位置的設(shè)備與物理上安全的位置具有單獨(dú)的密鑰來防止物理上不安全的設(shè)備攻擊。這可以防止有人攻擊門鈴并發(fā)送消息來解鎖門。

通過使客人和訪問者使用一組單獨(dú)的鍵臨時訪問網(wǎng)絡(luò)，并限制訪問網(wǎng)絡(luò)，從而防止訪問者攻擊。這些客人鑰匙的使用壽命有限。

Q. 使用藍(lán)牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)時，是否會失去隱私？

A. 不，每個網(wǎng)格數(shù)據(jù)包被模糊化以保護(hù)用戶的身份。偵聽網(wǎng)狀分組的攻擊者無法確定哪個設(shè)備發(fā)送該消息，因為沒有標(biāo)識值，例如源或目的地址。每次中繼一個消息時，這個混淆信息被改變，消除了跟蹤消息流的能力。

Q. 如果我的鄰居也有藍(lán)牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)會怎么樣？

A. 每個網(wǎng)格分組包括一個小的標(biāo)識符，用于確定網(wǎng)格分組所屬的網(wǎng)絡(luò)。一個網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備不能解密或認(rèn)證來自另一個網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)格分組，并且它不會中繼這些消息。每個網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)完全隔離。

藍(lán)牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)可靠性問題

Q. 我如何知道我的藍(lán)牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點(diǎn)是否停止工作？

A. 藍(lán)牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點(diǎn)發(fā)出heartbeat消息。此外，還有一個強(qiáng)制性的Health模型，允許設(shè)備發(fā)送故障信息。例如，如果設(shè)備過熱，則會發(fā)送“過熱故障”消息。

Q. 如果節(jié)點(diǎn)斷開，流量是否受影響？

A. 否，中繼停止工作的消息的節(jié)點(diǎn)不會停止網(wǎng)絡(luò)。Flood消息中繼創(chuàng)建一個固有的自愈網(wǎng)絡(luò)，因為消息同時通過多條路由發(fā)送。

藍(lán)牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)其他問題

Q. 規(guī)格何時可用？

A. 藍(lán)牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)規(guī)范以及使用網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)支持來限定藍(lán)牙產(chǎn)品所需的工具現(xiàn)已提供。

Q. Bluetooth Mesh網(wǎng)絡(luò)規(guī)范的資質(zhì)認(rèn)證過程是否與其他藍(lán)牙規(guī)范有所不同？

A. 不，過程是一樣的。Core Specification Addendum 6 （CSA 6）引入了新的藍(lán)牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)術(shù)語，但產(chǎn)品類型類別和允許組合（在Bluetooth Core Specification第0卷中定義）不變，成員仍然負(fù)責(zé)滿足資格認(rèn)證計劃的資格要求參考文件（PRD）。要了解有關(guān)為Bluetooth Mesh或任何其他藍(lán)牙規(guī)范限定新的或修改的產(chǎn)品的更多信息，請查看藍(lán)牙Qualification Process。

Q. 今天可以使用藍(lán)牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)開始符合產(chǎn)品嗎？

A. 是的，如果您準(zhǔn)備好符合Bluetooth Mesh的新產(chǎn)品或修改后的產(chǎn)品。

Q. 我可以通過Bluetooth Mesh低功耗功能來限定我現(xiàn)有的藍(lán)牙產(chǎn)品嗎？

A. 否，現(xiàn)有產(chǎn)品無法支持Bluetooth Mesh。然而，這些產(chǎn)品可能已經(jīng)具有被添加到網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)上的固有能力。

Q. 我應(yīng)該知道有藍(lán)牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的任何品牌改變嗎？

A. 不，所有合格的藍(lán)牙產(chǎn)品繼續(xù)使用藍(lán)牙組合標(biāo)記和/或圖形標(biāo)記。