藍(lán)牙Mesh

有很多理由能夠說服我們，藍(lán)牙m(xù)esh網(wǎng)絡(luò)將成為最成功的低功耗物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。

其1.0版本大幅超出了所有人的預(yù)期。它具備所有的基本要素，包括極度深入且靈活的應(yīng)用層（詳見mesh模型與mesh設(shè)備屬性規(guī)格）。它將改變我們周圍事物的通信方式，在此之前，讓我們先看看到底是什么讓這一全新的全球化技術(shù)具有如此革命性的意義。

藍(lán)牙m(xù)esh涉及了許多新穎而獨特的概念，但其主要資產(chǎn)在于數(shù)據(jù)包，這也是它的一個差異化因素。它非常緊湊，這種緊湊性有助于確保藍(lán)牙m(xù)esh網(wǎng)絡(luò)的頻譜效率和吞吐量。

走進(jìn)數(shù)據(jù)包

藍(lán)牙m(xù)esh是首個能夠滿足物聯(lián)網(wǎng)之巨大期望的無線標(biāo)準(zhǔn)。

無線電是一種共享型媒介，而沖突就是其需要解決的主要問題之一。這很簡單：更短小的數(shù)據(jù)包就會意味著更少的沖突。但是能做到多么短小呢？答案就在mesh配置文件規(guī)格 3.4.4節(jié)：最多29個字節(jié)。

當(dāng)然，這樣的設(shè)計也是從基礎(chǔ)開始的：壓縮的二進(jìn)制有效載荷，而非文本表示。覆蓋廣泛的用例（包括互聯(lián)照明、樓宇自動化和傳感器），應(yīng)用程序有效載荷的11個字節(jié)看起來也正合適。操作碼為1-2個字節(jié)，參數(shù)最多為10個字節(jié)，參數(shù)包括傳感器的測量值、或具有轉(zhuǎn)換時間的多維照明（亮度、色調(diào)、飽和度）。

安全與控制

除此以外，有兩個項目可能被視為額外但是必要的負(fù)擔(dān)：尋址/傳輸控制（SRC、DST、CTL + TTL：共5個字節(jié)）和安全性（IVI + NID、SEQ 、AppMIC和NetMIC）。

IVI + NID為1個字節(jié)。這一字節(jié)有助于識別網(wǎng)絡(luò)（這是否為我所知、并擁有密鑰可與之交互的網(wǎng)絡(luò)？）。SEQ是3個字節(jié)，連同緩慢傳輸?shù)腎V索引這一獨特的概念，形成了一個7字節(jié)長的序列號。在mesh網(wǎng)絡(luò)上發(fā)送的每個數(shù)據(jù)包都根據(jù)給定的SRC地址，具有唯一的序列號。這里的智能之處在于空中接口數(shù)據(jù)包中僅包含3個字節(jié)。其余的4個字節(jié)變化緩慢，并且被網(wǎng)絡(luò)所知曉。

序列的必要性體現(xiàn)在兩個方面：檢測中繼數(shù)據(jù)包（非常小規(guī)模的安全攻擊），同時也是作為當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)用程序的關(guān)鍵組成部分 - 參見上述規(guī)格 的第3.8.5節(jié)。

信息完整性檢查

MIC（消息完整性檢查）定義了系統(tǒng)的安全級別。藍(lán)牙m(xù)esh網(wǎng)絡(luò)具有雙層安全保護(hù)--網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。消息可以通過兩個獨立的密鑰來進(jìn)行保護(hù)。這對于中繼節(jié)點是有用的，能讓其在網(wǎng)絡(luò)層上對消息進(jìn)行認(rèn)證，但卻無法篡改應(yīng)用有效載荷。將信息中繼到門鎖的燈泡無法將有效載荷從打開改變?yōu)殛P(guān)閉，而只能檢查數(shù)據(jù)包是否屬于它自己所在的網(wǎng)絡(luò)。

網(wǎng)絡(luò)層MIC可為8或4個字節(jié)長。當(dāng)其為較短的形式時，它與應(yīng)用層MIC結(jié)合，仍可為8或4個字節(jié)長。最終的結(jié)果是應(yīng)用程序的有效載荷具有強(qiáng)大安全性、以及靈活的尋址能力，足以滿足幾乎所有樓宇自動化、照明控制和傳感器應(yīng)用程序所需。

而這一切都存在于非常緊湊的外形中。結(jié)合低功耗藍(lán)牙（Bluetooth Low Energy）提供的調(diào)制方案，它也是“身輕如燕”，且包括了所有必要的無線接口字段，如前導(dǎo)碼、訪問地址和CRC，總共為47個八位字節(jié)。結(jié)果上，單一頻率上的單次傳輸時間少于400μs。相較于當(dāng)前其他無線技術(shù)，其傳輸類似消息所需的時間要少10倍。當(dāng)采用藍(lán)牙5引入的全新2M PHY時，這一優(yōu)勢還可能會翻倍。

頻譜效率

任何無線系統(tǒng)的成功從根本上都有賴于頻譜效率。這就像一架客機(jī)的成功從根本上有賴于其燃油效率一樣。談到低功耗、超短消息等，藍(lán)牙m(xù)esh比其他無線解決方案強(qiáng)出一個數(shù)量級。就數(shù)據(jù)傳輸而言，這是首個能夠滿足物聯(lián)網(wǎng)時代巨大期望的無線標(biāo)準(zhǔn)。