ble sig mesh消息格式分析

蓝牙 Mesh (Bluetooth SIG Mesh) 的数据格式采用分层结构每一层都有其特定的数据单元和职责一.承载层 (Bearer Layer)承载层定义了消息如何在物理媒介上传输。蓝牙 Mesh 主要支持两种承载方式广播承载 (Advertising Bearer): 使用 BLE 广播包来传输 Mesh 消息。为了兼容性单个广播包的有效载荷Payload通常被限制在 31 字节。GATT 承载 (GATT Bearer): 允许不支持 Mesh 的设备如手机通过 BLE GATT 连接与 Mesh 网络通信。它通过 Mesh 代理服务中的特征值来收发数据。二.网络层 (Network Layer)网络层负责消息的路由、中继和安全性。其核心数据结构是网络协议数据单元Network PDU格式如下字段名称长度描述IVI1 位IV Index 的最低有效位用于加密和认证source_group_web_2。NID7 位网络标识符从网络密钥NetKey派生用于标识解密所需的密钥source_group_web_3。CTL1 位控制消息标志标记该消息是否为网络控制消息source_group_web_4。TTL7 位生存时间定义消息可以被中继的最大跳数source_group_web_5。SEQ24 位序列号用于防止消息重放攻击source_group_web_6。SRC16 位源地址消息发送者的单播地址source_group_web_7。DST16 位目标地址消息接收者的地址source_group_web_8。TransportPDU8-128 位传输层协议数据单元即经过加密的上层数据source_group_web_9。NetMIC32-64 位网络层消息完整性校验码确保消息在网络层未被篡改source_group_web_10。三。传输层 (Transport Layer)传输层负责端到端的安全和消息分段。当上层消息过大无法在一个网络层数据包中容纳时例如超过 11 字节的有效载荷传输层会自动进行分段处理。对于 vendor op code 来说当 parameters 大于 8 个 byte(811-3)的时候mesh 协议栈就会自动执行分包发送用户不需要介入分段消息的格式如下字段名称长度描述SEG1 位分段标志SEG1表示这是一个分段消息。AKF/AID7 位应用密钥标志/应用密钥标识符用于应用层数据的加密source_group_web_12。SZMIC1 位分段消息完整性校验码大小指定校验码是 32 位还是 64 位。SeqZero13 位消息序列号的低 13 位用于重组时识别属于同一条消息的分段。SegO5 位分段偏移表示当前是第几个分段。SegN5 位总分段数表示这条消息总共被分成了多少个分段。Segment m8-64 位当前分段的消息内容source_group_web_13。四。接入层 (Access Layer)接入层是应用层与传输层之间的接口它定义了消息的实际内容和操作。其格式由操作码Opcode和参数Parameters组成字段名称长度描述Opcode1, 2 或 3 字节操作码定义了要执行的操作。1 或 2 字节的 Opcode 由蓝牙技术联盟SIG定义3 字节的 Opcode 由厂商自定义包含 2 字节的厂商 IDsource_group_web_14。Parameters0 到 379 字节应用层参数包含操作所需的具体数据source_group_web_15。地址类型 (Addressing)网络层使用 16 位地址来标识消息的源和目标主要分为以下几种类型未分配地址 (Unassigned Address): 0x0000表示元素尚未被配置。单播地址 (Unicast Address): 0x0001 - 0x7FFF分配给节点中的每个元素用于一对一通信。组地址 (Group Address): 0xC000 - 0xFFFF用于一对多通信如组控制和发布/订阅。虚拟地址 (Virtual Address): 一种特殊的组地址与一个 128 位的 UUID 相关联通过哈希算法映射到 16 位地址。