IEEE 802 15 4協議完整中文版 5

2021-07-13 15:20:17 字數 2685 閱讀 1901

出處:

eee 802.15.4 lr-wpan引入了許多機制提高資料成功傳輸的機率,包括csma/ca, 幀確認,資料校驗。5.5.4.1到5.5.4.3將簡要介紹這些機制。

5.5.4.1 csma/ca機制

依賴於網路配置,ieee 802.15.4 lr-wpan存在兩種通道訪問機制。非信標模式的pan使用非時隙的csma/ca訪問通道,這將在7.5.1中描述。當裝置每次想傳輸資料幀或者命令幀時,它會等待乙個隨機時間,然後再判斷通道是否是空閒的。如果發現通道是空閒的,裝置就可以傳輸它的資料。如果發現忙,通道會再次等待另乙個隨機時間,然後再嘗試訪問通道。傳送確認幀時不使用csma/ca機制。

信標模式的pan使用時隙csma/ca機制訪問通道,且其退避時隙與信標是對齊的。乙個pan網路內的所有裝置的退避時隙與pan協調器是對齊的。當裝置每次想在競爭接入階段傳遞資料幀時,它將定位在下乙個退避時隙時刻,然後等待隨機個退避時隙再進行通道忙閒檢測。如果通道依然忙,裝置將再次等待隨機個退避時隙,然後再次嘗試訪問通道。如果通道是空閒的,裝置就在下乙個退避時隙內傳輸資料。確認幀和信標幀不適用csma/ca機制。

5.5.4.2 幀確認機制

當接收端成功接收到(並校驗)資料幀或者mac命令幀,可以根據需要傳送乙個確認幀。如果接收裝置由於某種原因不能處理接收的資料幀,就不會傳送確認幀。

如果傳送方在傳送後的一段時間內沒有收到確認幀,它就認為傳輸失敗,並進行重傳。如果經過多次重傳後依然沒有收到確認幀,傳送方可以選擇終止傳輸或者再次嘗試。如果不需要接收幀,傳送方則總是假設傳輸是成功的。

5.5.4.3 資料校驗

為了檢測位錯誤,使用了乙個fcs機制。fcs機制採用crc校驗來檢測每幀是否有錯誤。 

7.2.1.9將討論fcs機制。

在使用本標準的很多應用中,裝置都是通過電池供電的,替換電池或者經常充電是不現實的。因此,電源消耗是乙個重點關注的內容。在開發本標準時,制定者們的腦海中一直記得有限電源**的概念。不過,本標準的物理實現需要考慮額外的電源管理,這不屬於本標準的討論範圍。 

本協議非常適合於電池供電的裝置。為了達到節能的目的,電池供電的裝置需要週期性暫停(duty-cycling,不知道咋翻譯),因此裝置多數時候都處於睡眠狀態。不過,裝置也需要週期性偵聽rf通道,以判斷是否有訊息到來。因此,應用設計者需要在電池消耗與訊息延遲之間做權衡。如果裝置供電充足,完全可以連續地偵聽rf通道。

從安全的角度考慮,無線ad hoc網路與其它任何無線網路沒有任何不同。由於對電報的訪問不需要加入到通訊的過程中,所以無線網路很容易被攻擊,比如被竊聽,甚至被篡改。ad hoc網路的自身特性以及追求低成本增加了額外的安全約束條件,這可能導致這些網路更難處理安全問題。 由於裝置是低成本的,所以它的計算能力、儲存容量、電源**都是有限的。通訊不能依賴固定基礎設施的網路可用性,也不能依賴之前從來沒有通訊過的裝置的短期關係。這些約束條件嚴格限制了加密演算法和協議的選擇,影響了安全架構的設計。建立和維護裝置間可信賴的關係需要很小心。大多數安全架構可以在高層實現,因此不屬於本標準的討論範圍。 

本標準中的加密機制基於對稱金鑰,利用上層程序提供的金鑰。建立、維護這些金鑰不屬於本標準的討論範圍。該機制假設已經安全實現了密碼操作、金鑰內容的可靠儲存。 

該密碼機制基於下列安全服務進行組合: 

—— 資料機密:保證傳輸的資訊只暴露給對方 

—— 資料可靠性:保證傳輸資訊源 

—— 重播保護:保證能夠檢測到多個相同資訊 

幀的加密保護很靈活,可以使用乙個在兩個對等裝置間共享的金鑰(鏈結金鑰),也可以使用乙個在一群裝置間共享的金鑰(組金鑰)。相關應用需要在金鑰儲存和金鑰維護成本之間進行權衡。如果在對等通訊中使用組金鑰,提供的保護只能作用於金鑰組之外的其它裝置。 

關於保護mac幀的更多密碼安全機制的資訊資訊請參考條款7。

本子條款服務原語的概念做乙個簡單介紹,更多資訊請參考iso/iec 8802.2。 

每一層的服務主要完成兩種功能:根據它的下層服務要求,為上層提供相應的服務;另一種是根據上層的服務要求,對它的下層提供相應的服務。各項服務是通過服務原語來實現的圖14描述了原語的概念,在圖中,描述了乙個具有 n 個使用者的網路中,兩個對等使用者以及他們與 m 層(或子層)對等協議實體建立連線的服務原語。 

服務是由 n 使用者和 n 層之間的資訊流的描述來指定的。該資訊流由離散的瞬時事件構成,以提供服務為特徵。每個事件由服務原語組成,它將在乙個使用者的某一層,通過該層的服務接入點( sap)與建立對等連線的使用者的相同層之間傳送。服務原語通過提供一種特定的服務來傳輸必需的資訊。這些服務原語是乙個抽象的概念,它們僅僅指出提供的服務內容,而沒有指出由誰來提供這些服務。它的定義與其他任何介面的實現無關。 

由代表其特點的服務原語和引數的描述來制定一種服務。一種服務可能有乙個或多個相關原語,這些原語構成了與具體服務相關的執行指令。每種服務原語提供服務時,可能不帶有傳輸資訊,也可能帶有多個傳輸必須的資訊引數。 

原語通常分為如下面 4 種型別: 

—— 請求:請求原語從第 n 使用者傳送到它的第 n 層,請求服務開始。 

—— 指示:指示原語是從第 n 層向第 n 使用者傳送,指示對於第 n 使用者有重要意義的內部 n 層的事件。該事件也許與乙個遠端服務請求邏輯相關,或者可能是由 n 層的內部事件引起。 

—— 響應:響應原語是從第 n 使用者向它的第 n 層來表示對使用者執行上一條原語調用過程的響應。 

—— 確認:確認原語是由第 n 層向第 n 使用者傳送,用來傳送乙個或多個前面服務請求原語的執行結果。

IEEE 802 15 4協議完整中文版 8

出處 出處 本子條款介紹了通道掃瞄 鑑別 pan 識別符號是否衝突 啟動 pan 網路的過程。7.5.2.1 通道掃瞄 7.5.2.2 解決 pan 識別符號衝突 7.5.2.3 啟動 pan 網路 7.5.2.4 產生信標 7.5.2.5 發現裝置 本子條款描述了 mac 幀 mpdu 的格式。m...

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