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“高萌预警”图解wi-sun节点入网流程
来源:利尔达科技 作者:刘建 日期:2020-04-14 浏览量:909

  wi-sun(wirelesssmart ubiquitous network)技术基于ieee 802.15.4g、ieee 802和ietf ipv6标准的开放规范。wi-sun fan是一种网状网络协议,具有自组网功能和自我修复(self-healing)功能。今天我们主要探讨一下wi-sun网络中,一个node的入网流程。


  首先我们明确一下wi-sun网络中的三种角色,分别是:

  ·board router,边缘主节点。

  ·router node,具有中继功能的node。

  ·leaf node,没有中继功能的node。

  后文中我们用node代指router node和leaf node。


  如果一个节点要入网,有两个大的步骤,一个是通过广播帧、配置帧等加入这个pan,二是通过dio、dao、dis等消息选择合适的父节点,加入拓扑。下面主要从这两个步骤解析一个新的node是如何一步一步加入一个wi-sun网络的。


  这里首先介绍第一步,

  一个新node如何加入一个pan:

  它分为:发送获取广播帧,身份验证,获取配置帧,入网几个步骤(profile中分解为4个状态)。


  在此之前我们先介绍wi-sun的链路层中与加入pan有关的4种帧,分别是:

  ·pa:广播帧,board router和在网的node会发送广播帧,该帧提供了node从一个或从几个pan中选择一个进行安全连接所需的最少信息,该帧是明文发送。

  ·pas:广播请求帧,未入网的node请求pa的帧,该帧是明文发送。

  ·pc:配置帧,board router和在网的node会发送配置帧,该帧提供了跳频计划列表、组密匙等信息,该帧是加密发送。

  ·pcs:配置请求帧,收到广播帧后但还未入网的node请求pc的帧,该帧是明文发送。


  步骤1:首先一个新的node上电后,处于无网络状态,该node没有关于可用邻居或pan的信息(也没有信道跳频时间表等等)。为了发现可用的pan,节点发送pan广播请求帧(pas)并侦听pan广播帧(pa)。

  步骤2:周围已经在网的node收到这个节点的广播请求帧(pas)后,便以最快频次发送广播帧(pa)。

  步骤3:新的node收到广播帧(pa)后,从广播帧中提取数据以此判断自己是否要加入该pan,其中包含网络名称、路由方式等与自己的设置是否一致。如果收到多个pan的广播帧,该节点还要计算一个cost值,选取最优的pan加入。

  步骤4:一旦选定了某一个pan,该node就会开始于这个pan进行身份验证并获取密匙集,如果无法通过验证,将会恢复到步骤1的无网络状态。注意在这个时候该node已经可以开始发该pan的广播帧了。

  步骤5:在通过验证并获取密匙集之后,该新node开始发送配置请求帧(pcs),向周围node请求配置帧(pc)。

  步骤6:收到pc帧并成功解密后,该node就获取了该pan的所有配置,至此该node就已经成为了这个pan中的一员。它将会承担起发送pa帧和pc帧的任务,如果监听到有pas或者pcs帧,那么它需要以最快频次发送对应的pa或者pc帧。

  至此,该node已经成为了这个pan中的一员,但是它的拓扑还未形成,换句话说,这个node还没有父节点,那么该node的路由又是如何形成的呢?


  请期待下一章


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