浅析Mesh组网方案的底层基础之1905.1协议

移动开发
mesh为全屋智能组网提供了一种较为有效的解决方案。智慧家庭AOS团队期望为家庭用户提供操作简单、工作高效的mesh组网方案。本文主要介绍1905.1协议的概述、框架及消息类型。

Part 01

IEEE 1905.1概述 

1905.1定义了一个抽象层(Abstraction Layer,AL)。1905.1 AL为多种家庭网络技术提供公共的数据与控制访问,如IEEE Std 1901-2010,IEEE Std 802.11-2012,IEEE Std 802.3-2008以及MoCA 1.1。

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图1 概述

1905.1具有易用性,健壮性,吞吐量大,多路流,负载均衡,QoS,兼容性强,安全性高,可诊断性强等优点。

Part 02

IEEE 1905.1框架 

1905.1 AL位于LLC(Logical Link Control,LLC)和MAC(Media Access Control)之间。1905.1设备使用EUI-48(1950.1 AL MAC)标识1905.1 AL,且必须在本地管理1905.1 AL MAC以确保不会与其相连设备的MAC或1905.1 AL MAC发生冲突。

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图2 模型

1905.1 ALME(Abstraction Layer Management Entity)对1905.1 AL进行管理。1905.1 HLE(Higher-Layer Entity)则通过ALME_GET/SET类消息与1905.1 ALME进行交互。

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图3 抽象层管理模型

ALME_GET/SET类指令如下:

  • ALME-GET-INTF-LIST.request/response:请求/响应1905.1接口列表
  • ALME-SET-INTF-PWR-STATE.request/confirm:设置/确认1905.1接口状态配置
  • ALME-GET-INTF-PWR-STATE.request/response:获取/响应1905.1接口状态
  • ALME-SET-FWD-RULE.request/confirm:请求/确认转发规则配置
  • ALME-GET-FWD-RULES.request/response:请求/响应转发规则
  • ALME-MODIFY-FWD-RULE.request/confirm:请求/确认转发规则修改
  • ALME-REMOVE-FWD-RULE.request/confirm:请求/确认转发规则删除
  • ALME-GET-METRIC.request/response:请求/响应1905.1链路开销

Part 03

IEEE 1905.1 CMDU 

​1905.1 AL通过1905.1 CMDU(Control Message Data Unit)进行交互。以太网帧头部中以太网类型字段置为0x893A。当1905.1 CMDU超出以太网帧最大长度时,需要进行分片,接收方在接收到所有CMDU分片后进行重组,然后向上层应用传输。

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图4 1905.1网络

1905.1 CMDU目前支持如下消息类型:

  • Topology discovery message:拓扑发现消息,0x0000
  • Topology notification message:拓扑通知消息,0x0001
  • Topology query message:拓扑请求消息,0x0002
  • Topology response message:拓扑响应消息,0x0003
  • Vendor specific message:厂商指定消息,0x0004
  • Link metric query message:链路开销请求信息,0x0005
  • Link metric response message:链路开销响应信息,0x0006
  • AP-autoconfiguration search message:0x0007
  • AP-autoconfiguration response message:0x0008
  • AP-autoconfiguration Wi-Fi simple configuration(WSC) message:0x0009
  • AP-autoconfiguration renew message:0x000A
  • 1905.1 push button event notification message:0x000B
  • 1905.1 push button join notification message:0x000C

Part 04

IEEE 1905.1拓扑发现协议 

1905.1拓扑发现协议主要实现以下功能:

1.发现1905.1设备或IEEE 802.1网桥,更新数据库

2.感知网络拓扑变化

3.确定可以访问哪些设备,并推测出更完整的网络拓扑

1905.1拓扑发现协议包括如下三个步骤:

1.多播发现:发现相邻设备,并推测其与相邻1905.1设备之间是否存在IEEE 802.11网桥

2.单播请求/响应:向其他1905.1设备发起请求,以获取该设备信息及其邻居

3.转发的多播拓扑通知:获取其他1905.1设备变化的通知信息

1905.1拓扑发现协议包含五类消息:

1.拓扑发现消息(邻居多播)

1905.1 ALME向每个相邻1905.1设备发送拓扑发现消息以获取设备邻居,并据此构建更完整的网络拓扑。

发生如下事件,需要在1秒内发送一条拓扑发现消息👇

1)距离上一次发送拓扑发现消息超过60秒

2)设备初始化

3)接口连接

1905.1ALME可能在等待特定事件(如初始化后所有接口准备完成)完成后发送第一条拓扑发现协议。

2.IEEE 802.1网桥发现消息(邻居多播)

如果1905.1 ALME发送了拓扑发现协议,也必须要发送一条IEEE 802.1网桥发现消息。消息类型为LLDPDU,发送至最近的网桥多播地址(01-80-C2-00-00-0E)。1905.1 AL不影响LLDP正常操作。

3.拓扑请求消息(单播)

4.拓扑响应消息(单播)

5.拓扑通知消息(转发的多播)

如果1905.1 ALME监测到拓扑信息发生变化,需要在1秒内构造并发送拓扑通知消息。如果1905.1 ALME接收到拓扑通知消息,需要进行转发。

责任编辑:庞桂玉 来源: 移动Labs
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