Cili është ndryshimi midis bluetooth 4.0 dhe 4.1. Çfarë është Bluetooth

Shtëpi / Instalimi i pajisjes
  • Teknologjitë me valë
  • pershendetje.

    Më 3 dhjetor 2014, Bluetooth SIG njoftoi zyrtarisht specifikimin versionet bluetooth 4.2.
    Njoftimi për shtyp identifikon 3 risitë kryesore:

    • rritja e shpejtësisë së marrjes dhe transmetimit të të dhënave;
    • aftësia për t'u lidhur me internetin;
    • përmirësimin e privatësisë dhe sigurisë.
    Pika kryesore e deklaratës për shtyp: versioni 4.2 - ideal për Internetin e Gjërave (IoT).
    Në këtë artikull dua t'ju tregoj se si zbatohen këto 3 pika. Kushdo i interesuar është i mirëpritur.

    Gjithçka e përshkruar më poshtë vlen vetëm për BLE, le të shkojmë...

    1. Rritja e shpejtësisë së marrjes dhe transmetimit të të dhënave të përdoruesit.


    Disavantazhi kryesor i BLE ishte shpejtësia e ulët e transferimit të të dhënave. Edhe pse pa marrë parasysh se si e shikoni, BLE fillimisht u shpik për të kursyer energjinë e burimit që furnizon pajisjen. Dhe për të kursyer energji, duhet të kontaktoni me ndërprerje dhe të transferoni pak të dhëna. Sidoqoftë, në të njëjtën kohë, i gjithë Interneti është i mbushur me indinjatë për shpejtësinë e ulët dhe pyetje në lidhje me mundësinë e rritjes së tij, si dhe rritjen e madhësisë së të dhënave të transmetuara.

    Dhe me ardhjen e versionit 4.2, Bluetooth SIG njoftoi një rritje të shpejtësisë së transmetimit me 2.5 herë dhe madhësinë e paketës së transmetuar me 10 herë. Si e arritën këtë?

    Më lejoni t'ju them se këta 2 numra janë të lidhur me njëri-tjetrin, domethënë: shpejtësia është rritur sepse madhësia e paketës së transmetuar është rritur.

    Le të shohim PDU (njësia e të dhënave të protokollit) të kanalit të të dhënave:


    Çdo PDU përmban një kokë 16-bit. Pra, ky titull në versionin 4.2 është i ndryshëm nga titulli në versionin 4.1.

    Këtu është kreu i versionit 4.1:

    Dhe këtu është kreu i versionit 4.2:

    Shënim: RFU (Rezervuar për përdorim në të ardhmen) - fusha e caktuar nga kjo shkurtesë është e rezervuar për përdorim në të ardhmen dhe është e mbushur me zero.

    Siç mund ta shohim, 8 bitet e fundit të kokës janë të ndryshme. Fusha Length është shuma e gjatësive të ngarkesës dhe fushës MIC (Message Integrity Check) që gjendet në PDU (nëse kjo e fundit është e aktivizuar).
    Nëse në versionin 4.1 fusha "Gjatësia" ka një madhësi prej 5 bitësh, atëherë në versionin 4.2 kjo fushë ka një madhësi prej 8 bitësh.

    Nga këtu është e lehtë të llogaritet se fusha "Gjatësia" në versionin 4.1 mund të përmbajë vlera në intervalin nga 0 në 31, dhe në versionin 4.2 në intervalin nga 0 në 255. Nëse zbresim gjatësinë e fushës MIC (4 oktete) nga vlerat maksimale, marrim se ngarkesa e dobishme mund të jetë përkatësisht 27 dhe 251 oktete për versionet 4.1 dhe 4.2. Në fakt, sasia maksimale e të dhënave është edhe më e vogël, sepse Ngarkesa përmban gjithashtu të dhëna shërbimi L2CAP (4 oktete) dhe ATT (3 oktete), por ne nuk do ta marrim parasysh këtë.

    Kështu, madhësia e të dhënave të transmetuara të përdoruesit është rritur afërsisht 10 herë. Sa i përket shpejtësisë, e cila, për disa arsye, është rritur jo 10 herë, por vetëm 2.5 herë, atëherë nuk mund të flasim për një rritje proporcionale, sepse gjithçka varet edhe nga garancia e shpërndarjes së të dhënave, sepse garantimi i shpërndarjes së 200 bajteve është një pak më e vështirë se 20.

    2. Mundësia e lidhjes në internet.

    Ndoshta risia më interesante është arsyeja pse Bluetooth SIG njoftoi se versioni 4.2 e bën Internetin e Gjërave (IoT) më të mirë falë kësaj veçorie.

    Kthehu në versionin 4.1, L2CAP shtoi modalitetin "LE Credit Flow Control Mode". Kjo mënyrë ju lejon të kontrolloni rrjedhën e të dhënave duke përdorur të ashtuquajturat. skema e bazuar në kredi. E veçanta e skemës është se ajo nuk përdor pako sinjalizuese për të treguar sasinë e të dhënave që transferohen, por kërkon nga një pajisje tjetër një kredi për një sasi të caktuar të dhënash që do të transferohen, duke përshpejtuar kështu procesin e transferimit. Në këtë rast, sa herë që pala marrëse merr një kornizë, zvogëlon numëruesin e kornizës dhe kur arrihet korniza e fundit, mund të prishë lidhjen.

    3 kode të reja janë shfaqur në listën e komandave L2CAP:
    - Kërkesa për kyçje me bazë kredie LE – kërkesë për kyçje sipas skemës së kreditit;
    - Përgjigja e Lidhjes së Bazuar në Kredi LE – përgjigje ndaj lidhjes bazuar në skemën e kredisë;
    - Kredi LE Flow Control – mesazh për mundësinë e marrjes së kornizave shtesë LE.

    Në paketën “LE Kërkesë për lidhje të bazuar në kredi”


    ka një fushë "Kreditë fillestare" me gjatësi 2 oktete, që tregon numrin e kornizave LE që pajisja mund të dërgojë në nivelin L2CAP.

    Në paketën e përgjigjeve "Përgjigja e Lidhjes së Bazuar në Kredi LE"


    e njëjta fushë tregon numrin e kornizave LE që një pajisje tjetër mund të dërgojë, dhe fusha "Rezultat" tregon gjithashtu rezultatin e kërkesës për lidhje. Një vlerë prej 0x0000 tregon sukses, vlerat e tjera tregojnë një gabim. Konkretisht, një vlerë prej 0x0004 tregon se lidhja u refuzua për shkak të mungesës së burimeve.

    Kështu, tashmë në versionin 4.1 u bë e mundur transferimi i një sasie të madhe të të dhënave në nivelin L2CAP.
    Dhe tani, pothuajse njëkohësisht me lëshimin e versionit 4.2, publikohet sa vijon:

    • shërbimi: “IP Support Service” (IPSS).
    • Profili IPSP (Internet Protocol Support Profile), i cili përcakton mbështetjen për transmetimin e paketave IPv6 ndërmjet pajisjeve që kanë BLE.
    Kërkesa kryesore e profilit për nivelin L2CAP është "Lidhja e bazuar në kredinë LE", e cila u shfaq në versionin 4.1, e cila, nga ana tjetër, ju lejon të transmetoni paketa me një MTU >= 1280 oktete (shpresoj që sugjerimi në figurë është e qartë).

    Profili përcakton rolet e mëposhtme:
    - roli i ruterit – përdoret për pajisjet që mund të drejtojnë paketat IPv6;
    - Roli i nyjes (Nyja) – përdoret për pajisjet që mund të marrin ose dërgojnë vetëm paketa IPv6; kanë funksionalitetin e zbulimit të shërbimit dhe kanë një shërbim IPSS që lejon ruterat të zbulojnë këtë pajisje;

    Pajisjet me rolin e ruterit që duhet të lidhen me një ruter tjetër mund të kenë rolin pritës.

    Mjaft e çuditshme, transmetimi i paketave IPv6 nuk është pjesë e specifikimit të profilit dhe është specifikuar në IETF RFC "Transmetimi i paketave IPv6 përmes Bluetooth me energji të ulët". Ky dokument identifikon një pikë tjetër interesante, përkatësisht, që gjatë transmetimit të paketave IPv6, përdoret standardi 6LoWPAN - ky është një standard për ndërveprimin duke përdorur protokollin IPv6 mbi rrjetet personale pa tel me fuqi të ulët të standardit IEE 802.15.4.

    Shikoni foton:


    Profili specifikon që IPSS, GATT dhe ATT përdoren vetëm për zbulimin e shërbimit dhe GAP përdoret vetëm për zbulimin e pajisjes dhe vendosjen e lidhjes.

    Por ai i theksuar me të kuqe thjesht do të thotë që transmetimi i paketave nuk përfshihet në specifikimet e profilit. Kjo i lejon programuesit të shkruajë zbatimin e tij të transmetimit të paketave.

    3. Privatësia dhe siguria e përmirësuar.

    Një nga përgjegjësitë e menaxherit të sigurisë (SM) është të çiftojë dy pajisje. Procesi i çiftimit krijon çelësa që më pas përdoren për të enkriptuar komunikimet. Procesi i çiftëzimit përbëhet nga 3 faza:
    • shkëmbimi i informacionit për metodat e çiftimit;
    • gjenerimi i çelësave afatshkurtër (Short Term Key (STK));
    • shkëmbimi i çelësave.
    Në versionin 4.2, faza 2 u nda në 2 pjesë:
    • gjenerimi i çelësave afatshkurtër (Çelësi afatshkurtër (STK)) i quajtur "çiftim i trashëgimisë LE"
    • gjenerimi i çelësave afatgjatë (Long Term Key (LTK)) të quajtur "LE Secure Connections"
    Dhe faza e parë u shtua me një metodë tjetër çiftimi: "Krahasimi numerik" i cili funksionon vetëm me opsionin e dytë të fazës së dytë: "Lidhjet e sigurta LE".

    Në këtë drejtim, përveç 3 funksioneve ekzistuese, në kutinë e veglave kriptografike të menaxherit të sigurisë janë shfaqur edhe 5 funksione të tjera dhe këto 5 përdoren vetëm për shërbimin e procesit të ri të çiftimit “LE Secure Connections”. Këto funksione gjenerojnë:

    • LTK dhe MacKey;
    • variablat konfirmues;
    • variablat e kontrollit të vërtetimit;
    • Numrat 6-shifrorë që përdoren për shfaqje në pajisjet e lidhura.
    Të gjitha funksionet përdorin algoritmin e enkriptimit AES-CMAC me një çelës 128-bit.

    Pra, nëse gjatë çiftimit në fazën e 2-të duke përdorur metodën “LE legacy pairing”, janë gjeneruar 2 çelësa:

    • Çelësi i përkohshëm (TK): çelësi i përkohshëm 128-bit i përdorur për të gjeneruar STK;
    • Çelësi afatshkurtër (STK): çelësi i përkohshëm 128-bit i përdorur për të enkriptuar lidhjen
    më pas duke përdorur metodën “LE Secure Connections”, krijohet 1 çelës:
    • Çelësi afatgjatë (LTK): Një çelës 128-bit i përdorur për të enkriptuar lidhjet pasuese.
    Si rezultat i kësaj inovacioni kemi marrë:
    • duke parandaluar gjurmimin, sepse Tani, falë "Krahasimit numerik", është e mundur të kontrolloni aftësinë për t'u lidhur me pajisjen tuaj.
    • përmirësimin e efikasitetit të energjisë, sepse nuk kërkon më energji shtesë për të rigjeneruar çelësat në secilën lidhje.
    • Kriptimi standard i industrisë për të siguruar të dhëna të ndjeshme.
    Sado e çuditshme që mund të duket, duke përmirësuar sigurinë ne kemi përmirësuar efikasitetin e energjisë.

    4. A është tashmë e mundur të prekësh?


    Po, kam.
    NORDIC Semiconductor ka lëshuar "nRF51 IoT SDK" i cili përfshin një pirg, biblioteka, shembuj dhe API për pajisjet e serisë nRF51. Kjo përfshin:

    • Çipat nRF51822 dhe nRF51422;
    • nRF51 DK;
    • nRF51 Dongle;
    • nRF51822 EK.
    Nga

    Të gjithë telefonat inteligjentë modernë janë të pajisur me Bluetooth të gjeneratës së katërt – disa kanë versionin 4.0, disa 4.1 dhe disa 4.2. Ndërkohë, doli versioni i pestë i “dhëmbit blu”. Në këtë artikull do të flasim për avantazhet e tij ndaj Bluetooth 4.2 dhe se si këto avantazhe do të zbatohen në praktikë.

    Dy herë më shpejt

    Të dhënat përmes Bluetooth gjeneratës së 5-të tani do të transmetohen me shpejtësi maksimale6,25 MB/s – më parë 3,125 MB/s. Kjo është ende shumë më pak se konkurrentët me kabllo:

    • Apple Lightning - 60 MB/s
    • USB 2.0 – 60 MB/s
    • USB 3.0 – 625 MB/s
    • USB 3.1 - 1210 MB/s

    Por kjo është arsyeja pse ato janë të lidhura me tela!

    Si rezultat, shpejtësia e sinkronizimit do të rritet orë inteligjente me një smartphone, elemente Internet of Things me njëri-tjetrin dhe me bazën.

    Katër herë më tej

    Gama e ambienteve të brendshme është rriturnga 10 deri në 40 metra, ne rruge - nga 50 deri në 200 metra.

    Do të jetë e mundur të vraponi në stadium pa një smartphone në xhep. Lëreni në çantën tuaj të shpinës, vendosni kufjet Bluetooth dhe vraponi - nuk do të ketë asgjë të varur në xhepin tuaj. Ndoshta ishte telefoni juaj që ju ndaloi të vraponi një maratonë! Vërtetë, në 42 kilometra 195 metra s kufje pa tela ju nuk mund të shpëtoni.

    Ndoshta Fabregas nuk është përfshirë në skuadër sepse kufjet e tij Bluetooth 4.2 ndërhyjnë me të

    Një gamë e shtuar veprimi është veçanërisht e rëndësishme për organizimin e Internetit të Gjërave. Ndërsa versionet e vjetra të Bluetooth-it ishin disi të mjaftueshme për apartamente, në një shtëpi të madhe duheshin bërë kompromise. Tani mund të vendosni lehtësisht një element IoT në oborr, larg nga pjesa tjetër.

    Tetë herë më shumë të dhëna përmes kanaleve të transmetimit

    Kanalet e transmetimit nevojiten që Interneti i Gjërave të funksionojë me pajisje Bluetooth të palëve të treta pa lidhje paraprake. Në këtë mënyrë, tani mund të transmetoni më shumë informacion:255 byte kundrejt 31 në Bluetooth 4.2.

    Unë do të shpjegoj me një shembull pse nevojiten kanalet e transmetimit. Le të imagjinojmë një spital modern në të cilin është implementuar Interneti i Gjërave. Një person hyn dhe i dërgohet menjëherë informacioni me Bluetooth se në cilën zyrë duhet të shkojë. Ai nuk mund të marrë asgjë tjetër sepse nuk është plotësisht i lidhur me Internetin e Gjërave në spital.

    Vëllimi i këtij informacioni është 31 bajt, sepse përdoret Bluetooth 4.2. Dhe me versionin 5, një person do të marrë gjithashtu emrin e mjekut, kohën e përafërt të pritjes dhe numrin e telefonit të mjekut kryesor për ankesa - madhësia e këtyre të dhënave është tashmë 255 bajt.

    Konsumon 2.5 herë më pak energji

    Duket se me rritjen e shpejtësisë dhe rrezes, Bluetooth 5 do të bëhet më i uritur për energji. Në fakt, gjithçka është saktësisht e kundërta - standard i ri shumë më ekonomike në konsumin e energjisë. Për telefonat inteligjentë me bateri 3000 mAh, konsumi i energjisë Bluetooth 4.2 nuk ishte kritik. Në rastin e orëve inteligjente, rritja e autonomisë mund të jetë e dukshme, edhe pse, natyrisht, duhet të testohet në praktikë.

    Sistemi i lidhjes serike

    Shkallëzimi i Internetit të Gjërave do të bëhet më i lehtë falë sistemit të ri të lidhjes serike. Më parë, çdo pajisje lidhej me një pajisje bazë të përbashkët, por tani do të jetë e mjaftueshme për t'u lidhur me një element fqinj.

    Le të kujtojmë fizikën!

    Ndoshta një ditë do të shohim një sistem IoT të qytetit jo brenda një apartamenti apo shtëpie, por brenda një rrethi të tërë apo edhe një qyteti? Dhe do të bazohet në Bluetooth 5 me efikasitet energjetik dhe lehtësisht të shkallëzueshëm.

    Pse tjetër është Bluetooth i lidhur me Internetin e Gjërave? Fakti është se elementët e IoT janë shumë të fragmentuar: secili prodhues bën diçka (ose gjithçka) ndryshe. Bluetooth është një nga gjërat që i bashkon të gjithë. Përdoret pothuajse në të gjitha pajisjet: telefona, ora, laptopë, makina etj.

    Nga rruga, standardi i ri është i pajtueshëm me protokollet e vjetra.

    Kur duhet ta presim?

    Po, ne kemi pritur tashmë. I gjithë dokumentacioni i nevojshëm për zhvillimin e pajisjeve dhe softuerëve me Mbështetje Bluetooth 5 u shfaq në faqen zyrtare në fillim të vitit, dhe një ditë tjetër u publikuan telefonat inteligjentë të parë me versionin e pestë të "dhëmbit blu" - .

    Bluetooth 5 nuk është një revolucion në asnjë mënyrë, por më tepër një zhvillim evolucionar i teknologjisë. Standardi i ri vetëm përmirësoi performancën e atij të mëparshmi, por nuk e mësoi "dhëmbin blu" të bënte ndonjë gjë të re. Protokolli 4.2 bën gjithçka që mund të bëjë Bluetooth 5, vetëm disa herë më keq.

    Hera e parë për përgatitjen e trupit Mjeshtër ftohës MasterCase H500P Mesh White u prezantua gjatë CES 2018. Tani mekanizmi i ri është prezantuar zyrtarisht dhe do të dalë sot në shitje me një çmim prej 159.99 euro.

    Për sasinë e specifikuar, ju merrni një kuti mjaft elegant dhe të gjerë të bërë nga një kombinim i çelikut, plastikës dhe xhamit të kalitur. Parametrat e produktit të ri janë 544 x 542 x 242 mm. Përshtatet lehtësisht brenda motherboard llojet E-ATX, ATX, microATX ose Mini-ITX me numri më i madh 9 porte zgjerimi (7 të zakonshme horizontale dhe 2 për vendosje vertikale...

    Organizata EVGA vendosi të përditësojë serinë e furnizimeve me energji EVGA SuperNOVA G1, të prezantuar në vitin 2013, dhe lëshoi ​​linjën EVGA SuperNOVA G1+. Ai përfshin katër opsione: EVGA SuperNOVA 650 G1+ (120-GP-0650), EVGA SuperNOVA 750 G1+ (120-GP-0750), EVGA SuperNOVA 850 G1+ (120-GP-0850) dhe EVGA SuperNOVA 1020 G- 1000). Fuqia e secilit prej tyre tregohet në emër.

    Të gjithë mekanizmat e rinj përdorin kondensatorë japonezë shumë të besueshëm, një dizajn plotësisht modular, një linjë të vetme të fuqishme +12 V, konvertues DC-DC në qarkun e tensionit të ulët, një ftohës me shpejtësi të ulët dhe të qëndrueshme 135 mm në një kushinetë FDB dhe një gamë të plotë të mbrojtjet (OCP, OVP, OTP, OOP, SCP, UVP). ...

    Transcend ka njoftuar lëshimin e afërt të moduleve të reja të memories DDR3. Lëshimi do të prezantohet në dy modele: DIMM i regjistruar 32 GB DDR3-1333 MHz dhe DIMM i regjistruar me profil shumë të ulët 16 GB DDR3-1600 MHz. Modulet e memories janë të pajisura me sensorë të temperaturës që përmirësojnë funksionet e monitorimit. Të dy modelet ofrojnë mundësi të mjaftueshme zgjerimi për administratorët e sistemit dhe t'u sigurojë atyre një shumëllojshmëri funksionaliteti, duke siguruar frekuenca maksimale të funksionimit dhe kontrollit të sistemit.

    Modeli junior 16 GB DDR3 është i përsosur për përdorim në serverët blade dhe...


    Një vit pasi u miratuan specifikimet Bluetooth 4.1, organizataBluetooth Special Interest Group (SIG) prezantoi përditësuar 4.2. Bluetooth 4.2 ka rritur shpejtësinë e shkëmbimit të informacionit ndërmjet Pajisjet Bluetooth Smart: madhësia e paketave të të dhënave është rritur me 10 herë, dhe performanca është rritur me 2.5 herë.

    Një vit pasi u miratuan specifikimet Bluetooth 4.1, organizata Bluetooth Special Interest Group (SIG) prezantoi përditësuar 4.2. Në Bluetooth 4.2, shpejtësia e shkëmbimit të informacionit midis pajisjeve Bluetooth Smart u rrit: madhësia e paketave të të dhënave u rrit me 10 herë dhe performanca u rrit me 2.5 herë. Përmirësimi i punës me pajisjet Internet of Things falë Profili i Mbështetjes së Protokollit të Internetit (IPSP) tani mbështet lidhjen me internetin drejtpërdrejt nëpërmjet protokollit Menaxhimi i pajisjes inteligjente Ipv6/6LoWPAN dhe Bluetooth.

    Me fjalë të tjera, pajisjet do të jenë në gjendje të lidhen drejtpërdrejt me internetin përmes një pike aksesi ose ruteri pa lidhje dhe transmetues shtesë. Përveç kësaj, ata premtojnë një shkallë të lartë mbrojtjeje kundër gjurmimit nëpërmjet lidhjes Bluetooth dhe enkriptimit të të dhënave. Procesi i gjurmimit të njëanshëm nuk është më i mundur; Sigurisht, ata premtojnë të reduktojnë konsumin e energjisë. Produktet e para me Bluetooth 4.2 mund të shfaqen në gjysmën e parë të 2015-ës.

    Burimi: Bluetooth

    Kirkland, WA - 03 dhjetor 2014

    Grupi i Interesit Special të Bluetooth (SIG) miratoi zyrtarisht versionin 4.2 të specifikimit thelbësor të Bluetooth këtë javë. Përditësimet kryesore në 4.2 përmirësojnë privatësinë dhe rrisin shpejtësinë, dhe një profil që do të ratifikohet së shpejti do të mundësojë lidhjen me IP. Bluetooth 4.2 hap mundësi të reja për zhvilluesit, OEM-të dhe industrinë për të krijuar një përvojë më të mirë të përdoruesit për konsumatorët duke krijuar raste të përdorimit të pa imagjinuar më parë.

    “Bluetooth 4.2 ka të bëjë me vazhdimin e bërjes së Bluetooth Smart zgjidhja më e mirë për të lidhur të gjithë teknologjinë në jetën tuaj - nga sensorët personalë në shtëpinë tuaj të lidhur. Përveç përmirësimeve në vetë specifikimet, një profil i ri i njohur si IPSP mundëson IPv6 për Bluetooth, duke hapur dyer krejtësisht të reja për lidhjen e pajisjeve, "tha Mark Powell, drejtor ekzekutiv i Bluetooth SIG. “Bluetooth Smart është e vetmja teknologji që mund të rritet me tregun, t'u sigurojë zhvilluesve fleksibilitetin për të inovuar dhe të jetë themeli për IoT.”

    Privatësia dhe Siguria
    Bluetooth 4.2 prezanton cilësimet kryesore të privatësisë në industri që ul konsumin e energjisë dhe bazohet në veçoritë e sigurisë të nivelit qeveritar të specifikimeve Bluetooth. Karakteristikat e reja të privatësisë e kthejnë kontrollin në duart e konsumatorit duke e bërë të vështirë për përgjuesit të gjurmojnë një pajisje përmes lidhjes së saj Bluetooth pa leje. Për shembull, kur bëni blerje në një dyqan me pakicë me beacons, nëse nuk keni aktivizuar lejen që beacon të përfshihet me pajisjen tuaj, nuk mund të gjurmoheni.

    Shpejtësia
    Bluetooth 4.2 rrit shpejtësinë dhe besueshmërinë e transferimit të të dhënave ndërmjet pajisjeve Bluetooth Smart. Duke rritur kapacitetin e paketave Bluetooth Smart, pajisjet transferojnë të dhëna deri në 2,5 herë më shpejt se me versionet e mëparshme. Rritja e shpejtësisë së transferimit të të dhënave dhe kapaciteti i paketave zvogëlon mundësinë e shfaqjes së gabimeve në transmetim dhe redukton konsumin e baterisë, duke rezultuar në një lidhje më efikase.

    Lidhja me internetin
    Duke u mbështetur në aftësitë e lëshuara më herët me Bluetooth 4.1 dhe veçoritë e reja të lëshuara në 4.2, Profili i Mbështetjes së Protokollit të Internetit (IPSP) do t'i lejojë sensorët Bluetooth Smart të aksesojnë internetin drejtpërdrejt përmes IPv6/6LoWPAN. Lidhja IP bën të mundur përdorimin e infrastrukturës ekzistuese IP për të menaxhuar pajisjet "edge" Bluetooth Smart. Kjo është ideale për skenarët e lidhur në shtëpi që kanë nevojë për kontroll personal dhe një zonë të gjerë. Ky profil do të ratifikohet deri në fund të vitit.

    pershendetje.

    Më 3 dhjetor 2014, Bluetooth SIG njoftoi zyrtarisht versionin 4.2 të specifikimit të Bluetooth.
    Njoftimi për shtyp identifikon 3 risitë kryesore:

    • rritja e shpejtësisë së marrjes dhe transmetimit të të dhënave;
    • aftësia për t'u lidhur me internetin;
    • përmirësimin e privatësisë dhe sigurisë.

    Pika kryesore e deklaratës për shtyp: versioni 4.2 - ideal për Internetin e Gjërave (IoT).
    Në këtë artikull dua t'ju tregoj se si zbatohen këto 3 pika. Kushdo i interesuar është i mirëpritur.

    Gjithçka e përshkruar më poshtë vlen vetëm për BLE, le të shkojmë...

    1. Rritja e shpejtësisë së marrjes dhe transmetimit të të dhënave të përdoruesit.

    Disavantazhi kryesor i BLE ishte shpejtësia e ulët e transferimit të të dhënave. Edhe pse pa marrë parasysh se si e shikoni, BLE fillimisht u shpik për të kursyer energjinë e burimit që furnizon pajisjen. Dhe për të kursyer energji, duhet të kontaktoni me ndërprerje dhe të transferoni pak të dhëna. Sidoqoftë, në të njëjtën kohë, i gjithë Interneti është i mbushur me indinjatë për shpejtësinë e ulët dhe pyetje në lidhje me mundësinë e rritjes së tij, si dhe rritjen e madhësisë së të dhënave të transmetuara.

    Dhe me ardhjen e versionit 4.2, Bluetooth SIG njoftoi një rritje të shpejtësisë së transmetimit me 2.5 herë dhe madhësinë e paketës së transmetuar me 10 herë. Si e arritën këtë?

    Më lejoni t'ju them se këta 2 numra janë të lidhur me njëri-tjetrin, domethënë: shpejtësia është rritur sepse madhësia e paketës së transmetuar është rritur.

    Le të shohim PDU (njësia e të dhënave të protokollit) të kanalit të të dhënave:


    Çdo PDU përmban një kokë 16-bit. Pra, ky titull në versionin 4.2 është i ndryshëm nga titulli në versionin 4.1.

    Këtu është kreu i versionit 4.1:

    Dhe këtu është kreu i versionit 4.2:

    Shënim: RFU (Rezervuar për përdorim në të ardhmen) - fusha e caktuar nga kjo shkurtesë është e rezervuar për përdorim në të ardhmen dhe është e mbushur me zero.

    Siç mund ta shohim, 8 bitet e fundit të kokës janë të ndryshme. Fusha e gjatësisë është shuma e gjatësive të ngarkesës dhe fusha MIC (Kontrolli i integritetit të mesazhit) që gjendet në PDU (nëse kjo e fundit është e aktivizuar).
    Nëse në versionin 4.1 fusha "Gjatësia" ka një madhësi prej 5 bitësh, atëherë në versionin 4.2 kjo fushë ka një madhësi prej 8 bitësh.

    Nga këtu është e lehtë të llogaritet se fusha "Gjatësia" në versionin 4.1 mund të përmbajë vlera në intervalin nga 0 në 31, dhe në versionin 4.2 në intervalin nga 0 në 255. Nëse zbresim gjatësinë e fushës MIC (4 oktete) nga vlerat maksimale, marrim se ngarkesa e dobishme mund të jetë përkatësisht 27 dhe 251 oktete për versionet 4.1 dhe 4.2. Në fakt, sasia maksimale e të dhënave është edhe më e vogël, sepse Ngarkesa përmban gjithashtu të dhëna shërbimi L2CAP (4 oktete) dhe ATT (3 oktete), por ne nuk do ta marrim parasysh këtë.

    Kështu, madhësia e të dhënave të transmetuara të përdoruesit është rritur afërsisht 10 herë. Sa i përket shpejtësisë, e cila për disa arsye është rritur me 10 herë, por vetëm 2.5 herë, atëherë nuk mund të flasim për një rritje proporcionale, sepse gjithçka varet edhe nga garancia e shpërndarjes së të dhënave, sepse garantimi i shpërndarjes së 200 bajteve është një pak më e vështirë se 20.

    2. Mundësia e lidhjes në internet.

    Ndoshta risia më interesante është arsyeja pse Bluetooth SIG njoftoi se versioni 4.2 e bën Internetin e Gjërave (IoT) më të mirë falë kësaj veçorie.

    Kthehu në versionin 4.1, L2CAP shtoi modalitetin "LE Credit Flow Control Mode". Kjo mënyrë ju lejon të kontrolloni rrjedhën e të dhënave duke përdorur të ashtuquajturat. skema e bazuar në kredi. E veçanta e skemës është se ajo nuk përdor pako sinjalizuese për të treguar sasinë e të dhënave që transferohen, por kërkon nga një pajisje tjetër një kredi për një sasi të caktuar të dhënash që do të transferohen, duke përshpejtuar kështu procesin e transferimit. Në këtë rast, sa herë që pala marrëse merr një kornizë, zvogëlon numëruesin e kornizës dhe kur arrihet korniza e fundit, mund të prishë lidhjen.

    3 kode të reja janë shfaqur në listën e komandave L2CAP:
    - Kërkesa për kyçje me bazë kredie LE – kërkesë për kyçje sipas skemës së kreditit;
    - Përgjigja e Lidhjes së Bazuar në Kredi LE – përgjigje ndaj lidhjes bazuar në skemën e kredisë;
    - Kredi LE Flow Control – mesazh për mundësinë e marrjes së kornizave shtesë LE.

    Në paketën “LE Kërkesë për lidhje të bazuar në kredi”


    ka një fushë "Kreditë fillestare" me gjatësi 2 oktete, që tregon numrin e kornizave LE që pajisja mund të dërgojë në nivelin L2CAP.

    Në paketën e përgjigjeve "Përgjigja e Lidhjes së Bazuar në Kredi LE"


    e njëjta fushë tregon numrin e kornizave LE që një pajisje tjetër mund të dërgojë, dhe fusha "Rezultat" tregon gjithashtu rezultatin e kërkesës për lidhje. Një vlerë prej 0x0000 tregon sukses, vlerat e tjera tregojnë një gabim. Konkretisht, një vlerë prej 0x0004 tregon se lidhja u refuzua për shkak të mungesës së burimeve.

    Kështu, tashmë në versionin 4.1 u bë e mundur transferimi i një sasie të madhe të të dhënave në nivelin L2CAP.
    Dhe tani, pothuajse njëkohësisht me lëshimin e versionit 4.2, publikohet sa vijon:

    • shërbimi: “IP Support Service” (IPSS).
    • Profili IPSP (Internet Protocol Support Profile), i cili përcakton mbështetjen për transmetimin e paketave IPv6 ndërmjet pajisjeve që kanë BLE.

    Kërkesa kryesore e profilit për nivelin L2CAP është "Lidhja e bazuar në kredinë LE", e cila u shfaq në versionin 4.1, e cila, nga ana tjetër, ju lejon të transmetoni paketa me një MTU >= 1280 oktete (shpresoj që sugjerimi në figurë është e qartë).

    Profili përcakton rolet e mëposhtme:
    - roli i ruterit – përdoret për pajisjet që mund të drejtojnë paketat IPv6;
    - Roli i nyjes (Nyja) – përdoret për pajisjet që mund të marrin ose dërgojnë vetëm paketa IPv6; të ketë një funksion zbulimi të shërbimit dhe të ketë një shërbim IPSS që lejon ruterët të zbulojnë këtë pajisje;

    Pajisjet me rolin e ruterit që duhet të lidhen me një ruter tjetër mund të kenë rolin pritës.

    Mjaft e çuditshme, transmetimi i paketave IPv6 nuk është pjesë e specifikimit të profilit dhe është specifikuar në IETF RFC "Transmetimi i paketave IPv6 përmes Bluetooth me energji të ulët". Ky dokument identifikon një pikë tjetër interesante, përkatësisht, që gjatë transmetimit të paketave IPv6, përdoret standardi 6LoWPAN - ky është një standard për ndërveprimin duke përdorur protokollin IPv6 mbi rrjetet personale pa tel me fuqi të ulët të standardit IEE 802.15.4.

    Shikoni foton:


    Profili specifikon që IPSS, GATT dhe ATT përdoren vetëm për zbulimin e shërbimit dhe GAP përdoret vetëm për zbulimin e pajisjes dhe vendosjen e lidhjes.

    Por ai i theksuar me të kuqe thjesht do të thotë që transmetimi i paketave nuk përfshihet në specifikimet e profilit. Kjo i lejon programuesit të shkruajë zbatimin e tij të transmetimit të paketave.

    3. Privatësia dhe siguria e përmirësuar.

    Një nga përgjegjësitë e menaxherit të sigurisë (SM) është të çiftojë dy pajisje. Procesi i çiftimit krijon çelësa që më pas përdoren për të enkriptuar komunikimet. Procesi i çiftëzimit përbëhet nga 3 faza:

    • shkëmbimi i informacionit për metodat e çiftimit;
    • gjenerimi i çelësave afatshkurtër (Short Term Key (STK));
    • shkëmbimi i çelësave.

    Në versionin 4.2, faza 2 u nda në 2 pjesë:

    • gjenerimi i çelësave afatshkurtër (Çelësi afatshkurtër (STK)) i quajtur "çiftim i trashëgimisë LE"
    • gjenerimi i çelësave afatgjatë (Long Term Key (LTK)) të quajtur "LE Secure Connections"

    Në këtë drejtim, përveç 3 funksioneve ekzistuese, në kutinë e veglave kriptografike të menaxherit të sigurisë janë shfaqur edhe 5 funksione të tjera dhe këto 5 përdoren vetëm për shërbimin e procesit të ri të çiftimit “LE Secure Connections”. Këto funksione gjenerojnë:

    • LTK dhe MacKey;
    • variablat konfirmues;
    • variablat e kontrollit të vërtetimit;
    • Numrat 6-shifrorë që përdoren për shfaqje në pajisjet e lidhura.

    Të gjitha funksionet përdorin algoritmin e enkriptimit AES-CMAC me një çelës 128-bit.

    Pra, nëse gjatë çiftimit në fazën e 2-të duke përdorur metodën “LE legacy pairing”, janë gjeneruar 2 çelësa:

    • Çelësi i përkohshëm (TK): çelësi i përkohshëm 128-bit i përdorur për të gjeneruar STK;
    • Çelësi afatshkurtër (STK): çelësi i përkohshëm 128-bit i përdorur për të enkriptuar lidhjen

    më pas duke përdorur metodën “LE Secure Connections”, krijohet 1 çelës:

    • Çelësi afatgjatë (LTK): Një çelës 128-bit i përdorur për të enkriptuar lidhjet pasuese.

    Si rezultat i kësaj inovacioni kemi marrë:

    • duke parandaluar gjurmimin, sepse Tani, falë "Krahasimit numerik", është e mundur të kontrolloni aftësinë për t'u lidhur me pajisjen tuaj.
    • përmirësimin e efikasitetit të energjisë, sepse nuk kërkon më energji shtesë për të rigjeneruar çelësat në secilën lidhje.
    • Kriptimi standard i industrisë për të siguruar të dhëna të ndjeshme.

    Sado e çuditshme që mund të duket, duke përmirësuar sigurinë ne kemi përmirësuar efikasitetin e energjisë.

    4. A është tashmë e mundur të prekësh?

    Po, kam.
    NORDIC Semiconductor ka lëshuar "nRF51 IoT SDK" i cili përfshin një pirg, biblioteka, shembuj dhe API për pajisjet e serisë nRF51. Kjo përfshin:

    • Çipat nRF51822 dhe nRF51422;
    • nRF51 DK;
    • nRF51 Dongle;
    • nRF51822 EK.

    © 2024 ermake.ru -- Rreth riparimit të PC - Portali informacioni