藍牙（Bluetooth）技術開始全面支持Mesh網(wǎng)狀網(wǎng)絡。全新的Mesh功能提供設備間多對多傳輸，并特別提高構建大范圍網(wǎng)絡覆蓋的通信能力，適用于樓宇自動化、無線傳感器網(wǎng)絡等需要讓數(shù)以萬計個設備在可靠、安全的環(huán)境下傳輸?shù)?a target="_blank">物聯(lián)網(wǎng)解決方案。在藍牙Mesh發(fā)布之后，筆者陸續(xù)接到了包括會員公司、開發(fā)者和創(chuàng)客的一些反饋，在這些反饋當中，有一部分問題相對比較的集中。所以今天為大家將一些共同關心的問題做一個簡單說明。當然，如果大家希望對藍牙Mesh有深入的了解，還是需要對照藍牙Mesh規(guī)范來解讀。

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藍牙Mesh相關資源

藍牙Mesh正式發(fā)布距今天已經(jīng)快一個星期了，開發(fā)者們比較關心的問題就是在哪里能在下載到相關的資源，這里筆者為大家做一個簡單的梳理。

藍牙Mesh規(guī)范

（Bluetooth Specification Mesh Profile）

與藍牙核心規(guī)范一樣，藍牙Mesh也有自己的規(guī)范文檔，其作用和藍牙核心規(guī)范類似，詳細定義了藍牙Mesh相關的技術細節(jié)。藍牙Mesh規(guī)范下載鏈接：

https://www.bluetooth.com/specifications/mesh-specifications

藍牙Mesh術語表

由于Mesh的概念對于藍牙技術來說是一個非常新的領域，因此在藍牙Mesh規(guī)范中有很多新的技術術語，關于這些新的術語，藍牙技術聯(lián)盟早有所準備，我們開辟了專門的網(wǎng)頁為大家進行解釋，請移步訪問：

https://www.bluetooth.com/what-is-bluetooth-technology/how-it-works/le-mesh/mesh-glossary

《藍牙Mesh概覽》

（Bluetooth Mesh Overview）

藍牙Mesh白皮書，為大家概要地介紹一些技術的細節(jié)，下載地址：

https://www.bluetooth.com/~/media/files/marketing/mesh%20technology%20overview.ashx

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什么是藍牙Mesh？

藍牙Mesh網(wǎng)絡是用于建立多對多（many：many）設備通信的低能耗藍牙（Bluetooth Low Energy，也稱為Bluetooth LE）新的網(wǎng)絡拓撲。它允許您創(chuàng)建基于多個設備的大型網(wǎng)絡，網(wǎng)絡可以包含數(shù)十臺，數(shù)百甚至數(shù)千臺藍牙Mesh設備，這些設備之間可以相互進行信息的傳遞，無疑這樣一種應用形態(tài)為樓宇自動化，無線傳感器網(wǎng)絡，資產(chǎn)跟蹤和其他解決方案提供了理想的選擇。

樓宇自動化

新的控制和自動化系統(tǒng)，無論是涉及照明、供暖/制冷，還是安全防護等相關系統(tǒng)，未來的發(fā)展趨勢都將是更加的智能。智能樓宇在布設了藍牙Mesh網(wǎng)絡之后，使得樓宇內的數(shù)十個、數(shù)百個或是上千個無線設備都可以可靠、安全的彼此通信，傳輸信息。

無線傳感器網(wǎng)絡

無線傳感器網(wǎng)絡（Wireless Sensor Network, WSN）市場正在快速增長，特別是在工業(yè)領域，許多公司正在對現(xiàn)有的無線傳感器網(wǎng)絡進行顯著的成本優(yōu)化和效率改進。藍牙Mesh網(wǎng)絡旨在滿足工業(yè)領域嚴格的可靠性，可擴展性和安全性要求。

資產(chǎn)跟蹤

低功耗藍牙的廣播模式（advertising mode）已經(jīng)成為有源RFID資產(chǎn)跟蹤的具有吸引力的替代方案。藍牙Mesh網(wǎng)絡的出現(xiàn)提升了之前低功耗藍牙廣播范圍的限制，并為建立藍牙Mesh資產(chǎn)跟蹤解決方案的應用提供給了可能性。

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哪些設備可以部署藍牙Mesh？

很多朋友都在關心市場上的存量設備，例如現(xiàn)有的低功耗藍牙手環(huán)、腕帶、球鞋等，是否可以通過固件升級的方式支持藍牙Mesh。藍牙Mesh網(wǎng)絡運行于低功耗藍牙之上并且與藍牙4.0及以上版本前向兼容， 因此市面上現(xiàn)有的低功耗藍牙產(chǎn)品都可能通過固件升級（尤其以OTA為主）的方式升級為具有藍牙Mesh功能的產(chǎn)品，但是否具有升級的可能性，還需要考量多個因素，例如程序存儲器（ROM）的容量，內存（RAM）的容量，是否具有OTA升級的功能，MCU的處理能力是否滿足Provisioning對于非對稱加密的運算需求等。

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關于Flooding

藍牙Mesh采用flooding的方式進行信息的轉發(fā)，在這里flooding可以解釋為網(wǎng)絡泛洪，也就是通過廣播的方式，將信息從網(wǎng)絡當中的某一個節(jié)點轉發(fā)至目的節(jié)點。

大家聽到廣播已經(jīng)網(wǎng)絡泛洪之后，第一感覺就是網(wǎng)絡會非常的繁忙、效率低下、耗電，但是藍牙Mesh采用的網(wǎng)絡泛洪是可控的，設備對于信息的轉發(fā)需要滿足多種限定條件。對于Mesh網(wǎng)絡，廣播不是“洪水猛獸”，無論是基于AODV路由方式的Mesh，還是與藍牙Mesh類似基于網(wǎng)絡泛洪的方式，都需要使用廣播。

采用網(wǎng)絡泛洪的方式，通過可控的泛洪消息傳遞，不需要創(chuàng)建和管理復雜的路由表、路由發(fā)現(xiàn)表等，節(jié)省了維護網(wǎng)絡運行的存儲器空間的開銷。同時，網(wǎng)絡泛洪消息傳播的本質是多路徑（Multi path）的，確保了信息可以通過多條路徑傳遞到目的節(jié)點，因此網(wǎng)絡中任何一個單點的故障也不會對網(wǎng)絡傳輸造成致命性的影響，這使得網(wǎng)絡高度可靠。

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低功耗，F(xiàn)riendship

低功耗是藍牙技術的一大優(yōu)點，這一優(yōu)點在藍牙Mesh技術當中也得以繼承。在藍牙Mesh網(wǎng)絡中有一類節(jié)點支持低功耗特性（Low Power Feature），也可以稱為低功耗節(jié)點。這一類節(jié)點可以通過減少射頻收發(fā)機（RF transceiver）開啟的占空比來達到低功耗的目的，也就是說這一類節(jié)點只有在需要進行消息收發(fā)的時候才會打開射頻收發(fā)器，其他時間都處于休眠狀態(tài)。

在藍牙Mesh網(wǎng)絡中還有一類節(jié)點是專門為低功耗節(jié)點服務的，其具有Friend特性，也可以稱為Friend節(jié)點。Friend節(jié)點與低功耗節(jié)點可以建立Friendship關系。建立此種關系之后，F(xiàn)riend節(jié)點可以暫存發(fā)往低功耗節(jié)點的信息，待低功耗節(jié)點退出休眠模式之后，再從Friend節(jié)點取回相關信息。

在實際應用中，F(xiàn)riend節(jié)點可以是燈泡、機頂盒、路由器，這些設備都是通過市電供電的，對于功耗不是很敏感；低功耗節(jié)點可以是由電池供電的設備，如傳感器、門鎖等。

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手機如何接入到藍牙Mesh網(wǎng)絡

要開發(fā)與藍牙Mesh網(wǎng)絡產(chǎn)品一起使用的智能手機或平板電腦應用程序，也就是我們常說的App，您必須使用藍牙Mesh的代理（Proxy）協(xié)議，才能通過代理節(jié)點與網(wǎng)狀網(wǎng)絡進行通信。關于代理協(xié)議，在藍牙Mesh規(guī)范的第6章節(jié)有非常消息的介紹。在這里，對于代理協(xié)議進行簡單的描述就是：代理協(xié)議可以在標準低功耗藍牙GAP和GATT API之上得以實現(xiàn)，應用程序實現(xiàn)預先定義的GATT服務（service）和特性（Characteristic），就可以與藍牙Mesh當中的代理節(jié)點進行通信，進而通過代理結點，與藍牙Mesh網(wǎng)絡進行互動。

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關于安全性

藍牙Mesh網(wǎng)絡是一種真正的工業(yè)級解決方案，其安全特性包括：

?使用經(jīng)過驗證的安全算法對添加到網(wǎng)絡的設備進行配置（Provisioning）。這套安全機制通過橢圓曲線（Elliptic Curve）Diffie-Hallman非對稱加密和帶外認證的方式來保證安全地添加設備；

?所有通信信息都需要使用128-bit AES-CCM進行加密和認證，藍牙Mesh網(wǎng)絡中的所有消息都需要進行加密和認證；

?加密和認證應用于網(wǎng)絡層（Network layer）和應用層(Application layer)兩層，分別有兩組密鑰：網(wǎng)絡層密鑰(Network key)和應用層密鑰(Application key)。同一網(wǎng)絡中的節(jié)點間使用同一網(wǎng)絡層密鑰加密及解密。但是應用層的信息是否可以被解密取決于節(jié)點是否具有應用層密鑰。舉一個簡單的例子，家中的燈泡和門鎖處于同一個網(wǎng)絡，因此它們的網(wǎng)絡層密鑰相同，但是他們的應用層密鑰互為不同，燈泡屬于照明系統(tǒng)，使用照明類的應用層密鑰；門鎖屬于安全系統(tǒng)，使用安全類的應用層密鑰。如果一條信息的目的節(jié)點是門鎖，家中的各個燈泡可以轉發(fā)這條信息至門鎖，因為燈泡和門鎖同處于一個網(wǎng)絡；但是燈泡是無法解析這條信息的應用層內容，到底是開鎖還是閉鎖的動作，燈泡并不清楚，因為燈泡沒有安全系統(tǒng)的應用層密鑰對應用層信息進行解密。這樣設計的好處是將網(wǎng)絡層加密與應用層加密隔離，加解密互為操作，互不干擾，互不耦合。

?通過在發(fā)送的每個消息上加入不同序列號(Sequence Number)來防止重放攻擊（Replay Attack）；

?在藍牙Mesh網(wǎng)絡中，可以通過既定的密鑰更新程序將mesh網(wǎng)絡中不授信的設備列入黑名單，這些不授信的設備將會被剔除到Mesh網(wǎng)絡之外；

?通過擾碼的方式對每條信息進行模糊（obfuscation）處理，這意味著即使您在走動的同時攜帶藍牙Mesh設備，身邊的“駭客”通過數(shù)據(jù)包嗅探器（packet sniffer）也無法跟蹤到您的行蹤，因為所有的信息都進過了模糊處理；