Блютуз сеть: Что такое Bluetooth и как он работает? | Происхождение названия Bluetooth | С чего начался Bluetooth? | Основные положения технологии Bluetooth | Принцип работы Bluetooth | Структурная схема архитектуры Bluetooth | RF | Baseband Layer = Link Controller + Baseband Manager + Device Manager | Link Manager

Технология беспроводных сетей Bluetooth / Сети и коммуникации

Вступление

Bluetooth. Это короткое слово в последнее время всё чаще и чаще мелькает на новостных лентах. Все уже слышали, что это технология беспроводных сетей. Однако, подобные технологии существовали и раньше, но ни одна из них не имела и не имеет такой мощной и всесторонней поддержки, и ни про одну из них столько не говорилось. Что же такого особенного в Bluetooth?

Само слово Bluetooth можно перевести как «голубой зуб», или «голубая челюсть», что, конечно же, никоим образом не описывает ни сути технологии ни чего-либо ещё. Bluetooth — таким было прозвище датского короля Harald’a BlЕtand’a, сурового викинга который очень давно объединил Данию и Норвегию. Это имя было выбрано в качестве названия технологии потому, что первоначально Bluetooth задумывалась как средство для простого соединения компьютеров и телекоммуникационных устройств, вроде мобильных телефонов.

Как видно из сегодняшней карты, королевство первого Bluetooth не стало вечным, но современных разработчиков Bluetooth это похоже не пугает. И, как показывает сегодняшняя ситуация, у них есть на это все основания. Разработанная технология оказалось настолько удачной, что похоже на то, что через несколько лет она будет везде, от компьютеров и мобильных телефонов (как и предполагалось первоначально), до холодильников и микроволновых печей (чего первоначально не предполагалось). В общем, даёшь Интернет на кухню!

А началось всё с того, что в начале 1998 года компании Nokia, Ericsson, IBM, Intel и Toshiba образовали консорциум, который занялся разработкой технологии беспроводной связи, которую назвали Bluetooth. Изначально консорциум был открыт для сотрудничества, и сейчас в Bluetooth SIG (Special Interest Group) Promoters, которая занимается разработкой стандарта, входят 3Com, Ericsson, IBM, Intel, Lucent, Microsoft, Motorola, Nokia, и Toshiba. В настоящее время действует версия 1.0.B спецификации, выпущенная 1 декабря 1999 года. В момент выпуска спецификации было объявленно, что она не является финальной, и финальная спецификация должна выйти ещё через три года. А
эти три года должны уйти на «обкатку в боевых условиях». Кроме вышеперечисленных компаний, в группу Bluetooth может абсолютно бесплатно войти любая компания которая планирует производить или разрабатывать устройства и ПО на основе спецификаций Bluetooth. В настоящее в эту группу уже вошли около 2000 компаний самых различных направлений, так что перспективы у Bluetooth действительно неплохие.

Физически типичное Bluetooth устройство представляет собой радиоприёмник и радиопередатчик, работающие на частотах 2400-2483.5 MHz. Эти частоты выбраны не случайно, они являются открытыми и свободными от всякого лицензирования в большинстве стран мира. Исключение составляют Испания и Франция. До недавнего времени в этой компании присутствовала ещё и Япония, но с октября 1999 года там эта проблема частично решена, и теперь Bluetooth устройства а Японии могут использовать полный спектр радиочастот предусмотренный спецификациями Bluetooth. Хотя, некоторые ограничения в Японии всё ещё остались. В Испании спектр радиочастот разрешённый для использования Bluetooth устройствами ограничен 2445-2475 MHz, во Франции этот спектр ограничен до 2446.5-2483.5 MHz. Поэтому Bluetooth устройства разработанные специально для Франции, Испании или Японии не будут работать совместно с устройствами разработанными для всего остального мира. Соответственно, верно и обратное утверждение. В настоящее время члены Bluetooth консорциума работают с властями этих стран, и есть основания полагать что такая ситуация не продлиться долго.

Используемые частоты определяют возможности Bluetooth по передаче данных. Ширина канала для Bluetooth устройств составляет 723.2 кб/с в асинхронном режимы (впрочем, даже в этом режиме всё-таки остаётся до 57.6 кб/с для одновременной передачи в обратном направлении), или 433.9 кб/с в полностью синхронном режиме. Если не передаются данные, то через Bluetooth соединение можно передавать до 3 аудиоканалов. Каждый из аудиоканалов поддерживает по 64 кб/с синхронному аудиоканалу в каждом направлении. Кроме этого, возможна и комбинированная передача, данных и голоса.

Расстояние на которое может быть установлено Bluetooth соединение невелико, и составляет от 10 до 30 метров. В настоящее время ведутся работы над увеличением этого расстояния, хотя бы до 100 метров. Зато даже сейчас для Bluetooth не требуется прямой видимости или какой либо направленной антенны, соединение может быть установлено даже через стену (конечно же, если стена не экранирована).

Главной особенностью Bluetooth является то, что различные Bluetooth устройства соединяются с друг другом автоматически, стоит им только оказаться в пределах досягаемости. У пользователя не болит голова о кабелях, драйверах, или чём-либо ещё, всё что от него требуется, это позаботиться о том, что бы Bluetooth устройства находились достаточно близко друг к другу, обо всём остальном должны позаботиться сами Bluetooth устройства и программное обеспечение.

Установка соединения

Оказавшись рядом, Bluetooth устройства могут устанавливать не только соединения типа точка-к-точка, когда имеется только два устройства, но и точка-к-многоточек, когда одно устройство одновременно работает с несколькими другими. При соединении одного устройства с несколькими другими, устройство которое обслуживает несколько соединений называется master, а подключенные устройства — slave. К одному master’у может быть подключено до семи активных slave. Кроме активных slave (то есть, устройств которые активно обмениваются данными), может существовать множество неактивных slave, которые не могут обмениваться данными с master пока заняты все каналы, но, тем не менее, остаются синхронизированы с ним. Такая структура называется piconet.

В одной piconet может быть только один master, однако каждый slave может одновременно являться master’ом для других устройств, и образовывать свой piconet. Несколько piconet объединенных таким образом образуют scatternet. В рамках scatternet разные устройства могут не только быть одновременно master и slave одновременно для различных piconet, но и просто slave для разных piconet. Более наглядно с этой структурой можно ознакомиться на представленном ниже рисунке.

Более того, в случае необходимости любой slave в piconet может стать master. Естественно, старый master при этом становится slave.

Таким образом, в scatternet могут объединяться столько Bluetooth устройств, сколько необходимо, логические связи могут образовываться так, как это требуется, и могут изменяться как угодно, в случае необходимости. Единственное условие, различные piconet входящие в один scatternet должны иметь разные каналы связи, то есть работать на различных частотах и иметь различные hopping channel. Hopping — это регулярная смена частот, определяемая параметрами hopping sequence. Всего спецификация предусматривает 10 вариантов hopping sequence, 5 с циклом в 79 смен и 5 с циклом в 23 смены. С любым hopping sequence частоты сменяются 1600 hops/sec. Используется hopping для того, что бы бороться с затуханием радиосигнала и интерференцией.

Как уже говорилось, автоматическая установка соединения между Bluetooth устройствами находящимися в пределах досягаемости является одной из важнейших особенностей Blueooth, поэтому первое, с чего начинается работа Bluetooth устройства в незнакомом окружении — это device discovery, или, по-русски, поиск других Bluetooth устройств. Для этого посылается запрос, и ответ на него зависит не только от наличия в радиусе связи активных Bluetooth устройств, но и от режима в котором находятся эти устройства. На этом этапе возможно три основных режима.

Discoverable mode. Находящиеся в этом режиме устройства всегда отвечают на все полученные ими запросы.

Limited discoverable mode. В этом режиме находятся устройства которые могут отвечать на запросы только ограниченное время, или должны отвечать только при соблюдении определённых условий.

Non-discoverable mode. Находящиеся в этом режиме устройства, как видно из названия режима, не отвечают на новые запросы.

Но это ещё не всё. Даже если удаётся обнаружить устройство, оно может быть в connectable mode или в non-connectable mode. В non-connectable mode устройство не позволяет настроить некоторые важные параметры соединения, и, таким образом, оно хоть и может быть обнаружено, обмениваться данными с ним не удастся. Если устройство находится в connectable mode, то на этом этапе Bluetooth устройства договариваются между собой об используемом диапазоне частот, размере страниц, количестве и порядке hop’ов, и других физических параметрах соединения.

Если процесс обнаружения устройств прошёл нормально, то новое Bluetooth устройство получает набор адресов доступных Bluetooth устройств, и за этим следует device name discovery, когда новое устройство выясняет имена всех доступных Bluetooth устройств из списка. Каждое Bluetooth устройство должно иметь свой глобально уникальный адрес (вроде как MAC-адреса у сетевых плат), но на уровне пользователя обычно используется не этот адрес, а имя устройства, которое может быть любым, и ему не обязательно быть глобально уникальным. Имя Bluetooth устройства может быть длиной до 248 байт, и использовать кодовую страницу в соответствии с Unicode UTF-8 (при использовании UCS-2, имя может быть укорочено до 82 символов). Спецификация предусматривает, что Bluetooth устройства не обязаны принимать больше первых 40 символов имени другого Bluetooth устройства. Если же Bluetooth устройство обладает экраном ограниченного размера, и ограниченной вычислительной мощью, то количество символов, которое оно примет может быть уменьшено до 20.

Ещё одной из важнейших особенностей Bluetooth является автоматическое подключение Bluetooth устройств к службам предоставляемым другими Bluetooth устройствами. Поэтому, после того как имеется список имён и адресов, выполняется service discovery, поиск доступных услуг, предоставляемых доступными устройствами. Получение или предоставление каких либо услуг — это то, ради чего всё собственно и затевалось, поэтому для поиска возможных услуг используется специальный протокол, называемый, как несложно догадаться, Service Discovery Protocol (SDP), более подробно он будет описан ниже.

Естественно, Bluetooth не могла обойтись без такой важной вещи, как технология защиты передаваемых данных, встроенной в сам протокол. В зависимости от выполняемых задач, предусмотренно три режима защиты в которых может находится устройство.

Security mode 1 (non secure), устройство не может самостоятельно инициировать защитные процедуры.

Security mode 2 (service level enforced security), устройство не инициирует защитные процедуры пока не установлено и не настроено соединение. После того как соединение установлено, процедуры защиты обязательны, и определяются типом и требованиями используемых служб.

Security mode 3 (link level enforced security), защитные процедуры инициируются в процессе установления и настройки соединения. Если удалённое устройство не может пройти требований защиты, то соединение не устанавливается.

Естественно, что Security mode 3 и 2 могут использоваться вместе, то есть сначала устанавливается защищённое соединение, а потом оно ещё защищается в соответствии с требованиями и возможностями конкретной службы.

Основой системы безопасности Bluetooth, используемой в Security mode 3, является понятие сеансового ключа, или Bond. Сеансовый ключ генерится в процессе соединения двух устройств, и используется для идентификации и шифрования передаваемых данных. Для генерации ключа могут использоваться самые различные составляющие, от заранее известных обоим устройствам значений, до физических адресов устройств. Комбинируя защиту на уровне соединения с защитой на уровне приложений (где может использоваться абсолютно любая из существующая на сегодня систем защиты данных) можно создавать достаточно надёжно защищённые соединения. Но всё равно, очевидной слабостью Bluetooth соединений с точки зрения построения защищённых соединений остаётся возможность перехвата трафика, причём для этого даже не придётся использовать какое либо специфическое оборудование. Впрочем, эта проблема не нова, и в настоящее время часто приходится использовать открытые сети, вроде Интернет, где возможен перехват трафика, для передачи закрытых данных. Противодействие «брони и снаряда» продолжается.

Перспективы

Bluetooth относится к тем технологиям, которые при грамотном использовании могут в самом деле перевернуть весь человеческий быт. Уже сейчас на выставках демонстрируются принтеры с Bluetooth, которые не надо подключать к компьютеру, достаточно просто внести его в комнату, включить в розетку, и можно начинать печатать. То же самое верно и в обратном порядке, достаточно просто войти в комнату с ноутбуком оснащённым Bluetooth в руках, и сразу же можно пользоваться принтером, войти в локальную сеть для обмена файлами и документами, воспользоваться Интернет соединением. RJ-45 розетки для ноутбуков, которые можно встретить в некоторых самолётах и особо продвинутых аэропортах скоро должны отойти в прошлое.

Несколько иллюстраций с прошедшей в ноябре 2000-го года выставки Comdex Fall:

Toshiba. Мультимедийный ноутбук, проектор и цифровой фотоаппарат. Всё анонсировано к производству в 2001 году.

Коллекция полностью безпроводных PDA с расширенными коммуникационными возможностями.

Комплект оснащения киберпанка будущего — наушники, видеокамера, микрофон, внизу лежит коммуникатор в виде часов. Все работает 🙂 Связь со станцией по протоколу Bluetooth на расстоянии до 100 метров!

Системы hands free с использованием Bluetooth становятся настолько просты в использовании, насколько это только возможно. Достаточно что бы мобильный телефон с Bluetooth интерфейсом просто находился где-нибудь внутри автомобиля, а его подключение к hands free системе произойдёт автоматически.

Стандартизация используемая в Bluetooth, позволит делать беспроводные мыши, клавиатуры, джойстики и геймпады которые будут подходить к любому PC, и что бы начать работу с любимым девайсом достаточно будет просто подойти к компьютеру, а не выключать его, и лазать под стол с проводами. Это оценят не только любители кваковских чемпионатов, которые и сейчас не выходят из дома без своей мышки в кармане. Благодаря той же стандартизации, можно рассчитывать на то, что через несколько лет мы избавимся от той кучи дистанционных пультов на диване, отдельного для телевизора, отдельного для видеомагнитофона, отдельного для музыкально центра, отдельного для DVD проигрывателя, отдельного
для кондиционера, и так далее, а будем управлять всей техникой в квартире с мобильного телефона, который к тому же и PDA являться будет. Но и это ещё не предел.

В последнее время много говорится о концепции «цифрового дома». Некоторые, хорошо известные и весьмя серьёзные корпорации буквально помешались на этом. Технология Bluetooth может поднять эту идею на новую высоту. Представьте себе, у вас имеется брелок (браслет, кольцо, да что угодно), с Bluetooth устройством, способным принимать ваш голос и передавать его на центральный компьютер в доме. Мощный сервер идентифицирует голос, распознает звуковую команду, и по тому же Bluetooth даст команду любой периферии, раскиданной по дому. Таким образом, голосовые команды можно будет давать всему что угодно в доме, телевизорам, лампочкам, шторам, кондиционерам, микроволновым печкам, сливному бачку в туалете, в конце концов! И при этом не будет никакой необходимости, что бы вся эта периферия обладала достаточной вычислительной мощью, для распознания голоса, достаточно что бы подобной мощью обладал любимый компьютер стоящий в доме. Кроме этого, не придётся заботиться о том что бы новый холодильник, к примеру, подключить и настроить под вашу домашнюю сеть, достаточно только убедиться, что холодильник имеет Bluetooth интерфейс. И тогда, только внеся его на кухню и подключив в розетку, можно
будет засунуть в него бутылочку пива и скомандовать «что бы через три минуты пиво было холодным!». Домашний сервер, отлично знающий привычки владельца, и давно запомнивший что означает та или иная фраза, немедленно даст команду холодильнику три минуты работать в режиме максимальной заморозки, а через три минуты заботливо напомнит вам, что пиво уже остыло. Более того, командовать своим домом можно будет и через мобильный телефон, практически с любой точки земного шара.

Это всё, конечно же удобно, но не знаю, согласился бы лично я жить в подобном доме. Это же если сейчас пойманный троян грозит только парой потерянных файлов, то в «цифровом доме» возможны гораздо более «интересные» эффекты. Конечно, прямо сейчас можно придумать с десяток мер, которые сильно затруднят жизнь взломщикам, но как говорилось выше, противодействие брони и снаряда продолжается, и конца этому процессу не будет никогда. Но как, всё-таки, удобно всё может быть, если не принимать во внимание «мелкие технические неполадки».

Всё это в перспективе. А сегодня, Bluetooth устройства можно встретить в основном только на выставках, или же в продаже, но по ценам, которые никак не могут способствовать их широкому распостранению. Кроме этого, большинство демонстрируемых сегодня Bluetooth устройств не могут похвастаться достаточной универсальностью, то есть они далеко не всегда могут просто обнаружить друг друга, не говоря уже про то, что бы воспользоваться предоставляемыми службами, если заранее не предусмотренно что конкретно ЭТА железка должна работать с конкретно ЭТОЙ. Но ведь это только начало, и как сама технология, так и программное обеспечением будут продолжать совершенствоваться, и когда-нибудь,
может быть даже совсем скоро, то что сегодня кажется дикой фантастикой станет реальностью.

В статье использованы материалы сайтов:

www.bluetooth.com
www.intel.com
www.microsoft.com

Если Вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.

Преимущества и недостатки сетей Bluetooth

Преимущества:

Использование технологии Bluetooth – один из самых простых
способов соединения двух устройств. Для организации связи между устройствами
необходимо лишь наличие у них Bluetooth-адаптера. Что касается переносных
компьютеров, то все сводится к настройке программной части, так как наличие
Bluetooth-адаптера  у них является
практически стандартом. При этом Bluetooth позволяет достигать скорости до 2–3
Мбит/с при максимальном расстоянии в 150 м.

Для соединения персональных компьютеров придется приобрести
Bluetooth-адаптер и подключить его к компьютеру. Как правило, используются
USB-адаптеры, подключаемые к USB-порту.

Чтобы заставить сеть работать, достаточно установить
драйверы устройств, настроить рабочую группу и права доступа.

Одним из преимуществ этого стандарта является то, что для
связи устройств совершенно не требуется прямой видимости — устройства начинают
«видеть» друг друга будучи сближенными на определенное расстояние. Этому
стандарту нипочем даже стены и с его помощью возможно создавать небольшие сети
в условиях квартиры, а например, соединение карманного компьютера с мобильным
телефоном может быть осуществлено вообще без извлечения последнего скажем, из
кармана.

Также к преимуществам следует отнести низкое
энергопотребление и стоимость, а также относительную универсальность (при
соединении не важен тип устройства, определяющим является лишь поддерживаемый
профиль).

Недостатки:

Относительная универсальность является как преимуществом,
так и недостатком Bluetooth.
Во-первых, не все адаптеры поддерживают все профили (именно по этой причине
универсальность Bluetooth
является относительной). Во-вторых, в некоторых ситуациях эта самая
универсальность может оказаться излишней (например, могут возникнуть трудности
при нахождении устройства в сети с большим числом подключений).

Одним из главных недостатков сетей Bluetooth является обеспечиваемый
уровень безопасности. Слабости защиты bluetooth, в
частности, вызваны тем, что эта технология делает сильный упор на опознание
устройств для безопасного обслуживания, а также на контроль, которым обладает пользователь над устройствами bluetooth и их
конфигурацией. Современная bluetooth-технология не предлагает никакого средства
опознания пользователя, что делает bluetooth-устройства особенно уязвимыми к
так называемым spoofing-нападениям (радиодезинформации) и неправильному
применению опознавательных устройств. Особенно слабым аспектом bluetooth
является процесс «спаривания» (pairing) устройств, при котором
происходит обмен ключами в незакодированных каналах. Если нападающий перехватит
передачу процесса спаривания, то он сможет получить ключ инициализации путем
калькуляции этих ключей для любого возможного варианта пароля и сравнения
результатов с перехваченной передачей. Ключ инициализации используется для
расчета ключа связи. Рассчитанный хакером ключ связи сравнивается с
перехваченной передачей с целью узнать, верен он или нет. Также причиной
уязвимости является возможность использования коротких, а также
заурядных/распространенных паролей (ситуация аналогична использованию простых
паролей системными администраторами компьютерных сетей). Такие пароли
значительно упрощают инициализацию. Именно это делает ключи связи очень
простыми для извлечения из перехваченных спаринговых передач.

Также к недостаткам стоит отнести
низкую скорость передачи данных.

Главная

Соединение компьютеров в сеть через Bluetooth

Автор выражает благодарность Андрею
Васильеву за подсказку насчет конфигурирования bridge через файл
interfaces.

Когда у меня завелась в доме парочка Bluetooth адаптеров, мне захотелось
использовать их не только для обмена данными с мобильными телефонами, но
и для организации сети, чтобы перемещаясь с ноутбуком по комнате не
приходилось таскать за собой ethernet-овский кабель.

Все описания PAN (Personal area networking) которые мне удалось найти в
сети (например это) какие-то
фрагментарные. Поэтому я решил описать свой собственный опыт. Впрочем,
вряд ли у меня получится лучше.

Постановка задачи

Имеется:

1. Стационарный компьютер, подключенный к интернету.
2. Локальная сеть подключенная к данному компьютеру (т.е задачи
   форвардига, маскарадинга etc уже решены, и на компьютере имеется
   работающй dhcp-сервер)
3. Некоторое количество ноутбуков (N, N<7)
4. Некоторое количество (N+1) USB Bluetooth адаптеров

Хочется:
Чтобы при втыкании в ноутбук bluetooth адаптера путем минимальных
телодвижений ноутбук оказался в сети.

Настройка точки доступа

Точкой доступа является стационарный компьютер. НА нем у меня стоит
Debian sarge.

Для организации доступа требуется решить две задачи

1. Чтобы компьютер принимал соединения
2. Чтобы после установки соединения по dhcp отдавалась необходимая
   конфигурационная информация

Для решения первой задачи достаточно запустить sdpd и pand с правильными
параметрами. Эти демоны (как и hcid) входят в пакет bluez-utils.

В Debian для этого достаточно прописать две строчки в
/etc/default/bluez-utils

PAND_ENABLED=1
PAND_OPTIONS="--listen --role NAP"

Решение второй задачи — более сложное и менее документированое. Видимо,
большинство авторов хаутушек поднимали статические адреса на обоих
концах линка и на этом успокаивались. Но у меня есть жена, а у жены —
ноутбук. Поэтому приходится решать задачу в общем виде — с возможностью
подключения более чем одного устройства.

Для того чтобы dhcp-сервер слушал на интерфейсе, интерфейс должен
существовать в момент запуска dhcpd. Более того, pand создает для
каждого bluetooth-соединения отдельный интерфейс. Замучаешься описывать
и передергивать dhcpd по каждому соединению. Поэтому все HOWTO
рекомендуют использовать bridging. Это такая функциональность в
линуксовом ядре, позволяющая объединить несколько физических интерфейсов
в один. Для работы с бриджингом нам понадобится пакет bridge-utils, в
состав которого входит утилита brctl.

В PAN-HOWTO рекомендуется организовать бридж-интерфейс, в который будет
добавлен эзернет-интерфейс локальной сети и будут автоматически
добавляться bluetooth-интерфейсы по мере возникновения.

Никогда так не делайте. Дело в том что бридж он по своей природе
вроде хаба — он проталкивает все пакеты, приходящие на один из
включенных в него интерфейсов во все остальные. Соответственно,
производительность бриджа равна производительности самого тормозного из
включенных в него интерфейсов. Поэтому включив в один бридж 100-mb
ethernet и bluetooth, вы посадите производительность ethernet-а до
производительнсоти блютуза — т.е. до примерно одного мегабита.
(На самом деле код бриджинга, конечно, гораздо умнее, и может работать
как свитч, а не как хаб. Более того, можно его настроить так, чтобы
можно было втыкать и вытыкать ethernet не прерывая работы, чтобы если
есть кабель, пакеты автоматически бегали по нему, а если нет то через
bluetooth. Но лучше не связываться.)

Поэтому мы делаем следующее:

1. Создаем и настраиваем бридже
2. Не включаем ни одного физического интерфейса в этот бридж
3. Напускаем на этот бридж dhcpd.

Насторйки bridge, рекомендованные в HOWTO-PAN следующие:

brctl setfd pan0 0

Установить forward delay — задержку в пересылке пакета в 0

brctl stp pan0 off

Запретить использование Spanning tree protocol.

Эти возможности кода bridging в линуксовом ядре предназначены для
ситуаций, когда сети объединяются более чем одним bridge и нужно
принимать меры для того чтобы пакеты не бегали по кругу. В данной
простой ситуации — топология «звезда», нам это не нужно, а задержки оно
добавляет.

Сетевые интерфейсы в debian описываются в файле
/etc/network/interfaces,
документированном в man-странице interfaces(5). На первый взгляд,
ничего касающегося бриджей там не обнаруживается. Но, оказывается,
синтаксис этого файла расширяем с помощью скриптов, помещаемых в
/etc/network/if*.d.

Пакет bridge-utils приносит с собой и устанавливает в
/etc/network/if-pre-up.d скрипт bridge, который обрабатывает команды
конфигурирования bridge. Дополнительные директивы конфигурации
интерфейса, обрабатываемые этим скриптом, описаны в
/usr/share/doc/bridge-utils/README.Debian.gz.

Поэтому добавляем в /etc/network/interfaces фрагмент следующего
содержания:

auto pan0
iface pan0 inet static
	bridge_ports none
	bridge_fd 0
	bridge_stp off
	address 10.0.0.1
	netmask 255.255.255.0
	brodcast 10.0.0.255

Наиболее важной в этой конструкции является директива bridge_ports none.
Скрипт bridge вступает в работу именно при наличии директивы
bridge_ports с непустым списком интерфейсов. Поскольку на самом деле мы
не хотим добавлять какие-либо интерфейсы в список сразу (только по мере
подключения bluetooth-клиентов) то используем зарезервированное слово
none.

Две другие строки, начинающиеся с bridge соответствуют вышеприведенным
командам конфигурации.

Теперь когда у нас есть интерфейс, мы можем прописать в /etc/dhcpd.conf
соответствующую subnet и добавить имя этого интерфейса в строчку
INTERFACES в /etc/default/dhcpd.

Приведу на всякий случай фрагмент из dhcpd.conf

  
# Это адрес сервера в ethernet-сети
server-identifier 192.168.217.1;

  subnet 10.0.0.0 netmask 255.255.255.0 {
  	max-lease-time 3600;
	option subnet-mask 255.255.255.0;
    default-lease-time 600;
    option broadcast-address 10.0.0.255;
    option time-servers 192.168.217.1;
    option lpr-servers 192.168.217.1;
    range 10.0.0.2 10.0.0.254;
	# Обязательно передавайте domain-name сервер
    option domain-name-servers 192.168.217.1;
    option routers 10.0.0.1;
	
  }

Осталось позаботиться о том, чтобы вновь появляющиеся bnep-интерфейсы
включались в этот бридж и обслуживались dhcpd. Для этого пишем скрипт
/etc/bluetooth/pan/dev-up следующего содержания:

#!/bin/sh
brctl addif pan0 $1
ifconfig $1 0.0.0.0

Первая команда в этом скрипте добавляе интерфейс $1 (т.е. тот, который
pand передал в качестве параметра скрипту) в бридж pan0.
Вторая команда — поднимает интерфейс. Устанавливать осмысленный IP там
не надо, об этом позаботится уровень бриджа. Вероятно, было бы
достаточно прописать туда up вместо нулевого адреса.

Да, еще. Рекомендую заменить на этом компьютере стандартный скрипт
bluez-pin на что-нибудь менее интерактивное. Иначе во всяком случае при
первом соединении придется вводить PIN на обоих компьютерах.
См например мой
вариант решения этой пробелмы

Настройка клиента

Настройка клиента намного проще. Поскольку сервер аннорсирует себя по
протоколу sdp, то на клиенте достаточно запустить

pand --search 

Чтобы соединение установилось.

В /etc/network/interfaces прописываем

iface bnep0 inet dhcp

и теперь для того, чтобы всё заработало, достаточно чтобы кто-то после
установления соединения дернул ifup bnep0

Я прописал это в /etc/bluetooth/pan/dev-up, хотя, вероятно,
можно было просто пропистаь в /etc/network/interfaces для этого
интерфейся mapping hotplug

Остался один-единственынй вопрос — а кто будет запускать pand с рутовыми
правами при втыкании bluetooth-адаптера в ноутбук. Моя паранойя не
позволяет разрешить это делать hotplug-у. Мало ли где я решил
воспользоваться bluetooth для работы с мобильным телефоном, и мало ли
какую сеть оно там найдет. Поэтому пишем в /usr/local/bin
такой скрипт

#!/bin/sh
case "$1" in
on)
        sudo pand --search 
;;      
off)
        sudo pand -K
;;      
# Здесь будет вариант работы ноутбука сервероа
*)
        echo "use $0 on|off" >&2
        exit 1
esac    

И в /etc/sudoers прописываем запуск /usr/bin/pand для пользователей без
пароля.

Теперь для того, чтобы оказаться в сети нам нужно сделать ровно две вещи:

1. Воткнуть bluetooth адаптер
2. сказать bluenet on

Дополнительные особенности настройки dhcp на ноутбуках, как например, полезность локального DNS-сервера, использование пакета resolvconf для того, чтобы этот сервер ходил к правильному форвардеру, использование опции time-servers и ntp-servers отдаваемых dhcp-сервером для синхронизации времени оставим пока за скобками. Для этого нужен отдельный текст, так как ничего блютуз-специфичного в них нет. В случае ethernet там требуется всё то же самое.

Подключение Bluetooth™

Подключение Bluetooth™

Соединения по Bluetooth заметно увеличивают энергопотребление от батареи. Для экономии заряда рекомендуется отключать Bluetooth, если к нему не подключено ни одно устройство.

Чтобы подключить новую Bluetooth-гарнитуру или другое устройство, необходимо выполнить сопряжение. Это необходимо сделать для каждого устройства только один раз.

1. Убедитесь, что устройство, с которым устанавливается сопряжение, находится в режиме обнаружения.
2. Откройте Настройки и коснитесь BLUETOOTH.
3. Включите Bluetooth. Если оно уже включено, коснитесь элемента Поиск устройств.
4. Коснитесь названия устройства, чтобы подключиться.

5. При необходимости коснитесь кнопки Сопряжение или введите пароль устройства (например, 0000), чтобы подключиться к устройству.

   Если устройство подключено, в строке состояния отобразится значок .

При использовании экрана блокировки на телефоне вы можете назначить сопряженное устройство Bluetooth в качестве доверенного устройства, чтобы позволить телефону оставаться разблокированным в процессе подключения к нему. При отключении или выходе из зоны взаимодействия телефон вновь будет заблокирован.

При первом сопряжении телефона с устройством Bluetooth появится уведомление с подсказкой о назначении доверенного устройства. Коснитесь уведомления и следуйте инструкциям на экране.

Если первое уведомление вы пропустили, перейдите к Настройки > Безопасность > Доверенные устройства. Затем следуйте инструкциям на экране.

1. Перейдите к Настройки и коснитесь и удерживайте BLUETOOTH, чтобы включить его.

2. Включите устройство Bluetooth.

   Если устройство подключено, в строке состояния отобразится значок .

Использование Bluetooth расходует заряд аккумулятора, поэтому отключайте его после использования.

Перейдите к Настройки и коснитесь и удерживайте BLUETOOTH, чтобы отключить его.

Имя вашего телефона представляет его в сети Bluetooth. Имя устройства можно изменить.

1. Откройте Настройки и коснитесь BLUETOOTH.
2. Убедитесь, что Bluetooth включен.
3. Коснитесь > Переименовать телефон.

global-ru-ru-ru-ru-3263-44 2014-10-15T12:08:07

Интернет по Bluetooth (Android) | IT-HANDBOOK.RU

В большинстве современных операционных систем Android присутствует встроенная функция раздачи интернета (3G/4G или Wi-Fi) по Bluetooth. Также Android-устройства могут получать интернет по Bluetooth, причем не только от таких же устройств на Android, но и от более старых телефонов с поддержкой профиля Bluetooth PAN (Personal Area Network — Персональная сеть), например, Nokia Asha 302, работающая на платформе S40 и др.

Наличие встроенных функций раздачи и получения интернета по Bluetooth зависит от версии Android и самого устройства. Чтобы узнать, поддерживает ли Ваше Android-устройство только функцию раздачи или только функцию получения, или обе функции раздачи и получения интернета по Bluetooth, смотрите настройки системы на предмет присутствия соответствующих опций, как показано ниже.

Примечание: ниже подразумевается, что на раздающем телефоне или Android-устройстве уже настроен и работает интернет.

Интернет по Bluetooth между Android-устройствами

Чтобы узнать, поддерживает ли Ваше Android-устройство раздачу интернета по Bluetooth, откройте пункт «Дополнительно» (или «Еще > Режим модема») в разделе «Беспроводные сети» настроек Android. Если там присутствует опция «Bluetooth-модем», Ваше Android-устройство может раздавать интернет по Bluetooth.

После активирования данной опции должен автоматически включиться модуль Bluetooth и Android-устройство будет готово к раздаче интернета, получаемого по 3G/4G или Wi-Fi.

Переходим к другому Android-устройству, на котором собираемся получать интернет. Чтобы узнать, поддерживает ли Android-устройство получение интернета по Bluetooth, сначала нужно выполнить его сопряжение с раздающим интернет Android-устройством.

Перейдите в настройки Bluetooth, включите модуль Bluetooth и дождитесь появления имени раздающего интернет Android-устройства в списке обнаруженных устройств. Нажмите на него для сопряжения. На обоих устройствах должен появиться запрос на сопряжение с проверочным кодом. Убедитесь, что код совпадает и подтвердите запросы.

После успешного сопряжения раздающее интернет Android-устройство появится в списке подключенных. Нажмите на иконку дополнительных опций рядом с именем сопряженного устройства, чтобы увидеть список поддерживаемых возможностей. Если в нем присутствует опция «Интернет-доступ», Ваше Android-устройство поддерживает получение интернета по Bluetooth.

Включите опцию «Интернет-доступ». На раздающем Android-устройстве может появиться запрос на предоставление интернета запрашиваемому Android-устройству.

При успешном подключении вид значка Bluetooth в области уведомлений изменится, сигнализируя об активном подключении. Если в настройках Android включен индикатор скорости передачи данных по сети, он тоже появится в области уведомлений принимающего устройства.

Интернет по Bluetooth между Android-устройством и НЕ Android-телефоном

Старые мобильные телефоны, поддерживающие профиль Bluetooth PAN, также могут раздавать интернет по Bluetooth на Android-устройства, например, Nokia Asha 302, работающая на платформе S40. Также данную функцию поддерживают некоторые телефоны следующих производителей: Sony Ericsson, Samsung, LG и др. Список некоторых поддерживающих, возможно поддерживающих и не поддерживающих профиль Bluetooth PAN телефонов.

Рассмотрим настройку раздачи интернета на Android-устройство на примере мобильного телефона Nokia Asha 302. На самом деле данный телефон поддерживает два профиля Bluetooth: PAN (Personal Area Network — Персональная сеть) и DUN (Dial-Up Networking — Коммутируемое подключение). Оба можно настроить штатными средствами Windows при подключении к ноутбуку или компьютеру с Bluetooth-адаптером. Android же имеет встроенные средства работы только с профилем Bluetooth PAN.

Настройка очень похожая на вышеописанный случай с двумя Android-устройствами. В первую очередь нужно выполнить сопряжение по Bluetooth Android-устройства и мобильного телефона.

Затем открыть дополнительные функции сопряженного устройства и активировать переключатель «Интернет-доступ» (данный переключатель будет только в том случае, если и Android-устройство и мобильный телефон поддерживают профиль Bluetooth PAN).

После успешного подключения на экране мобильного телефона (в нашем примере Nokia Asha 302) появится значок передачи данных H (HSPA – стандарт 3G), а иконка Bluetooth изменит свой вид, указывая на активное Bluetooth-подключение.

Не удается настроить сопряжение по Bluetooth

Подключение к другому устройству Bluetooth может решить некоторые проблемы с подключением. Выполните следующие действия.

1. Двумя пальцами проведите вниз от строки состояния, чтобы открыть панель «Быстрые настройки».
2. Нажмите на значок Настройки.
3. Нажмите на переключатель Bluetooth Вкл./Выкл., чтобы включить или отключить соединение Bluetooth.
4. Переведите устройство Bluetooth, к которому вы хотите подключиться, в режим сопряжения. О том, как это сделать, читайте в руководстве пользователя, предоставляемом производителем.
5. Выполните поиск устройств для подключения. Нажмите Bluetooth > Поиск устройств.
6. Нажмите на имя устройства, с которым хотите установить сопряжение.
7. Нажмите Установить связь для подтверждения. Некоторые приспособления Bluetooth также потребуют подтверждения.
8. В ответ на запрос введите ключ доступа и нажмите OK. Ключи доступа по умолчанию 0000 и 1234. При необходимости обратитесь к руководству пользователя, предоставляемому производителем, чтобы подтвердить процесс сопряжения.
   • Если устройство сопряжено с несколькими приспособлениями Bluetooth и не допускает сопряжения еще с одним, попробуйте удалить существующие сопряжения и повторите процесс настройки.
   • Если на устройстве не устанавливается сопряжение с приспособлением, попробуйте установить сопряжение с другим приспособлением Bluetooth, если это возможно.

Проверьте профиль Bluetooth сопряженного устройства. Выполните следующие действия.

1. Проверьте совместимость у производителя приспособления и узнайте, какие профили используются в телефоне.
2. Перейдите в меню Настройки > Bluetooth.
3. Нажмите на значок Настройки рядом с названием сопряженного устройства Bluetooth.
4. Проверьте наличие желаемой функции в списке.

Примечание: Если нужного параметра нет, то функция может быть недоступна для приспособления или имеет место конфликт совместимости. Узнайте у производителя приспособления Bluetooth о совместимости с вашим телефоном.

Удаление несовместимых сопряженных устройств Bluetooth может решить некоторые проблемы с подключением к сети Bluetooth. Выполните следующие действия.

1. Перейдите в меню Настройки > Bluetooth.
2. Нажмите на значок Настройки рядом с названием сопряженного устройства Bluetooth.
3. Нажмите Отсоединить.

Сброс к заводским установкам может решить некоторые проблемы с программным обеспечением.

Примечание: Возможно, включена защита от восстановления исходных настроек. Перед выполнением следующих действий убедитесь в наличии данных для входа в основную учетную запись Google, в которую выполнен вход на телефоне, иначе вы не сможете пользоваться телефоном.

1. Перейдите в меню «Настройки» и нажмите Восстановление и сброс.
2. Нажмите Сброс к заводским установкам или Сброс настроек телефона.
3. Нажмите Сбросить настройки телефона или OK.

Wi-Fi и Bluetooth, в чем разница?

Wi-Fi и Блютуз обеспечивают беспроводную связь с помощью радиосигналов. Однако основное различие между Bluetooth и Wi-Fi — это цель, для которой они предназначены. Это связано с тем, что Bluetooth используется для подключения устройств с малым радиусом действия. Wi-Fi, однако, предлагает быстрый беспроводной доступ в Интернет.

С помощью Bluetooth мы можем подключить наше устройство к ограниченному числу других устройств (Одноранговые соединения). Однако Wi-Fi предлагает доступ в Интернет нескольким пользователям одновременно.

Если нам не нужно беспокоиться о скорости, Bluetooth — отличное решение, потому что здесь очень мало ширина полосы необходимо для. Wi-Fi предлагает большую пропускную способность, потому что скорость является важным фактором для хорошего интернет-соединения.

Таблица сравнения Bluetooth и Wi-Fi

Что такое Bluetooth?

Мы используем Bluetooth для обмена данными между нашими электронными устройствами на небольших расстояниях. Например, мы можем использовать Bluetooth для подключения нашего компьютера к беспроводной клавиатуре или сопрягать наш телефон с динамиком Bluetooth.

Как и Wi-Fi, Bluetooth также использует радиосигналы для передачи данных между устройствами. Фактически, Bluetooth использует некоторые из тех же частот, что и Wi-Fi, что может создавать помехи для устройств Wi-Fi. Однако, в отличие от Wi-Fi, нам не нужно использовать пароль для Bluetooth для подключения к устройству.

Bluetooth (и Wi Fi) универсальны

Bluetooth в основном является универсальной спецификацией для беспроводной передачи голоса и данных на малых расстояниях. 

Изобретатель Bluetooth Яап Хаартсен был занесен в Национальный зал славы изобретателей США. Изобретение Хаартсена было включено, потому что оно оказало огромное влияние на наше общество. Однако 52-летний Хаартсен не нажил на изобретении ни гроша. Изобретатель разработал Bluetooth в 1994 году в Швеции, когда работал в группе электроники Ericsson. Патент был написан на его имя.

В настоящее время Bluetooth используется в трех миллиардах устройств по всему миру.

Bluetooth разработан Ericsson, Nokia, IBM, Toshiba и Intel. Они также создали специальную интернет-группу (SIG) для разработки стандарта IEEE 802.15 WPAN (беспроводная персональная сеть).
Bluetooth является первой широко распространенной технологией для сети ad hoc, предназначенной для приложений голосовой связи и передачи данных.

По сравнению с Wi-Fi, Bluetooth имеет более низкую скорость передачи данных, но имеет технологию для поддержки приложений. Однако Bluetooth — это недорогая персональная одноранговая сеть, работающая без лицензий.
Bluetooth включает три функции на основе приложений:

1. Замена кабелей.
2. Специальная персональная сеть.
3. Интегрированные точки доступа для данных и голоса.

Безопасность Bluetooth

Кроме того, Bluetooth предлагает безопасность пользователя и конфиденциальность информации. А именно, он использует 128-битное случайное число, 48-битный MAC-адрес устройства и два ключа: аутентификацию (128 бит) и шифрование (от 8 до 128 бит). Безопасность имеет 3 уровня: незащищенный, уровень обслуживания и подключения.

Что такое Wi-Fi?

Wi-Fi — это беспроводная технология, которую мы в основном используем для подключения наших устройств к Интернету. Чтобы использовать Wi-Fi, мы обычно должны ввести пароль Wi-Fi на нашем устройстве, чтобы мы могли подключиться к локальной сети (LAN) через маршрутизатор.

Фактически, с помощью Wi-Fi мы можем просматривать веб-страницы, не подключая наше устройство к телефонной линии или кабелю. Для этого нам понадобится WiFi-роутер, который будет принимать интернет-сигнал от модема и преобразовывать его в радиосигнал. Затем устройства Wi-Fi получают этот радиосигнал и преобразуют его обратно в сигнал Интернета. Это позволяет нам использовать беспроводной Интернет на нашем устройстве.

WiFi (Wireless Fidelity) — это название, данное Wi-Fi Alliance пакету стандартов IEEE 802.11. 802.11 определяет стандарт для беспроводных локальных сетей (WLAN). А именно, спецификации IEEE определяют интерфейс, который используется для отправки и приема сигналов между беспроводным устройством и конечной точкой Wi-Fi. Если вы хотите получить доступ к Интернету с помощью Wi-Fi, вам также потребуется соединение с маршрутизатором и модемом. Так же надо подключить модем к одному Интернет-провайдер для доступа в интернет.

Целью стандартов 802.11 было развитие уровня связи для беспроводной локальной связи для фиксированных и мобильных устройств.
Стандарт IEEE 802.11 включает следующие специальные функции:

1. Он предлагает асинхронное и временное соединение.
2. Он также поддерживает непрерывность обслуживания в нескольких областях через систему распределения.

Особенности IEEE 802.11:

1. Один MAC поддерживает несколько устройств.
2. Кроме того, несколько перекрывающихся сетей допускаются в одной и той же области.
3. Механизмы управления «скрытым» терминалом.
4. Также варианты поддержки ограниченных по времени услуг.
5. Положение о конфиденциальности и безопасности доступа.

Безопасность Wi-Fi

IEEE 802.11 имеет функции аутентификации и конфиденциальности. IEEE 802.11 поддерживает два типа аутентификации:

1. Открытая аутентификация системы— Стандартная схема аутентификации. Кадр запроса отправляет идентификатор алгоритма аутентификации для открытой системы. Время ответа определяет результаты запроса.
2. Аутентификация с общим ключом— Это обеспечивает большую степень безопасности. А именно, кадр запроса для идентификатора кадра аутентификации работает с общим ключом с 40-битным секретным кодом. Этот код разделяется между собой и IP. Вторая станция отправляет обратно 2-байтовый код. 128-я станция отправляет в ответ закодированный текст. Вторая станция отправляет результаты проверки.
   Конфиденциальность поддерживается в IEEE 802.11 с помощью WEP (конфиденциальность, эквивалентная проводной сети).

Основные отличия между Bluetooth и WiFi

1. Требуемая полоса пропускания для Bluetooth низкая, а для Wi-Fi — высокая.
2. Для подключения по Bluetooth нам понадобится устройство с адаптером Bluetooth. Однако для использования Wi-Fi-устройств нам понадобится беспроводной адаптер и маршрутизатор.
3. Bluetooth прост в использовании так же, как устройства сопряжения. Технология Wi-Fi намного сложнее и требует настройки аппаратного и программного обеспечения.
4. Дальность действия радиосигнала Bluetooth составляет уже 10 метров. Однако для Wi-Fi это 100 метров.
5. Частота, на которой обмениваются данными устройства Bluetooth, составляет от 2,4 ГГц до 2,483 ГГц. Диапазон частот для WiFi составляет от 2,4 ГГц до 5 ГГц.
6. Энергопотребление Bluetooth низкое, а для Wi-Fi оно велико.

Bluetooth менее безопасен, чем Wi-Fi, и использует ключи шифрования и проверки. Однако у WiFi лучше безопасность. Wi-Fi использует WEP (конфиденциальность, эквивалентную проводной сети) и WPA (защищенный доступ Wi-Fi).

Рекомендации интернет-провайдера ITpedia

Обсудить с нами LinkedIn.

резюме

статья

Wi-Fi и Bluetooth, какая разница?

Описание

Wi-Fi и Bluetooth обеспечивают беспроводную связь и используют радиосигналы. Основное различие между Bluetooth и Wi-Fi — это цель, для которой они созданы. У каждого свое приложение. Прочтите эту статью, когда вы используете Wi-Fi и Bluetooth.

Автор

Wim Hoogenraad

Имя издателя

ITpedia

Издательство Логотип

Что такое беспроводная сеть Bluetooth?

Bluetooth — это технология радиосвязи, которая обеспечивает маломощное беспроводное соединение на короткие расстояния между телефонами, компьютерами и другими сетевыми устройствами. Название Bluetooth позаимствовано у короля Дании Харальда Гормссона, жившего более 1000 лет назад. Прозвище короля означало «Bluetooth», предположительно потому, что у него был мертвый зуб, который выглядел синим. Логотип Bluetooth представляет собой комбинацию двух скандинавских рун для инициалов короля.

Использование Bluetooth

Технология Bluetooth была разработана в первую очередь для поддержки сетевых портативных потребительских устройств и периферийных устройств, работающих от батарей, но поддержку Bluetooth можно найти в широком спектре устройств, включая:

• Сотовые телефоны
• Беспроводные гарнитуры (включая автомобильные комплекты громкой связи)
• Беспроводные клавиатуры
• Принтеры
• Беспроводные колонки
• Компьютеры

Как работает Bluetooth

Два устройства Bluetooth подключаются друг к другу посредством процесса, называемого спариванием.Когда вы нажимаете кнопку или выбираете пункт меню на устройстве, устройство Bluetooth инициирует новое соединение. Детали различаются в зависимости от типа устройства.

Многие мобильные устройства имеют встроенные радиомодули Bluetooth. ПК и другие устройства также могут быть включены с помощью ключей Bluetooth.

Сети Bluetooth имеют динамическую топологию, называемую пикосетью, которая содержит минимум два и максимум восемь одноранговых устройств Bluetooth. Устройства обмениваются данными с помощью сетевых протоколов, которые являются частью спецификации Bluetooth.Стандарты Bluetooth пересматривались на протяжении многих лет, начиная с версии 1.0 (широко не используемой) и с версии 1.1 до версии 5.

Радиосигналы, которые передаются через Bluetooth, покрывают только короткие расстояния, обычно до 30 футов до последнего стандарта. Первоначально Bluetooth был разработан для низкоскоростных беспроводных соединений, хотя технологические достижения за прошедшие годы значительно повысили его производительность. Ранние версии стандарта поддерживали соединения со скоростью ниже 1 Мбит / с, в то время как современные версии рассчитаны на скорость до 50 Мбит / с.

Bluetooth против Wi-Fi

Хотя Bluetooth использует тот же стандартный диапазон сигнала, что и обычный Wi-Fi, он не может обеспечить такой же уровень беспроводной связи. По сравнению с Wi-Fi, сеть Bluetooth работает медленнее, имеет более ограниченный радиус действия и поддерживает меньшее количество одноранговых устройств.

Безопасность Bluetooth

Как и другие беспроводные протоколы, Bluetooth на протяжении многих лет подвергался тщательной проверке на предмет недостатков сетевой безопасности. В популярных телевизионных сериалах преступники иногда подключают свой Bluetooth-телефон к ничего не подозревающей жертве, где преступник может подслушать разговоры и украсть личные данные.В реальной жизни, конечно, такие атаки маловероятны, а иногда даже невозможны в том виде, в котором они изображены.

Хотя технология Bluetooth включает в себя достаточную долю средств защиты, эксперты по безопасности рекомендуют отключать Bluetooth на устройстве, когда оно не используется, чтобы избежать любого небольшого риска.

Спасибо, что сообщили нам!

Расскажите, почему!

Другой

Недостаточно подробностей

Сложно понять

Представляем сеть BluetoothMesh | Веб-сайт технологии Bluetooth®

Проверенная и надежная технология

Сегодня Bluetooth ^® является ведущей технологией беспроводной связи с низким энергопотреблением, используемой для потоковой передачи звука, передачи данных или широковещательной передачи информации между устройствами.Теперь, с появлением возможности ячеистой сети, ячеистая сеть Bluetooth готова к дальнейшему стимулированию использования маяков, робототехники, промышленной автоматизации, управления энергопотреблением, приложений умного города и других промышленных решений Интернета вещей и передовых производственных решений.

«В Smart & Green мы доверяем технологии Bluetooth, чтобы обеспечить простое и безопасное соединение, которое требуется нашим клиентам», — сказал Питер Уайлдхорн, генеральный директор Smart & Green. «С помощью сети Bluetooth мы можем продолжать разрабатывать новые инновационные способы использования освещения, которые улучшат жизнь людей.”

Заглядывая в будущее

Возможности с добавленной стоимостью, развитая экосистема и глобальная узнаваемость бренда, которую обеспечивает беспроводная технология Bluetooth, позволят создавать гораздо более богатые решения с более быстрым выводом на рынок.

«Добавление ячеистой сети к стандарту Bluetooth ^® откроет значительные возможности для более богатого опыта в умных домах и автоматизации зданий, обеспечивая новую волну инноваций во многих приложениях Интернета вещей», — сказал Боб Моррис, вице-президент по маркетингу. Беспроводное бизнес-подразделение, ARM.«Подключение с низким энергопотреблением необходимо для создания следующего поколения безопасных устройств Интернета вещей».

Внедрение ячеистых сетей Bluetooth происходит во время значительного роста отрасли, и ABI Research ожидает, что к 2021 году будет установлено 48 миллиардов устройств с выходом в Интернет, из которых почти одна треть будет включать Bluetooth. Мы ожидаем, что сетка Bluetooth на начальном этапе окажет наибольшее влияние на коммерческое освещение и промышленные приложения и в конечном итоге станет распространенной технологией в более крупной экосистеме Интернета вещей.

«Добавляя поддержку ячеистой сети, сообщество членов Bluetooth продолжает долгую историю целенаправленных инноваций, чтобы помочь новым, перспективным рынкам процветать», — сказал Марк Пауэлл, исполнительный директор Bluetooth SIG, Inc. Поскольку рынок подключенных устройств пережил быстрый рост после внедрения Bluetooth Low Energy, мы считаем, что ячеистая сеть Bluetooth может сыграть жизненно важную роль в обеспечении более быстрого роста рынков на ранних этапах, таких как автоматизация зданий и беспроводные сенсорные сети.”

Спецификации ячеистой сети Bluetooth, а также инструменты, необходимые для квалификации продуктов Bluetooth с поддержкой ячеистой сети, теперь доступны здесь.

Чтобы получить более подробное представление о сетке Bluetooth, ознакомьтесь с этим сборником технических статей. Эти статьи, написанные командой разработчиков Bluetooth, помогут вам понять, как работает сетка Bluetooth на более глубоком уровне.

Сетевое подключение »Электроника

Создание пары с устройствами Bluetooth упрощает задачу, но Bluetooth также может поддерживать работу в сети.

Учебное пособие / сводка по Bluetooth Включает:
Основы технологии Bluetooth
Радио интерфейс
Передача файлов
Профили Bluetooth
Сопряжение и нетворкинг
Безопасность

Самый распространенный метод использования Bluetooth — это сопряжение двух устройств, например наушников и мобильного телефона или ноутбука. Это обеспечивает удобное беспроводное соединение.

Bluetooth-соединение таким образом хорошо налажено и очень легко реализуется, но также возможно создание сетей.Эта возможность была доступна с момента появления Bluetooth, но с Bluetooth 5 эта возможность была расширена для поддержки многих приложений IoT.

Спецификация Bluetooth определяет различные формы сетевого подключения Bluetooth, которые могут быть установлены. Таким образом, сеть Bluetooth представляет собой особенно гибкую форму беспроводной системы для использования в различных приложениях малого радиуса действия.

Основы подключения к сети Bluetooth

Существует множество способов настройки сетей Bluetooth.По сути, сети Bluetooth используют так называемую топологию пикосети. В этой форме сети одно устройство действует как ведущее и может общаться максимум с семью подчиненными узлами или устройствами.

Ограничение семи подчиненных узлов в сети Bluetooth возникает из-за используемого трехбитового адреса. Это число относится к количеству активных узлов в сети Bluetooth в любой момент времени.

Разброс Bluetooth

Сетевые соединения

Bluetooth также могут поддерживать разрозненные сети, хотя из-за ограничений времени и памяти эта форма сети Bluetooth реализовывалась редко.Для Bluetooth scatternet подчиненный узел или подчиненное устройство может делить свое время между двумя разными пикосетями. Это позволяет создавать большие звездообразные сети.

Основы подключения Bluetooth

Способ подключения устройств Bluetooth сложнее, чем у многих других типов беспроводных устройств. Причиной этого является скачкообразная перестройка частоты устройств. Скачкообразная перестройка частоты снижает влияние помех, но немного усложняет подключение устройств.

Bluetooth — это система, в которой устанавливаются соединения между ведущим и ведомым. Эти соединения поддерживаются до тех пор, пока они не будут разорваны, либо из-за преднамеренного отключения обоих, либо из-за того, что линия радиосвязи становится настолько плохой, что связь не может поддерживаться — обычно это происходит, когда устройства выходят из зоны действия друг друга.

В процессе подключения существует четыре типа канала подключения Bluetooth:

• Базовый канал пикосети: Этот канал подключения Bluetooth используется только тогда, когда все 79 каналов используются в наборе переходов — сейчас он редко используется, поскольку чаще используется канал адаптивной пикосети, поскольку он обеспечивает большую гибкость.
• Адаптированный канал пикосети: Этот канал подключения Bluetooth используется более широко и позволяет системе использовать сокращенный набор переходов, то есть между 20 и 79 каналами. Каналы пикосети — единственные каналы, которые могут использоваться для передачи пользовательских данных.
• Канал запроса: Канал подключения Bluetooth используется, когда главное устройство находит подчиненное устройство или устройства в пределах досягаемости.
• Канал поискового вызова: Этот канал подключения Bluetooth используется, когда главное и ведомое устройства устанавливают физическое соединение.

Сопряжение по Bluetooth

Для того, чтобы устройства могли подключаться легко и быстро, можно использовать схему, известную как соединение Bluetooth. После создания пары Bluetooth два устройства могут связываться друг с другом.

Сопряжение Bluetooth обычно инициируется вручную пользователем устройства. Ссылка Bluetooth для устройства становится видимой для других устройств. Затем они могут быть спарены.

Процесс сопряжения Bluetooth обычно запускается автоматически, когда устройство в первый раз получает запрос на подключение от устройства, с которым оно еще не сопряжено.Чтобы соединение Bluetooth могло произойти, между двумя устройствами необходимо обменяться паролем. Этот пароль или «ключ доступа», как его более правильно назвать, является кодом, совместно используемым обоими устройствами Bluetooth. Он используется, чтобы убедиться, что оба пользователя согласились работать в паре друг с другом.

Процесс сопряжения Bluetooth кратко описан ниже:

Практические элементы Bluetooth-сопряжения

Обычно устройства Bluetooth очень легко соединяются. В зависимости от устройства инструкции по сопряжению устройств могут немного отличаться.

Для некоторых устройств с ограниченным доступом для управления может потребоваться нажатие кнопки в течение определенного времени, чтобы перевести их в режим сопряжения. Затем он будет искать устройства для сопряжения. При сопряжении с аналогичными устройствами они будут автоматически подключаться при переходе в режим сопряжения и обнаруживают друг друга.

Для таких устройств, как мобильные телефоны и ноутбуки, они будут постоянно искать устройства для сопряжения, а затем сопряжение необходимо будет принять до того, как будет выполнено сопряжение.Это обеспечивает дополнительную безопасность.

Иногда возникают проблемы с сопряжением некоторых устройств. Возможно, у них нет необходимых профилей или устройство не полностью совместимо с Bluetooth. Некоторые производители могут не полностью соответствовать спецификации Bluetooth, даже если они рекламируются как Bluetooth.

Как только соединение Bluetooth установлено, оно запоминается устройствами, которые затем могут подключаться к каждому без вмешательства пользователя.

При необходимости связь Bluetooth-сопряжения может быть удалена пользователем позже, если потребуется.

Обычно сопряжение по Bluetooth и настройка сети очень просты. Одним из преимуществ Bluetooth является то, что его легко использовать даже для нетехнических специалистов.

Темы беспроводного и проводного подключения:
Основы мобильной связи
2G GSM
3G UMTS
4G LTE
5G
Вай-фай
IEEE 802.15.4
Беспроводные телефоны DECT
NFC — связь ближнего поля
Основы сетевых технологий
Что такое облако
Ethernet
Серийные данные
USB
SigFox
LoRa
VoIP
SDN
NFV
SD-WAN

Вернуться к беспроводному и проводному подключению

Создание личной сети Bluetooth

Windows 10

Вы видели, как создать PAN, чтобы позволить смартфону подключаться к вашему компьютеру.Ты
также может создать Bluetooth PAN как беспроводную сеть ближнего действия для подключения других типов
устройств вместе без проводов. PAN обычно используется для подключения ноутбука к настольному компьютеру.
ПК, хотя его можно использовать для подключения других типов устройств Bluetooth. Как правило, присоединяясь
Подключить устройства Bluetooth к сети Bluetooth очень просто. Большая часть действия происходит
автоматически, за кулисами.

Чтобы понять основную процедуру, предположим, что у вас уже есть настольный компьютер с
функциональное подключение к Интернету.Вы уже установили на него USB-адаптер Bluetooth.
компьютер, так что теперь это устройство Bluetooth. На этом настольном компьютере щелкните значок Bluetooth
значок адаптера в области уведомлений на рабочем столе Windows. Нажмите «Открыть настройки» и сделайте
убедитесь, что выбран параметр «Разрешить устройствам Bluetooth находить этот компьютер». Щелкните ОК.

На портативном компьютере (или втором компьютере) активируйте Bluetooth или, при необходимости, подключите
второй адаптер Bluetooth USB. Цель состоит в том, чтобы подключить ноутбук к настольному компьютеру в
КАСТРЮЛЯ.Для этого, начиная с портативного компьютера, выполните следующие действия:

1. Щелкните правой кнопкой мыши значок в области уведомлений «Устройства Bluetooth» и выберите «Присоединиться к персональному компьютеру».
   Зональная сеть. Должен появиться список устройств Bluetooth. Если хотя бы одно устройство
   не отображается, нажмите кнопку Добавить устройство Bluetooth и следуйте инструкциям, чтобы найти
   Компьютер с поддержкой Bluetooth. Когда поиск завершится, вы должны увидеть список всех доступных устройств.
2. Щелкните имя компьютера, к которому вы хотите подключиться.Если свойства
   появится страница для этого устройства, нажмите OK, чтобы закрыть эту страницу.
3. Щелкните «Подключиться с помощью». Появится раскрывающееся меню.
   После установления соединения у вас должен быть доступ в Интернет на обоих компьютерах.
   Вы можете совместно использовать принтеры и папки, а также перемещать и копировать файлы между компьютерами, используя эти методы.

Обратите внимание, однако, что если вы установили соединение Bluetooth только с одним компьютером в
существующей локальной сети (LAN), у вас есть доступ только к общим ресурсам на
Компьютер с поддержкой Bluetooth, а не все компьютеры в локальной сети.

Устранение неполадок сетевого подключения Bluetooth

Если вы вообще не можете установить соединение с помощью Bluetooth, попробуйте следующее средство:

1. Перейдите к компьютеру, на котором возникают проблемы с подключением к PAN.
2. Откройте Центр управления сетями и общим доступом, нажав Windows + X и выбрав Control
   Панель → Сеть и Интернет → Сеть и Интернет → Центр управления сетями и общим доступом.
3. Прокрутите вниз до группы «Сетевое подключение Bluetooth». Если вы не можете найти
   Группа подключения к сети Bluetooth, выполните действия, описанные ранее.

Папки Центра управления сетями и общим доступом на каждом ПК должны иметь аналогичные записи о сети Bluetooth.

Совместное использование подключения к Интернету

Если вы не можете подключиться к Интернету с компьютера, который вы подключаетесь к PAN
(при условии, что PAN уже подключен к Интернету), перейдите к подключенному компьютеру.
к кабельному модему или роутеру. Откройте Центр управления сетями и общим доступом и щелкните сеть.
рядом с меткой Connections. В области «Действия» щелкните «Свойства» и выберите
вкладка «Совместное использование».Выберите Разрешить другим пользователям сети подключаться через этот компьютер.
Подключение к Интернету и дважды нажмите ОК, чтобы сохранить настройки.

Если у вас по-прежнему возникают проблемы с подключением к Интернету, проверьте настройки Windows
Брандмауэр. В поле поиска Кортаны введите fire, а затем щелкните Брандмауэр Windows в
область результатов. Дважды щелкните правило в списке правил для входящего или исходящего трафика, чтобы настроить параметры.

С этими настройками вы сможете подключаться к Интернету с других компьютеров в PAN.

Помните, что на рынке доступно множество различных устройств Bluetooth. Если ни один из
методы, описанные здесь, помогут вам установить соединение между двумя компьютерами в
PAN, см. Инструкции, прилагаемые к устройству Bluetooth.

Bluetooth — GeeksforGeeks

Bluetooth

Это технология беспроводной персональной сети (WPAN), которая используется для обмена данными на меньших расстояниях. Эта технология была изобретена Эриксоном в 1994 году. Она работает в нелицензируемом промышленном, научном и медицинском (ISM) диапазоне в 2.От 4 ГГц до 2,485 ГГц. Максимальное количество устройств, которые могут быть подключены одновременно: 7. Дальность действия Bluetooth до 10 метров. Он обеспечивает скорость передачи данных до 1 Мбит / с или 3 Мбит / с в зависимости от версии. Используемый метод расширения — это FHSS (частотно-скачкообразный расширенный спектр). Сеть Bluetooth называется piconet , а набор взаимосвязанных пикосетей называется scatternet .

Архитектура Bluetooth:

Архитектура Bluetooth определяет два типа сетей:

 1.Piconet
2. Scatternet 

Piconet:

Piconet — это тип сети Bluetooth, которая содержит один первичный узел , называемый главным узлом, и семь активных вторичных узлов , называемых подчиненными узлами. Таким образом, можно сказать, что всего 8 активных узлов находятся на расстоянии 10 метров. Связь между первичным и вторичным узлами может быть «один-к-одному» или «один-ко-многим». Возможна связь только между ведущим и ведомым; Связь ведомый-ведомый невозможна.У него также есть 255 припаркованных узлов , это вторичные узлы и не могут участвовать в обмене данными, если они не будут преобразованы в активное состояние.

Scatternet:

Он состоит из различных пикосетей . Подчиненное устройство, которое присутствует в одной пикосети, может действовать как ведущее или, можно сказать, первичное в другой пикосети. Этот тип узла может получать сообщение от мастера в одной пикосети и доставлять сообщение своему ведомому устройству в другую пикосеть, где он действует как ведомый.Этот тип узла называется мостом. Станция не может быть ведущей в двух пикосетях.

Стек протоколов Bluetooth:

1. Уровень радио (RF):
   Он выполняет модуляцию / демодуляцию данных в сигналы RF. Он определяет физические характеристики трансивера Bluetooth. Он определяет два типа физического канала: без установления соединения и ориентированный на соединение.
2. Канальный уровень основной полосы частот:
   Он выполняет установление соединения в пикосети.
3. Уровень протокола Link Manager:
   Он выполняет управление уже установленными ссылками. Он также включает процессы аутентификации и шифрования.
4. Уровень протокола управления логическим каналом и адаптации:
   Он также известен как сердце стека протоколов Bluetooth. Он обеспечивает связь между верхним и нижним уровнями стека протоколов Bluetooth. Он упаковывает пакеты данных, полученные от верхних уровней, в форму, ожидаемую нижними уровнями.Он также выполняет сегментацию и мультиплексирование.
5. Уровень SDP:
   Это сокращение от Service Discovery Protocol. Это позволяет обнаруживать службы, доступные на другом устройстве с поддержкой Bluetooth.
6. Уровень радиосвязи:
   Это сокращение от Radio Frontend Component. Он обеспечивает последовательный интерфейс с WAP и OBEX.
7. OBEX:
   Это сокращение от Object Exchange. Это протокол связи для обмена объектами между 2 устройствами.
8. WAP:
   Это сокращение от Wireless Access Protocol. Он используется для доступа в Интернет.
9. TCS:
   Это сокращение от Telephony Control Protocol. Предоставляет услуги телефонии.
10. Уровень приложения:
    Позволяет пользователю взаимодействовать с приложением.

Преимущества:

• Низкая стоимость.
• Простота использования.
• Может также проникать сквозь стены.
• Создает соединение adhoc сразу без каких-либо проводов.
• Используется для передачи голоса и данных.

Недостатки:

• Его можно взломать и, следовательно, он менее безопасен.
• Имеет медленную скорость передачи данных: 3 Мбит / с.
• Имеет небольшую дальность действия: 10 метров.

Вниманию читателя! Не прекращайте учиться сейчас. Ознакомьтесь со всеми важными концепциями теории CS для собеседований SDE с помощью курса CS Theory Course по доступной для студентов цене и подготовьтесь к работе в отрасли.

Советы по обеспечению безопасности беспроводных подключений и Bluetooth

Сети Wi-Fi и подключения Bluetooth могут быть уязвимыми точками доступа для кражи данных или личных данных. К счастью, есть много способов снизить ваши шансы стать жертвой.

Шифрование

— лучший способ сохранить ваши личные данные в безопасности. Он работает путем шифрования данных в сообщении, так что только предполагаемые получатели могут его прочитать. Когда адрес веб-сайта, который вы посещаете, начинается с «https» вместо «http», это означает, что между вашим браузером и сайтом происходит шифрование.

Двумя наиболее распространенными типами шифрования являются Wired Equivalent Privacy (WEP) и Wi-Fi Protected Access (WPA). Самый надежный из доступных — это WPA2, поэтому используйте его, если у вас есть такая возможность. Домашние системы Wi-Fi и общедоступные точки доступа Wi-Fi, или «точки доступа», обычно сообщают вам об используемом ими шифровании.

Публичный доступ к Wi-Fi

Многие пользователи Wi-Fi предпочитают использовать общедоступные сети вместо тарифных планов своих устройств для удаленного доступа в Интернет. Но удобство общедоступного Wi-Fi может быть рискованным.Если вы не будете осторожны, хакеры могут быстро получить доступ к вашему соединению и скомпрометировать конфиденциальную информацию, хранящуюся на вашем устройстве и в онлайн-аккаунтах. Вот несколько шагов, которые вы можете предпринять, чтобы минимизировать риск:

• Проверить действительность доступных точек доступа Wi-Fi. Если появляется несколько точек доступа, утверждающих, что они принадлежат заведению, в котором вы находитесь, проконсультируйтесь с персоналом, чтобы избежать подключения к точке доступа самозванца.
• Убедитесь, что все веб-сайты, с которыми вы обмениваетесь информацией, имеют «https» в начале веб-адреса.В этом случае ваши передаваемые данные будут зашифрованы.
• Установите надстройку приложения, которая заставляет ваши веб-браузеры использовать шифрование при подключении к веб-сайтам — даже к хорошо известным сайтам, которые обычно не могут шифровать свои сообщения.
• Отрегулируйте настройки вашего смартфона так, чтобы он не подключался автоматически к ближайшим сетям Wi-Fi. Это дает вам больше контроля над тем, где и когда вы подключаетесь.
• Если вы регулярно используете общедоступные точки доступа Wi-Fi, подумайте об использовании виртуальной частной сети, которая будет шифровать все передачи между вашим устройством и Интернетом.Многие компании предлагают своим сотрудникам VPN для работы, а отдельные лица могут подписаться на VPN самостоятельно.
• При передаче конфиденциальной информации использование тарифного плана мобильного телефона вместо Wi-Fi может быть более безопасным.

Безопасность Bluetooth

Bluetooth-соединения с вашими мобильными устройствами можно использовать, среди прочего, для подключения к беспроводным гарнитурам, передачи файлов и включения громкой связи во время вождения. В большинстве случаев пользователь должен разрешить соединение Bluetooth до передачи данных — процесс, называемый «спариванием», который обеспечивает определенную степень безопасности данных.Но, как и соединения Wi-Fi, Bluetooth может поставить под угрозу ваши личные данные, если вы не будете осторожны. Вот несколько шагов, которые вы можете предпринять при использовании Bluetooth:

• Выключайте Bluetooth, когда он не используется. Сохранение его активным позволяет хакерам обнаруживать, к каким другим устройствам вы подключались раньше, подделывать одно из этих устройств и получать доступ к вашему устройству.
• Если вы подключите свой мобильный телефон к арендованному автомобилю, данные телефона могут быть переданы автомобилю. Обязательно отключите телефон от автомобиля и удалите с него все личные данные, прежде чем вернуть его.Сделайте то же самое при продаже автомобиля с Bluetooth.
• Используйте Bluetooth в «скрытом» режиме, а не в «обнаруживаемом». Это предотвращает обнаружение вашего Bluetooth-соединения другими неизвестными устройствами.

Безопасность домашних беспроводных сетей

Домашние беспроводные сети позволяют компьютерам и мобильным устройствам совместно использовать одно широкополосное соединение с Интернетом без необходимости тратить минуты на тарифные планы сотовой связи. Но, как и все другие беспроводные сетевые технологии, домашние беспроводные сети представляют собой уязвимости, которые могут быть использованы хакерами.Чтобы защитить домашнюю беспроводную сеть от нежелательных пользователей, выполните следующие действия:

• Включите шифрование. Беспроводные маршрутизаторы часто выходят из коробки с отключенной функцией шифрования, поэтому убедитесь, что она включена вскоре после установки маршрутизатора.
• Измените сетевое имя сети по умолчанию, также известное как идентификатор набора услуг или «SSID». Когда компьютер с беспроводным подключением ищет и отображает ближайшие беспроводные сети, он перечисляет каждую сеть, которая публично передает свой SSID.Производители обычно присваивают всем своим беспроводным маршрутизаторам SSID по умолчанию, который часто является названием компании. Для дополнительной безопасности выберите уникальное и трудно угадываемое имя в качестве своего SSID.
• Изменить пароль сети по умолчанию. Большинство беспроводных маршрутизаторов поставляются с предустановленными паролями для управления настройками устройства (он отличается от пароля, используемого для доступа к самой беспроводной сети). Неавторизованные пользователи могут быть знакомы с паролями по умолчанию, поэтому важно изменить пароль маршрутизатора сразу после его установки.Более длинные пароли, состоящие из комбинации букв, цифр и символов, более безопасны.
• Рассмотрите возможность использования фильтра Media Access Control или MAC-адреса в беспроводном маршрутизаторе. Каждое устройство, которое может подключиться к сети Wi-Fi, имеет уникальный идентификатор, называемый «физическим адресом» или «MAC-адресом». Беспроводные маршрутизаторы могут проверять MAC-адреса всех устройств, которые к ним подключаются, и пользователи могут настроить свою беспроводную сеть на прием подключений только от устройств с MAC-адресами, которые распознает маршрутизатор.Чтобы создать еще одно препятствие для несанкционированного доступа, рассмотрите возможность активации фильтра MAC-адресов беспроводного маршрутизатора, чтобы включить в него только ваши устройства.
• Выключайте беспроводной маршрутизатор, если он не будет использоваться в течение длительного периода времени.
• Используйте антивирусное и антишпионское программное обеспечение на своем компьютере и используйте аналогичные приложения на своих устройствах, которые имеют доступ к беспроводной сети.

Пароли

Может быть сложно запомнить все ваши пароли. Веб-браузеры и другие программы могут предлагать вам запоминать пароли, что может значительно сэкономить время.Однако некоторые ярлыки паролей могут снизить вашу безопасность. Следующие передовые методы могут помочь защитить вашу личную информацию:

• Не используйте один и тот же пароль для нескольких учетных записей, особенно для наиболее конфиденциальных, таких как банковские счета, кредитные карты, юридические или налоговые записи и файлы, содержащие медицинскую информацию. В противном случае кто-то, имеющий доступ к одной из ваших учетных записей, может получить доступ ко многим другим.
• Не позволяйте вашему веб-браузеру запоминать пароли и добавлять их за вас, особенно для ваших самых важных финансовых, юридических и медицинских счетов.Если неавторизованный человек получит доступ к вашему компьютеру или смартфону, он сможет получить доступ к любой учетной записи, в которую ваш браузер автоматически входит.
• Не используйте пароли, которые легко угадать, например общие слова и дни рождения членов семьи. Вместо этого используйте комбинацию букв, цифр и символов. Чем длиннее и надежнее пароль, тем безопаснее ваша информация.

Версия для печати

Советы по беспроводному подключению и безопасности Bluetooth (pdf)

Общие сведения о ячеистой сети Bluetooth — Краткие сведения

Технология Bluetooth ориентирована на беспроводную связь на малых расстояниях.Большинство из нас знают стандарт Bluetooth как способ подключения телефона к машине или гарнитуры для работы в режиме громкой связи. Но Bluetooth — это гораздо больше. Первоначально разработанный в качестве замены проводного последовательного подключения, такого как RS-232C, Bluetooth теперь поддерживает почти три десятка различных профилей, включая устройства громкой связи, устройства с человеческим интерфейсом, профиль телефонной книги и многое другое.

В 2010 году была представлена ​​новая версия Bluetooth (Bluetooth 4.0), известная как Bluetooth Low-Energy (BLE) или Bluetooth Smart.Этот вариант ориентирован на устройства с батарейным питанием. Вместо того, чтобы использовать типичное сопряжение устройств в так называемом «классическом» Bluetooth, BLE больше ориентирован на использование в качестве средства связи для Интернета вещей. Его потенциальное использование будет в качестве датчика вещательного типа (например, температуры, влажности и т. Д.) Для устройств, которые не требуют сопряжения.

Стиль сетевого подключения, используемый в классическом Bluetooth, представляет собой традиционное соединение «точка-точка», которое выглядит как модель «ступица и спица», известная как топология «звезда».Центральное устройство, например смартфон, может быть сопряжено с потенциально неограниченным количеством устройств, хотя обычно только семь могут быть активными в любой момент времени. Устройства могут общаться только с центральным контроллером, а не напрямую друг с другом. Следовательно, концентратор должен ретранслировать трафик сообщений между устройствами, если это необходимо для приложения.

В

BLE добавлена ​​модель многоточечной / широковещательной связи, которая полезна для режима ближнего навигационного маяка, например, для поиска определенного магазина в торговом центре.В широковещательном режиме можно отправить одно сообщение большому количеству получателей одновременно. Примером может служить использование смартфона для включения набора огней с поддержкой Bluetooth и установки их общего цвета и яркости без необходимости обращаться к каждой лампочке по отдельности.

Дополнительные усовершенствования спецификации Bluetooth были выпущены в 2016 году с введением Bluetooth 5. Это увеличило скорость и расстояние. Параллельно с разработкой Bluetooth 5 была разработана новая модель подключения для BLE, известная как Mesh Profile.Это стиль связи «многие ко многим» с возможностью ретрансляции сообщений от одного устройства к другому для создания гибкой топологии ячеистой сети с несколькими потенциальными путями между узлами для обеспечения доставки сообщений.

Рис. 1. Различия в протоколе ячеистой сети Bluetooth. (Изображение любезно предоставлено Nordic Semiconductor)

Профиль Mesh Profile был выпущен в середине 2017 года и примерно соответствовал доступности новых устройств Bluetooth 5. Поэтому было легко предположить, что Bluetooth Mesh является эксклюзивной функцией Bluetooth 5.К счастью, это не так. Сетчатый профиль будет работать вместе с устройствами, совместимыми с Bluetooth 4.2, а также с устройствами Bluetooth 5. На момент написания этой статьи количество устройств, поддерживающих сетчатый профиль, все еще несколько ограничено, но их число неуклонно растет. На рисунке 1 показано, как модель Bluetooth Mesh вписывается в стандартный стек протоколов BLE. Темно-синяя часть — это стандартный BLE, а голубые части — это расширения, специфичные для Bluetooth Mesh.

Особенности модели сетки

Профиль сетки Bluetooth специально разработан для интеллектуального освещения.Существует ряд стандартных универсальных моделей, включая Generic OnOff Server (например, включение или выключение света) и Generic Level Server (например, яркость или оттенок света), которые специально предназначены для интеллектуального освещения. Несколько других предопределенных универсальных моделей можно объединить для создания более специализированных решений.

Узел — это устройство, которое настроено как часть данного сегмента сети. Это означает, что в устройство были загружены ключи шифрования для конкретной сети, поэтому оно может обмениваться сообщениями со своими коллегами.Для каждого устройства существует несколько различных наборов ключей шифрования.

С данным устройством может быть связано один или несколько элементов. Элементы можно рассматривать как особенности устройства. Каждое устройство имеет по крайней мере один элемент (первичный элемент) и может иметь много вторичных элементов. Например, у лампочки есть первичный элемент, который указывает, горит она или нет. Лампы с функцией затемнения будут иметь вторичный элемент, который может отображать яркость. Если лампа поддерживает разные цвета, то могут быть три дополнительных элемента, которые представляют значения красного, зеленого и синего цветов светодиодных источников в лампе.

Максимальное количество узлов в любой заданной ячеистой сети Bluetooth составляет 32 767, до 4096 подсетей и 65 535 сцен. Подсети позволяют разделить сеть на логические функции, такие как 5-й этаж и 4-й этаж. Сцены представляют собой набор настроек, например, все источники света имеют одинаковую яркость. Одна сцена яркости может быть для случая, когда солнце светит через окна, а другая — для пасмурного дня.

Благодаря унаследованной технологии BLE, устройства с очень низким энергопотреблением и питанием от батарей могут работать с малым рабочим циклом для продления срока службы батарей.В этом случае устройство будет проводить в спящем режиме значительное количество времени. Для облегчения управления этими типами узлов существует функция «друга», которая возможна в определенных устройствах. Это реализует функцию промежуточного хранения для буферизации сообщений в узел с низким энергопотреблением для доставки, когда узел с низким энергопотреблением снова подключается к сети. Таким образом, устройство с низким энергопотреблением — это, по сути, «проталкивающее» устройство, которое инициирует передачу сообщений, а затем в это время принимает любой ожидающий трафик сообщений от дружественного узла.

Рисунок 2. Типы устройств ячеистой сети. (Изображение любезно предоставлено Ericsson)

Существует также режим «прокси», который поддерживает настройку сети через приложение на смартфоне или планшете. Многие существующие мобильные устройства еще не поддерживают ячеистую модель и поэтому не смогут взаимодействовать с ячеистой сетью в ее нормальном рабочем режиме. Однако использование одного из узлов сети в качестве прокси-сервера BLE <-> Mesh позволяет приложению взаимодействовать с сетью путем ретрансляции сообщений через узел прокси.Это играет важную роль в обеспечении устройств и отправке сообщений управления сетью. Различные узлы показаны на рисунке 2.

В отличие от традиционных IP-сетей, Bluetooth Mesh использует модель управляемой лавинной маршрутизации для пересылки сообщений от одного узла к другому. В этой модели сообщения широковещательно передаются каждому узлу поблизости, а время жизни (TTL) используется для устранения потенциальной петли маршрутизации. При уменьшении TTL по мере прохождения сообщения через каждый узел, если TTL должен достичь нуля, сообщение будет отброшено на этом узле.Максимальный TTL, поддерживаемый в Bluetooth Mesh, составляет 126.

Модель управления, используемая сеткой, представляет собой архитектуру клиент / сервер со следующими типами элементов: (1) модель сервера, которая представляет одно или несколько состояний, которые могут охватывать одно или несколько элементы внутри устройства; (2) клиентская модель, которая определяет набор сообщений, используемых клиентом для получения, установки или запроса статуса для различных состояний сервера; и (3) модель управления, которая добавляет логику управления для взаимодействия между клиентской и серверной моделями.

Сеть Bluetooth обменивается сообщениями. Эти сообщения могут поддерживать полезную нагрузку размером до двадцати девяти байтов. Исходя из размера полезной нагрузки, мы можем видеть, что большая часть полезной нагрузки, вероятно, ориентирована на передачу состояний элементов. Это поддерживается парадигмой публикации / подписки, в которой устройство является сервером, а клиент — субъектом, который либо получает, устанавливает или запрашивает статус у элементов на серверах. Однако, в отличие от традиционных моделей публикации / подписки, в системе нет брокера сообщений из-за подхода управляемой лавинной маршрутизации сообщений.Все серверы в конечном итоге увидят сообщение, а клиент получит ответы от всех серверов в сегменте сети. Использование механизма подсети позволяет пользователям минимизировать нежелательные прерывания от несвязанных систем за счет сегментации трафика.

Provisioning Devices and Security

Вероятно, наиболее сложным процессом в сети Bluetooth является инициализация новых устройств. Подготовка — это процесс подключения устройства к сети путем добавления ключей безопасности, настройки подсетей и т. Д.Инициализация может выполняться другим узлом в сети или через прокси-сервер, например мобильное устройство, на котором запущено приложение инициализации.

Общий поток процесса обеспечения: (1) передача маяком (периодическая широковещательная передача), (2) приглашение, (3) обмен открытыми ключами, (4) аутентификация и, наконец, (5) распространение данных обеспечения. Новое устройство отправит маяк в поисках приглашения присоединиться к сети. После получения приглашения устройство отправит блок данных протокола возможностей (PDU), который информирует провайдер о количестве элементов на устройстве, наборе алгоритмов безопасности, поддерживаемых устройством, о доступности его открытого ключа с использованием вне -полосная технология (OOB), такая как QR или штрих-код, способность этого устройства выводить значение для пользователя и способность устройства разрешать ввод от пользователя.С помощью этой информации провайдер может определить, как обмениваться ключами безопасности с устройством.

В ячеистой сети Bluetooth безопасность является обязательной. Все сообщения зашифрованы и аутентифицированы. Если устройство поддерживает это, оно будет использовать эллиптическую кривую Диффи-Хеллмана (ECDH) для установления общего секрета с инициатором для дальнейшего обмена ключами. В противном случае начальный открытый ключ может быть установлен с помощью механизма OOB, такого как использование способности инициализирующего устройства сканировать штрих-код из упаковки незарегистрированного устройства.Как только начальный общий секрет установлен, весь последующий трафик будет зашифрован с помощью симметричного шифра AES-128.

Аутентификация осуществляется посредством безопасного обмена случайными числами, известного как «одноразовые номера». В зависимости от возможностей неинициализированного устройства одноразовый номер может быть сгенерирован устройством инициализации и подтвержден на неинициализированном устройстве или наоборот, или и тем, и другим. Затем обмениваются подтверждениями для проверки правильности одноразовых значений. После завершения аутентификации фактические данные инициализации могут быть отправлены на новое устройство, и теперь это устройство называется сетевым узлом.Эти данные обеспечения включают общий ключ шифрования сети, уникальный ключ для каждого устройства, некоторые данные бухгалтерского учета и одноадресный адрес, который будет сетевым адресом для первичного элемента на новом узле. На этом этапе узел подготовлен и может начать обмен данными в сети.

Даже самые лучшие устройства со временем выйдут из строя и их потребуется заменить. Когда это происходит, узел может полностью не отвечать, тем самым предотвращая удаление сетевого ключа. Чтобы предотвратить потенциальную атаку типа «мусорный бак», когда злоумышленнику каким-то образом удается извлечь сетевой ключ из узла, узел может быть занесен в черный список.Это помешает ему устанавливать соединения с другими узлами в сети. Затем провайдер может инициировать процедуру обновления ключа, при которой новый сетевой ключ генерируется и распространяется по сети.

Для дальнейшего повышения кибербезопасности каждый PDU содержит поля индекса порядкового номера и вектора инициализации (IV). Узлы отклонят любое сообщение с порядковым номером, меньшим, чем порядковый номер последнего правильно принятого хорошего сообщения. Индекс IV также должен совпадать с индексом последнего полученного хорошего IV.Это исключает типичные атаки повторного воспроизведения, которые можно использовать для сброса состояний узлов.

Резюме

Добавление ячеистых сетей добавляет важную парадигму коммуникации к устройствам BLE. Благодаря использованию управляемой лавинной маршрутизации размер и объем сети могут быть легко расширены по мере необходимости в новых функциях.

Одной из сильных сторон сети Bluetooth является ее безопасность. Поскольку безопасность является обязательной, все ячеистые устройства Bluetooth поддерживают шифрование / дешифрование сообщений, а ключи шифрования надежно предоставляются до того, как устройство сможет обмениваться данными в сети.

Наконец, хотя модель ячеистой сети Bluetooth, кажется, лучше всего подходит для приложений интеллектуального строительства, мы обязательно увидим новые варианты использования по мере того, как протокол будет совершенствоваться, и пользователи получат возможность увидеть, как он работает. Растущее число доступных реализаций стека протоколов также поможет расширить использование сети Bluetooth в отрасли. Итак, хотя до сих пор не решено, насколько успешной будет сеть Bluetooth, будущее этой новой технологии действительно выглядит радужным.

Эта статья написана Майком Андерсоном, техническим директором и главным научным сотрудником компании PTR Group, Inc.(Эшберн, Вирджиния). Для получения дополнительной информации посетите .

Sensor Technology Magazine

Эта статья впервые появилась в мартовском выпуске журнала Sensor Technology за март 2019 года.

Читать статьи в этом выпуске
здесь.

Другие статьи из архивов читайте здесь.

ПОДПИСАТЬСЯ

.