Bluetooth протоколы

Свою историю bluetooth протокол начинает еще в 1998 годусо спецификации 1.0. Современная спецификация описывает уже четвертое его поколение, которое постепенно стало более высокоскоростным, менее энергозатратным. Производственные спецификации bluetooth описывают беспроводные персональные сети ближнего радиуса действия, а говоря о них, подразумевают целый стек протоколов.

Стек протоколов Bluetooth

Многоуровневая архитектура стека bluetooth может быть разделена на два узла: контроллер и узел сети. Первый от другого отделен интерфейсом хост-контроллера, через который осуществляется сообщение между нижним и верхним слоями стека. Узел контроллера объединил два слоя модели OSI: физический и канальный. Здесь находится так называемый базовый уровень (baseband), где формируются передаваемые пакеты, производится их кодирование, осуществляется коррекция ошибок. Тут же находится LMP (Link Manager Protocol)— спецификация функции создания коммуникационных линий между устройствами, управления ими и их защиты.

Протокол LMP

Эта спецификация не позволяет передавать полезные пользовательские данные, вместо этого LMP-сообщения передаются в теле полезной информации пакета данных. Такие сообщения обыкновенно обладают более высоким приоритетом, чем собственно пользовательские данные, а потому пропускаются без задержек.

При установке соединения вызывающее устройство посылает запрос в виде LMP-сообщения на установление соединения с хостом. Если запрос подтвержден, то далее LMP включает защитные механизмы для установленной линии связи — аутентификация, кодирование.

L2CAP протокол

L2CAP — спецификация для адаптации, а также для управления логической связью. Этот протокол расположен над слоем baseband, на канальном (data-link) уровне, обеспечивая сообщение с такими спецификациями сетевого уровня, как: rfcomm, sdp, tcs. Он определен только лишь для асинхронных линий связи с установкой соединения, по которым могут передаваться данные, но не голос, тогда как стек на физическом уровне в baseband определяет еще также синхронные линии связи, с помощью которых передается голос, а иногда голос вместе с данными. Функциональные требования протокола включают:

мультиплексирование протоколов;
сегментацию;
реассемблирование;
проведение обмена информацией относительно качества услуг (QoS);
групповое управление.

Протокол обнаружения услуг (SDP)

С помощью этой спецификации Bluetooth устройство обнаруживает доступные услуги, а также их характеристики. Под услугами понимается доступ к поисковой, факсимильной связи, точкам доступа, сетевым мостам, к ресурсам сетевой коммерции прочее. SDP обыкновенно состоит из серверной и клиентской частей, между которыми посылаются запросы и ответы. Серверная часть предоставляет услуги, а клиент их запрашивает. На SDP-сервере размещаются записи о доступных сервисах. Каждая из таких записей связана с одной услугой.

Протокол RFCOMM

В RFCOMM спецификации стек описывает последовательную связь: устройство bluetooth протокол rfcomm tdi использует для эмуляции последовательных портов для безмодемного соединения. Кроме того, он используется как транспорт в общении L2CAP с протоколами верхних слоев. Именно его используют разработчики для эмуляции кабельного соединения; через rfcomm работают службы локальной сети LAN.

Спецификация управления телефонией

Сигнализацией о поступающих вызовах для создания сеанса передачи данных и голоса управляет протокол TCS — Telephony Control Specification. В то же время с его помощью управляют функцией сигнализации при работе с группами bluetooth устройств.

Заимствованные протоколы

Кроме родных спецификаций, стек протоколов bluetooth располагает широким набором заимствованных протоколов: Poit-to-Point, TCP, IP, UDP и прочие. Так, PPP работает над протоколом rfcomm, предоставляя механизм для передачи пакетов данных по последовательным линиям связи. Реализация этих протоколов позволяет подключать устройства, использующие bluetooth связь, к многочисленным устройствам локальной сети LAN или к сети интернет.

Вывод

В стеке протоколов bluetooth можно выделить два слоя: уровень контроллера и сетевой хост-слой. Некоторые авторы выделяют еще слой заимствованных протоколов. На нижнем уровне стека объединены канальный и физический уровни модели OSI. Уровень передачи данных (канальный) сообщается с сетевым узлом через интерфейс хост-контроллера (IHC). Здесь стек располагает протоколы LMP и L2CAP. В рамках сетевого хост-слоя предоставлены спецификации RFCOMM, TCS, SDP. За счет заимствованных протоколов PPP, TCP, UDP, IP устройство bluetooth может быть подключено к устройствам локальной сети и Интернет.