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随着计算机网络和移动电话技术的迅猛发展,人们感到越来越迫切需要发展小范围的无线数据与语音通信技术。于是爱立信、IBM、英特尔、诺基亚和东芝等公司在1998年联合推出一项新的无线网络技术,即蓝牙技术。蓝牙技术可以解决小型移动设备间的无线互连问题,它的硬件市场非常广阔,涵盖了局域网中的各类数据及语音设备,如计算机、移动电话、小型个人数字助理(PDA)等。蓝牙技术面向的是移动设备间的小范围连接,从本质上说它是一种代替电缆的技术。为了保证移动设备间数据传输的安全性,该技术持应用层和链路层的鉴权和加密,这也正是本文要讨论的内容。
一、蓝牙应用协议栈
1999年12月1日,Bluetooth SIG(Special Interest Group)发布了蓝牙标准的最新版:1.0B版。蓝牙标准包括两大部分:Core和Profiles。Core是蓝牙的核心,它主要定义了蓝牙的技术细节,而Profiles部分则定义了在蓝牙的各种应用中协议栈的组成。
蓝牙标准主要定义的是底层协议,同时为保证和其它协议的兼容性,也定义了一些高层协议和相关接口。从ISO的OSI七层协议标准来看,蓝牙标准主要定义的是物理层、链路层和网络层的结构。
1)射频协议(RF/Radio Protocol):定义了蓝牙发送器和接收器的各个参数,包括发送器的调制特性,接收器的灵敏度、抗干扰性能、互调特性和接收信号强度指示等。
2)基带/链路控制协议(Baseband/LC Protocol):定义了基带部分协议和其它低层链路功能,是蓝牙技术的核心。
3)链路管理协议(LMP):用于链路的建立、安全和控制,为此LMP定义了许多过程来完成不同的功能。
4)主机控制器接口(HCI:Host Controller Interface)协议:描述了主机控制接口功能上的标准,提供了一个基带控制器和链路管理器(LM)得知硬件状态和控制寄存器命令的接口,在蓝牙中起着中间层的作用:向下给链路控制器协议和链路管理协议提供接口,提供一个访问蓝牙基带的统一方法。HCI是在硬件和软件都包含的部分。
5)逻辑莲路控制和适配协议(L2CAP:Logical Link Control and Adaptation Protocol):支持高层协议复用、帧的组装和拆分、传送QoS信息。L2CAP提供面各连接和非连接两种业务,允许高层最多达64kbit/s的数据,以一种有限状态机(FSM)的方式来进行控制,目前只支持异步无连接链路(ACL)。
6)服务发现协议(SDP:Service Discover Protocol):如何发现蓝牙设备所提供服务的协议,使高层应用能够得知可提供的服务。在两个蓝牙设备第一次通信时,需要通过SDP来了解对方能够提供何种服务,并将自己可提供的服务通知对方。
7)高层协议:包括串口通信协议(RFCOMM)、电话控制协议(TCS)、对象交换协议(OBEX)、控制命令(AT-Command)、电子商务标准协议(vCard和vCalender)和PPP,IP,TCP,UDP等相关的Internet协议以及WAP协议。其中,串口通信协议是ETSI TS07.10标准的子集,并且加入了蓝牙特有的部分;电话控制协议使用了一个以比特为基础的协议,定义了在蓝牙设备之间建立语音和数据呼叫的控制信令,对象交换协议提供了与IrDA协议系列相同的特性,并且使各种应用可以在IrDA协议栈和蓝牙协议栈上使用。两个蓝牙设备必须具有相同的协议组成才能够相互通信。例如要在蓝牙实现WAP应用,则双方都必须经过基带协议--L2CAP--RFCOMM--PPP---IP--UDP--WAP的路径来实现。
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