Zigbee—网络层地址分配机制

简介: Zigbee—网络层地址分配机制

前言

       本文主要是介绍对于zigbee网络层中地址分配机制中对于各个节点的网络地址的计算,对于其他的知识点可能总结的不是很到位。诸如以下的题目:


        计算如下图所示各个节点的网络地址

2.png


一、Zigbee网络层地址分配介绍

      水一下定义啦,怎么计算从后面的小点开始

       Zigbee网络层地址分配是指在Zigbee网络中为节点分配唯一的网络地址,以实现节点之间的通信。网络层地址由16位地址组成,通常用十六进制表示。Zigbee网络中有两种类型的地址:短地址和扩展地址。

       短地址用于节点在网络中的直接寻址。短地址是由协调器分配,并且只在网络内唯一。短地址是16位的,范围为0x0000到0xfffe,其中0xfffe保留。协调器的短地址为0x0000。

扩展地址用于唯一标识节点。扩展地址是64位的,由厂商分配。扩展地址通常用于在网络层建立长期的安全连接,以保护通信安全。

       Zigbee网络中还存在一个特殊的短地址0xffff,用于向所有节点广播消息。这个地址无论在哪个网络中都是预留的。

       在Zigbee网络中,节点可以使用短地址或扩展地址进行通信。节点可以根据需要选择使用哪种地址。要向网络中的节点发送消息,需要知道节点的地址。节点的地址可以通过网络扫描或直接查询节点得到。


二、 网络层地址分配计算

       现给出一个公式,请一定一定要记住!!!

3.png

 对于该公式的说明:


      C->每个父节点最多可连的节点数

       R->父节点下的那C个子节点最多可有的路由器节点数

       L->网络的最大深度

       d->网络深度

       Cskip(d)->网络深度d的父节点为子节点分配的地址之间的偏移量


      注意:我们对于分配地址的计算的要点就是围绕这些来进行的!!!其中最主要的便是Cskip,务必要计算准确!!! 其中C、R、L通常题目会给出!


  一些额外的说明

(1)当一个路由器节点的Cskip(d)为0时,它就不具备为子节点分配地址的能力意思就是不用往后算了!!!),也即表明不能够在使用别的节点通过他加入网络

(2)当Cskip(d)大于0时表明父节点可以接受其他节点为其子节点意思是你要你要往后继续算!!!),并为子节点分配网络地址。父节点会为第一个与它关联的路由器分配比他大1的地址,之后与之关联的路由器节点的地址之间都相隔偏移量Cskip(d)。

(3)每个父节点最多可以分配R个这样的地址。伪终端节点分配地址和为路由器节点分配地址不同,假设父节点的地址为Ap,则第N个与之关联的终端节点地址An按下式计算:

33.png

 通过一道例题来进一步理解 :

  1. 计算如下图所示各个节点的网络地址。其中,1号节点为ZigBee协调器,与协调器相连的其他节点为路由器和终端;假设在当前的网络结构中,每个父节点最多可以连接4个子节点,子节点最多可以有4个路由器节点,当前网络的最大深度为3。

4.png

 分析一下这道题目:父节点最多可以连接4个子节点->C=4,子节点最多可以有4个路由器节点->R=4,最大深度为3->L=3,结合图来分析:

再来看这个公式,我们已经知道R为4的情况下,对此选择下半公式来进行计算!

5.png

计算如下:分别计算出深度为0、1、2时的Cskip


      Cskip(0) = (1+4-4-(4*4^(3-0-1)))/(1-4) = 21

       Cskip(1) = (1+4-4-(4*4^(3-1-1)))/(1-4) = 5

       Cskip(2) = (1+4-4-(4*4^(3-2-1)))/(1-4) = 1

    在计算完成之后其实已近完成了大半的工作,接下来按照规则来分配节点即可:

首先从ZigBee协调器相邻的节点开始分配,分配完成后,再依次分配各自的子节点。

       如下图所示:

接下来是重点,请注意!!!


       由于本题未说明终端节点以及以及路由器,对此本题按一下规则:


       我们就将所有节点都看作为路由器吧!现在,(1)我们选择与父节点(默认1号节点地址addr(1)=0)相邻的任意一个节点,剩下的先放在一边,让这个节点在根节点的地址基础上+1!!!这里选择了2号节点,则二号节点的地址:addr(2) = addr(1)+1。(2)其他剩余的节点按照逆时针、顺时针都可以分别用上一层次深度的Cskip加上相邻节点的地址,例:3号:addr(3) = addr(2) + Cskip(0) = 1+21 = 22,4号:addr(4) = addr(3) + Cskip(0) = 22+21 = 43,5号:addr(5) = addr(4) + Cskip(0) = 43+21 = 64 既:如下图所示:

在进行完上面的步骤后,我们分别以各个已近分配好地址的节点为父节点,接着重复(1)(2)操作即可,(特别注意:在Cskip=0时就没必要继续分配了

以下是本文的总体解题:

1号:addr(1)=0

Cskip(0)=21

2号:2addr(2) = addr(1)+1=1

3号::addr(3) = addr(2) + Cskip(0) = 1+21 = 22

4号:addr(4) = addr(3) + Cskip(0) = 22+21 = 43

5号:addr(5) = addr(4) + Cskip(0) = 43+21 = 64

Cskip(1)=5

9号:addr(9) = addr(5) + 1 = 64+1 = 65

6号:addr(6) = addr(9) + Cskip(1) = 65+5 = 70

7号:addr(7) = addr(3) + 1 = 22+1 = 23

8号:addr(8) = addr(4) + 1 = 43+1 = 44

特别注意!!!

       如若是区分协调器以及终端的题目则对终端用以下公式:

这里就不多阐述了,对于终端就多注意一下就好


感谢你耐心的看到这里ღ( ´・ᴗ・` )比心,如有哪里有错误请踢一脚作者o(╥﹏╥)o! 

                   

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