Zigbee—网络层地址分配机制

news2024/11/26 14:40:42

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前言

一、Zigbee网络层地址分配介绍

二、网络层地址分配计算

通过一道例题来进一步理解：

特别注意！！！

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

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！！！

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：

通过一道例题来进一步理解：

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。

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！

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