Впечатляет!
А какую Вы скорость использовали для связи?
Я так понимаю каждое устройство периодически посылало запрос в эфир и ждало подтверждения о том что в зоне есть другое устройство, при получении подтвердения начинался сеанс обмена данными? Но такой вариант хорош если в зоне взаимной видимости только 2 устройства, но если больше, то как в таком случае быть...получается они должны между друг другом обменяться информацией...при 2-х машинах это 2 транзакции, но при 3-х это уже 6...или они обменивались не только своей бортовой информацией, но и одновременно синхронизировали информацию в их памяти относительно других машин?
Вы использовали внешнюю какую-то память для загрузки данных? Потому что 1500 машин пусть даже и с небольшим объемом данных с каждой уже выплывает в довольно приличный объем...


интересно. Спасибо! Полезная очень информация. Я думал что диапазон задержек при более 100 устройств должен быть явно побольше.
А у меня еще вопрос немного другого плана - а в ZigBee модулях реализовано два буфера - один на приме, другой на передачу? Т.е. я имею ввиду что например узел принял пакет для ретрансляции и у него случайная задержка предположим оказалась 30 мс. Как ведет себя узел в эти 30 мс - висит в состоянии готовности на передачу пока не освободиться канал или он принимает другие пакеты, складывает их в буфер с тем чтобы потом обработать когда освободиться?
Просто у меня в системе я не до конца реализовал нумерацию транзакций и отслеживания новых-устаревших пакетов. Получается ситуация что узел принял пакет для ретрансляции и сидит в ожидании освобождения канала (другие пакеты в это время не принимает, т.к. банально не хватает ОЗУ контроллера на увеличения буферов приема-передачи (рассчитаны на один пакет) ), задержка у него довольно большая, он ждет. В это время другим путем пакет доходит с короткими задержками до узла назначения и уже обратно идет ответ узконаправленный и пока этот ответ опять таки с задержками где-то в пути, наш узел посылает дальше пакет запроса пути и те узлы, которые не слышали ответ от результирующего узла, начинают дальше ретранслировать вперед пакет поиска. Возникает лишняя нагрузка на сеть...
Я правильно понимаю что одним из главных условий широковещательной рассылки есть то, что каждый узел только 1 раз ретранслирует пакет с определенной комбинацией его номера и узла-источника?

Я не до конца понимаю как быть с номерами пакетов в сети общей, нужно ли их синхронизировать от разных узлов...ведь при запуске узлов у каждого из них начальный адрес пакета нулевой и инкрементируется в процессе работы. Но получается что если узел источник шлет пакет №5 узлу назначения, узел назначения отвечает ему с тем же номером пакета и должен ли узел назначения как-то изменять-привязывать свой номер в зависимости от номера принятого пакета? Или если узел назначения захочет послать узлу источника другой пакет, то он будет слать со своим например №3, несмотря на то что от узла назначения до этого приходил пакет №5 ?

ZigBee - это стек протоколов, ожиданием занимается сетевой уровень, приемом/передачей - физический, к моменту когда нужно задержку делать кадр уже давно покинул радио. После задержки он будет отправлен на передачу в радио заново.

Да, для этого в ZigBee есть Broadcast Transaction Table.

Ничего не нужно синхронизировать транзакция однозначно определяется по адресу отправителя и номер кадра.

Одна из самых простейших реализаций всего этого - Atmel Lightweight Mesh http://www.atmel.com/tools/LIGHTWEIGHT_MESH.aspx. Даже если напрямую использовать не получится, то там есть документация, которая описывает все процессы и исходники полные и читаемые. Я автор, так что могу ответить на вопросы, если появятся.

Я понял, я неправ. Некорректно сформулировал вопрос. У меня просто немного все в куче и нет как такового разделения по уровням.


Спасибо! Впечатлило конечно что Вы автор. Теперь мне понятно почему Вы так круто ориентируетесь в вопросах связанных с ZigBee.
Я когда начинал все делать в общих чертах тогда вроде бы просмотрел документацию по Atmel Lightweight Mesh, но сейчас понимаю что явно в сильно общих чертах просмотрел. Сейчас попробую вникнуть более основательно. Просто когда начинал делать систему вопросы были одни, а в процессе экспериментов, проб и ошибок возникло еще намного больше вопросов. Так что нужно по-новому перечитать информацию с которой начинал.

Сеть из 204 узлов в одной комнате https://dl.dropboxusercontent.com/u/6121480...h_204_nodes.png. Тут правда броадкастов нет, все юникастом шлют данные на координатора.

С броадкастами я проверял на сетях до 50 устройств, потерь не видел ни разу. Из такой массы хоть один да будет принят всеми.

Заранее извиняюсь за глупый возможно вопрос, но обязательно ли наличие координатора в сети? В моей системе подразумевается что любой узел может посылать пакеты любому и нет главного.... Ведь координатор он то одновременно и синхронизирует работу сети, а у меня фактически получается нет синхронизации в сети. Так может мне нужно идти по другому какому-то пути...

А WSNmonitor это программа специально разработанная именно для железа Atmel или она более-менее универсальна и ее можно использовать с другим железом? Просто по картинке, которую Вы прислали, видна очень информативная картинка всей сети...очень удобно для отладки, настройки когда видна вся структура сети.

В ZigBee - да, в LwMesh - нет.

Тут демо приложение повторят сценарий и протокол аналогичного приложения из ZigBee стека, чтобы можно было PC софтину рисующую структуру сети заново не писать.

В данном случае координатор - это такое же устройство, единственное чем он отличается - это то, что по логике приложения на него все шлют данные, а он их пересылает в UART. С точки зрения стека между ними нет никакой разницы.

WSNmonitor - это из состава ZigBee стека Atmel (BitCloud), но в принципе я не вижу проблем использовать ее в своих целях. Единственное ограничение - это нужно соблюдать протокол и архитектура сети - все шлют информацию одному. Так что в вашеи случае, где все шлют всем, она не поможет скорее всего.

Александр, спасибо большое за ответы!
Перед дальнейшими вопросами более детально разберусь с документацией на LwMesh, думаю многое для себя открою и буду переделывать свою систему(сейчас она работает но с ограничением - нет широковещательной рассылки и может быть только один промежуточный узел(который заодно и выполняет функции ретранслятора) на пути пакета).

В ZigBee координатор вроде как нужен только в начальный момент времени для сборки сети. Когда узлы вошли в сеть они могут работать и без него (его можно выключить) и даже могут новые узлы входить в сеть.
Но в реальности, из-за множества багов в реализации стеков, я в своём ПО периодически проверяю наличие координатора в эфире и перегружаю модуль если координатор не отвечает.
Это спасает от многих багов.
У нас тоже передача данных возможна между любыми устройствами в сети. Траффик не привязан к координатору.
CC2480 & CC2530.

Координатор да, нужен только для старта, но вот Network Manager, который обычно совмещают с координатором, нужен всегда. Он отвечает за разрешение конфликтов адресов и выбор нового канала в случае помех. А при использовании некоторых режимов security еще нужет Trust Center, который тоже обычно совмещают с координатором. А некоторые профили (Home Automation, Smart Enregy, например) требуют, чтобы TC был на координаторе, так как часть логики устройств завязана на это.

Ну и вышеупомянуты способ проверки целостности сети тоже много стоит.

Так что как ни крути, а координатор нужен всегда.

Александр, добрый день!

Я прочитал документацию по Atmel Lightweight Mesh и у меня возникли пару вопросов.

Первый вопрос - я не совсем понял как ведет себя координатор после того как он инициировал route discovery, сколько времени он ожидает route reply от узла назначения и если route reply не пришел(узел назначения вне зоны досягаемости сети либо выключен), то делает ли он повторные попытки поиска узла назначения?

Второй вопрос - "4. If native route discovery is used and received frame had a unicast network address and broadcast MAC address (route discovery). In this case acknowledgment is used to facilitate discovery of the reverse route."(стр.20, вверху) - здесь под acknowledgment понимается пакет route reply или есть еще какие-то другие acknowledgment сообщения? Я просто не совсем понял какие есть acknowledgment пакеты в сети, т.е. в каких случаях они посылаются и понимаются ли под acknowledgment пакеты route reply и route error?

Я просто смотрю что в составе пакета есть бит Ack Request, который вроде как говорит узлу назначения нужен ли acknowledgment или нет. Какие именно пакеты и в каких случаях он отключает. Поясните пожалуйста, если можно.

Спасибо!

Все ответы ожидаются NWK_ROUTE_DISCOVERY_TIMEOUT мс.
По истечении этого времени если не было принято ни одного ответа, то запрос подтверждается со статусом NWK_NO_ROUTE_STATUS. Никаких попыток повторно послать запрос не производится - приложение само может это сделать если хочет.
Так же можно раскомментировать строку 353 в nwkRouteDiscovery.c, тогда первый же принятый маршрут будет использован для отправки данных, но остальные ответы все-равно будут приняты для поиска более оптимального пути. Недостаток - пакету придется пробиваться сквозь тучу броадкастов от route discovery.


В native route discovery нет route request и route reply кадров. Каждый кадр сам себе пробивает дорогу - если маршрут не известен, то он просто отправляется с MAC Dst = 0xffff (broadcast). Таким образом когда кадр доходит до назначения маршрут в одну сторону известен. И чтобы завершить поиск маршрута (найти маршрут назад) отправляется обычное сетевое подтверждение, даже если подтверждение не запрашивали. Так как к подтверждениям применяются те же правила, оно самим фактом доставки прокладывает маршрут.

Спасибо за такой быстрый ответ!

Тоесть NWK_ROUTE_DISCOVERY_TIMEOUT это фиксированная величина (1000мс) независимо от количества узлов и скорости передачи данных между узлами? Просто ведь если в сети например 300 узлов, задержка перед ретрансляцией пакета в диапазоне 1..32 мс....пусть мы берем плохой вариант - например средняя задержка 20 мс+5мс(сам пакет)=25 мс. Пусть топология сети выстроена таким образом что она растянута вдоль одной какой-то оси, т.е. узлы выстроены практически в линию. При этом даже если узел назначения будет находиться на расстоянии 50 узлов от координатора, то задержка от момента отправки запроса координатором до момента получения route reply составит 50*25мс*2(туда-обратно)=2500мс.
Или подразумевается что пользователь при настройке системы сам устанавливает NWK_ROUTE_DISCOVERY_TIMEOUT исходя из топологии сети и приблизительно оценив возможную задержку?


Запрос подтверждается это имеется ввиду что уровень приложения получит ответ от более низкого уровня а не от другого устройства?


Я понял что узел назначения приняв пакет route discovery от одного из узлов ожидает некоторое время других пакетов, тем самым во первых имея альтернативу для выбора пути с лучшими показателями качества, а во вторых за время ожидания большая часть броадкастов перестанет бегать по сети и пакету route reply(unicast)(либо просто пакет подтверждения) проще будет вернуться к кооординатору. Пакет route reply идет без всяких подтверждений? Просто ж во время движения если он наткнется на остатки броадкастов, то координатор его никогда не получит.....



Я уже перечитал первый абзац и понял что недопонял сходу по поводу отсутствия отдельной процедуры поиска пути - подвело мое не сильно хорошее знание английского
Из каких соображений было выбрано именно чтобы целый пакет пробивал себе путь? Ведь в таком случае пакет может быть довольно большой(много данных) и в процессе пробивания дороги больше вероятность что он побьеться да и больше ж времена передачи пакета. Ведь вроде как удобнее чтобы сначала найти путь а потом юникастом отправить данные к назначению.


Получается тот бит включения подтверждения указывает нужно ли послать подтверждения после доставки пакета чтобы сформировать путь для дальнейших пакетов или пакет был единичный и повторный путь нам не потребуется, соответственно зачем посылать подтверждение. Я правильно уловил мысль?

Именно это и подразумевается. Поэтому оно и вынесено в конфигурационный параметр, а не упрятано в исходниках.

Нет. На уровне приложения есть возможность запросить подтверждение (NWK_OPT_ACK_REQUEST). Если оно запрошено, то принимающая сторона всегда посылает ответ. Если не запрошено, то ответ будет все-равно послан если nwkDst==<адрес устройства назначения>, а macDst= 0xffff (эта комбинация означает Native Route Discovery). В этом случае запрашивающая сторона ждать ответа не будет, и он просто будет проигнорирован, но как результат его прохождения будет найден маршрут.

На route discovery узлы отвечают сразу после приема. Часть может и потеряется, часть доедет. На практике все доходить как нужно. Туча броадкастов не так страшна как кажется.


Из опыта. На практике кадры почти не бьются никогда, не зависимо от их размера.

Нет. Бит подтверждения - это именно бит подтверждения. Тот факт, что Ack используется для прокладки маршрута - это просто для удобства. Это могла быть совершенно независимая команда, но весь код для отправки Ack-ов и так есть, почему бы его не использовать?

Вот тут наверное главный момент кроется почему у меня возникли проблема с броадкаст пакетами в моем алгоритме. Где-то я неправильно реализовал сам алгоритм отправки-ретрансляции пакетов.
Подскажет пожалуйста как на нижнем уровне происходит отправка-ретрансляция броадкаст(либо других) пакетов?
Например мы приняли броадкаст пакет и нам его нужно ретранслировать дальше. При этом мы выбираем случайную задержку а по истечении времени задержки просто посылаем пакет либо по истечении времени задержки мы оцениваем свободу канала(например по наличию несущей) и если она занята то увеличиваем задержку и снова ждем.
Либо мы постоянно смотрим наличие несущей...если она есть, то отсчет задержки приостанавливается, когда она исчезает, то продолжается отсчет?
Просто у меня были проблемы с определением несущей и я ее не задействовал а только оперировал с задержками. И у меня получались наложения пакетов (я смотрел контрольным приемником все пакеты и видел что происходит явное наложение )

Atmel-овские радио в соответствующем режиме всегда слушают канал, делают небольшую (порядка десятков мкс, единиц мс, прогрессивно увеличивающуюся с числом повторов) задержку если занято пробуют снова. Если за несколько повторов (4 по-умолчанию) не получилось отправить, то они сдаются и устанавливают соответствующий статус.

Соответственно стек при приеме броадкаста делает случайную задержку порядка десятков мс и отправляет кадр в радио - дальше оно само как описано выше пытается его послать.

Если радио так не может, то нужно то же самое делать программно. Но тут есть туча тонкостей по времянкам и порогам наличия сигнала, которые в IEEE 802.15.4 хорошо выглажены, так что настройки по-умолчанию отлично работают в большинстве случаев.

Александр, спасибо Вам большое! Понял свои ошибки, буду пытаться их исправлять.

По поводу порогов наличия сигнала вот тут действительно проблема получается когда есть например три устройства, одно из которых находиться далеко а два других не особо далеко друг от друга. Получается что когда уровень сигнала от дальнего устройства таков что на более ближнем к нему устройстве RSSI показывает лишь маленькую "надстройку" на уровне шумов, то другое(более дальнее) устройство вообще не видит ничего на RSSI и считает что канал свободен. тем самым получается что моментами пересекаются пакеты от крайних устройств(они просто не видят друг друга) и то устройство что находиться посредине нормально не принимает пакеты. Получается проблема скрытых узлов в чистом виде. Но я почитал, написано что проблему эту при броадкаст рассылке никак особо не решить, нужны именно пакеты с подтверждением, либо добавление в алгоритм предварительных запросов на передачу - но это опять таки юникаст пакеты уже получаются. Вообщем буду еще бороться с этим, эксперементировать.

Опять-же при рассылке unicast-ов аппаратный Ack используется всегда и радио будет автоматически ждать этого Ack-а и пробовать пересылать если он не принят. При броадкасте - Ack не запросить, естественно.

Я не встречался с топологиями, где скрытые устройства были бы проблемой, обычно все само разруливается. Особенно броадкасты в плотных сетях - даже если что-то и наложится, то всегда будет кто-то, кто перешлет еще раз.

А что за радио у вас используются?

У меня используется TRC102 и диапазон 433МГц.
При таком желез все приходиться делать программно.
Т.е. я опытным путем подбирал минимальный порог RSSI при котором бы я не реагировал на шумы, но в то же время мог увидеть минимальный полезный сигнал чуть выше уровня шума и не передавать в это время, а ждать свободы канала. Потому получалось что когда я по логике ставил делать несколько попыток передать пакет а потом удалять его, то получилось что когда порог определения несущей низкий, то большая часть ретрансляторов получив пакет начинали пытаться через паузы прослушать канал, попадали на всякие помехи(а диапазон довольно грязный) и в результате после нескольких попыток передачи пакет просто удалялся даже не передавшись.

В процессе дальнейшей работы над ретрансляцией возникла проблема связанная с асимметричностью каналов - на выходах передатчиков при одинаковых настройках программных мощности на выходе отличаются, а также отличаются входные параметры приемных трактов (возможно связано с разбросом параметров индуктивностей-емкостей).
В результате получается следующая ситуация - например есть три узла:
узел 1 - координатор,
узлы 2 и 3 - конечные устройства.
Узел 2 - промежуточный узел, ретранслятор, находиться фактически на промежутке между узлами 1 и 3.
Когда узел 1(координатор) выполняет поиск узла 3, то пакет долетает до узла 3, однако у узла 3 передатчик чуток слабее и пакет от узла 3 не достает немного до координатора.
В итоге получается последовательность - пакет ушел от узла 1, его приняли узлы 2 и 3. При этом узел 2 готовиться его ретранслировать а узел 3 готовиться ответить. Получается в большинстве случаев(наскоьлко я вижу по информации с логгера) что узел 2 начинает ретранслировать пакет приблизительно в тот момент когда узел 3 еще не ответил на пакет а находиться в режиме ожидания освобождения канала и не принимает пакеты. И в итоге пакет от ретранслирующего узла теряеться а пакет от конечного узла не долетает до координатора.
Подобная ситуация была бы если бы на промежутке между узлом 1 и 3 были два ретранслятора...все равно наиболее вероятно что узел назначения успевал бы ответить только на один запрос пути.
Или тут есть какая-то особенность с временными задержками чтобы обеспечить приход всех ретранслированных пакетов к узлу назначения?
К сожалению увеличить приемный буфер и создать очередь принятых-готовых к отправке пакетов не представляется возможным в результате ограничения по ресурсам контроллера(ОЗУ).
Вообще я так понимаю что правильно было бы сделать чтобы конечное устройство принимало и отвечало на все без исключения пакеты от ретрансляторов-координатора, а уже потом когда все эти ответы придут к координатору то он, выждав предварительно некоторое время чтобы пришли все пакеты, выбрал уже среди них оптимальный путь?
Подскажите пожалуйста какие можно придумать еще пути выхода из сложившейся ситуации?
Замерять характеристики каналов(уровень сигнала на входе) во время приема пакетов проблематично, иначе бы можно было по этим параметрам вычислять более оптимальный путь и отсекать заведомо слабые каналы связи. Да и впринципе по пути к узлу назначения мне это особо ничего не даст, т.к. туда в данном случае канал получается довольно хороший, туда пакеты доходят...а вот назад...

Не нужно ждать освобождения канала, так вы никогда ничего не передадите. Нужно быстро (единицы мкс) проверить свободен ли канал, и тут же передавать. Если канал не свободен, то переходить в режим приема и одновременно делать маленькую задержку (десятки мкс - единицы мс) после которой пытаться снова отправить, если после 4 попыток не получилось, то не судьба этот кадр послать - на свалку его.

Но тут хотя бы на 2-3 пакета буффер нужен, без него - это нужно экспериментировать что важнее принять новый кадр или отправить тот что задержки ждет.

я уже понял что как ни крути придется добавлять буфер принятых пакетов.
Я немного запутался с передачей пакета - ведь используется csma-ca алгоритм и перед передачей пакета сначала выдерживается пауза случайная а уже потом он передаеться. Или ответ на поиск маршрута узлом назначения передается без этой задержки как можно быстрее?

Я подумал может есть смысл фиксировать каждым узлом принывшим пакет уровень сигнала с которым этот пакет был принят, запоминать это все, и в итоге когда пакет вернеться к координатору пройдя туда-обратно то он будет содержать в себе всю информацию по качеству прямого и обратного канала связи и можно будет принимать решение надежен ли этот канал или выбрать другой.
Или это лишнее будет?

CSMA/CA - это не пауза, это то самое прослушивание канала в течение единиц мкс и быстрая передача если канал свободен. Паузы нужны для повторных попыток.

Так и нужно делать для AODV- маршрутизации.
Поля forwardLinkQuality, reverseLinkQuality в NwkRouteDiscoveryTableEntry_t в nwkRouteDiscovery.c - это накопленная прямая и обратная стоимость маршрута. Какой именно критерий брать за стоимость - это сами выбирайте. Это может быть уровень сигнала, число хопов, накопленная история по качеству связи или что-то еще.

Понял. Спасибо.
Я думал за счет задержек на ретрансляторах получить время для обработки пакетов узлом назначения, т.е. пока один ретранслятор передаст, узел назначения обработает-вернет ответ, а потом уже прилетит следующий пакет от другого ретранслятора и узел назначения уже будет готов его обработать.
У меня пока я смотрю получается сильное рассогласование по временным параметрам.
Попробую на днях всетаки переделать алгоритм и добавить буфера приема-передачи на несколько пакетов.

Эти задержки тоже нужны.
Алгоритм передачи кадра:
1. Задержка на сетевом уровне (10-50 мс), можно только для броадкастов.
2. Задержка (10 мкс - 5 мс, причем верхняя граница плавно увеличивается с номером повтора начиная с совсем маленькой цифры, типа 20 мкс)
3. Слушаем канал как можно короче, но достаточно долго, чтобы определить наличие других передатчиков.
4. Если уровень ниже порога, то передаем кадр и выходим.
5. Если уровень выше порога: если число попыток < 4 то goto 2 иначе кадр не возможно отправить (Channel Access Failure).

ZigBee радио делают 2-5 автоматически.

Так а на сетевом уровне задержка все равно остается 10-50 мс или в случае ответа на броадкаст без этой большой задержки нужно передавать?



Спасибо большое за временные характеристики и за алгоритм! А то я когда просматривал спецификацию на физический уровень, то не все временные параметры нашел.

Все с задержками.

Времена очень приблизительные и верны для 2.4 ГГц. В IEEE 802.15.4 все задержки описаны в символах, так как длительность символа зависит от вида модуляции. В этом очень сильное преимущество использования стандартных радио - все это уже было посчитано и смоделировано умными дядями из IEEE. Для 2.4 GHz O-QPSK модуляции один символ = 16 мкс.

Добрый день, Александр!
Я пошел немного по другому пути - чтобы не переделывать сильно алгоритм у меня узел назначения, приняв броадкаст поиска пути, ожидает некоторое время остальных броадкастов, складывая их. Затем спустя это время он вываливает ответы на эти броадкасты по тем маршрутам по которым они пришли. А координатор ожидая ответ на поиск пути складывает тоже все ответы а потом уже перебираю эти все ответы с маршрутами в поисках наиболее оптимального с моей точки зрения.
Пока что работает нестабильно, но все равно это уже лучше чем то что было
Спасибо Вам за помощь!

Добрый вечер!
Возник такой вопрос связанный с маршрутизацией пакетов.
Например у нас узлы расположены как показано на рисунке:

Штриховкой показаны зоны покрытия узлов.
Узел 0 начинает искать узел 4. При этом он посылает броадкаст.
Его слышит только узел 1, который в свою очередь ретранслирует этот броадкаст дальше.
Далее ретранслированный узлом 1 пакет принимают узлы 2 и 3, которые в свою очередь ретранслируют пакет дальше.
Однако нюанс в зонах покрытия - узлы 1 и 3 находятся на краях зон покрытия друг друга и соответственно качество этого участка варьируется довольно сильно от окружающей радиочастотной обстановки, т.к. уровень приема на границе шумов фактически.
Однако броадкаст от узла 1 доходит до узла 3 быстрее, т.к. узел 2 ретранслирует пакет, а следовательно вносит задержку.
По принципам маршрутизации броадкаст пакетов узел 3 ретранслирует броадкаст полученный от узла 1 и дальше отсекает все остальные броадкасты, в том числе и от узла 2.
В итоге путь от узла 0 до узла 4 выстраивается по цепочке 0-1-3-4, хотя с точки зрения качества связи пожалуй лучше было бы выстроить по пути 0-1-2-3-4...хоть узел 2 и увеличивает путь, однако обеспечивает более качественную связь.
Как решаются подобного рода проблемы в беспроводных сетях?
Дело в том что у меня фактически именно топология где нет возможности размещать большое количество узлов чтобы у пакета была большая вариативность маршрута(т.к. каждый узел это деньги), а в основном узлы расположены по цепочке.

Тут много не верных предположений.
1. Для поиска маршрута используется не настоящий броадкаст, а локальный, который принимактся только узлами, которые в непосредственной зоне слышимости.
2. Каждое принимающее устройство генерирует новый Route Discovery Request, так как в нем меняется полезная нагрузка - суммарный LQI или число хопов через которые прошел пакет или любая другая метрика показывающая качество связи. Для фиксации повторов используется Route Discovery Table, из которой по адресу источника и назначения ясно участвуем мы уже в этом поиске или еще нет.
3. Устройство назначения принимает все ответы не зависимо от времени их прихода (в переделах максимального времени поиска маршрута, конечно).
4. Устройство назначения отвечает только если у нового пакета показатель качества (всего маршрута) лучше чем у того, на который ответили ранее. Таким образом ответ на самый лучший маршрут уйдет последним.

я наверное просто неправильно сформулировал по поводу route request.
Узел 0 шлет RREQ, его принимает узел 1, изменяет в нем число хопов, фиксирует качество связи, фиксирует этот пакет в своей таблице маршрутизации и сам снова генерирует RREQ с тем же порядковым номером и тем же NWKsrc, однако с новым числом хопов.
Далее этот пакет принимают узлы 2 и 3, каждый из которых так же в свою очередь изменяет пакет, фиксируют в таблицах и отправляют далее.
Однако узел 3 приняв пакет от узла 1 запомнил комбинацию "номер пакета+NWKsrc" и уже не пропустит пакет от узла 2, т.к. у него будет такая же комбинация "номер пакета+NWKsrc" как и у пакета от узла 1, да и в таблице узел 3 зафиксирует что когда нужно будет пересылать пакет с NWKdst=0, то его нужно отправлять узлу 1....а если он примет и перешлет еще пакет от узла 2, то тогда затрется эта запись.
Наверное я тут немного не до конца понял процесс фиксации записей в таблице...

Я не понял что Вы имеете ввиду под тем участвуем ли мы уже в поиске или нет. Если можно, опишите пожалуйста поподробнее.

Я просто не соображу как фиксируются повторы в таблице. Ведь вроде бы в таблице фиксируется узел источник NWKsrc и NextHop к этому узлу.

Нет, так делать нельзя ни в коем случае. Если содержимое изменилось - это новый кадр с новым порядковым номером.


Теперь, так как номер изменился, все остальные устройства тоже примут этот запрос еще раз. Чтобы его не передавать еще раз на время поиска маршрута в Route Discovery Table (это не тоже самое что Routing Table и Dplicate Rejection Table) создается запись, ключом в этой таблице является пара (NwkSrc, NwkDst), где NwkSrc - адрес запрашивающего узла, NwkDst - адрес узла до которого ищем маршрут. Причем такая запись будет всегда уникальна, так как запрашивающее устройство не будет слать повторный запрос пока на нем самом есть запись в Route Discovery Table о том, что оно уже ищет этот маршрут.

Уже как минимум 3 таблицы, уточняйте какая имеется в виду.

ОФФ - скоро уже пора будет делать ракеты самонаведения по таким стаям

Я делал так что узел 0 шлет RREQ: (NWKsrc=0, MACsrc=0, NumberPacket=1, NWKdst=4, MACdst=0xFF, hop_cnt=0 )
принял узел 1, сделал у себя запись (destination = NWKsrc(из пакета=0), nextHop = MACsrc(из пакета=0)),
посылает дальше RREQ: (NWKsrc=0, MACsrc=1, NumberPacket=1, NWKdst=4, MACdst=0xFF, hop_cnt=1 ),
принял узел 2 сделал у себя запись (destination = NWKsrc(из пакета=0), nextHop = MACsrc(из пакета=1)),
посылает дальше RREQ: (NWKsrc=0, MACsrc=2, NumberPacket=1, NWKdst=4, MACdst=0xFF, hop_cnt=2),
в это же время пакет принял и узел 3, сделал у себя запись (destination = NWKsrc(из пакета=0), nextHop = MACsrc(из пакета=1)),
посылает дальше RREQ: (NWKsrc=0, MACsrc=3, NumberPacket=1, NWKdst=4, MACdst=0xFF, hop_cnt=2),
просто дальше в моем варианте получается если узел 3 принял ретранслированный пакет от узла 2, то фактически ему нужно затереть запись (destination (=0), nextHop (=1)) и вместо нее будет запись (destination(=0), nextHop (=2)).
Однако когда будет идти RREQ от узла 4 через узел 3, то он пойдет только по последнему пути, т.к. через 2, а не через 1.


Начинаю понимать что я упустил основной момент - именно что есть 3 таблицы а не одна....

Александр, посоветуйте пожалуйста хороший источник где было бы подробно описано по поводу этих трех таблиц, потому что из оригинального описания AODV маршрутизации я так до конца и не понял по поводу этих таблиц.

AODV - это только поиск маршрута, к нему относится только одна таблица - Route Discovery Table.

Независимо от способа поиска маршрута (хоть руками вбивайте) для маршрутизации необходима Routing Table. AODV в эту таблицу заносит информацию о найденном маршруте.

И независимо даже от наличия маршрутизации требуется Duplicate Rejection Table - для удаления повторных кадров.

Я не знаю описано-ли все это где-нибудь в одном месте. Скорее всего если и описано, то это академический труд из которого что-то понять сложно.

Теперь мне понятно почему я нашел информацию только относительно одной таблицы. У Перкинса в RFC3561 было написано что-то по поводу того что seq# отвечает за свежесть маршрута и т.п., что нужно следить за этим, но как именно и что делать я так толком и не понял.
а в самом zigbee при поиске маршрута эти все вещи учитываются? там тоже 3 таблицы используются?
Хотя чипы для zigbee вроде как только физический уровень обеспечивают типа задержек при передаче и т.п., а остальное программист должен делать?

Версия в RFC включает последовательный номер в каждый поиск (это не имеет отношения к номерам из заголовков пакетов, они живут своей жизнью и по своим правилам).

В ZigBee Duplicate Rejection Table разделена на две - Duplicate Rejection Table для дубликатов и Broadcast Transaction Table для отслеживания состояния броадкастов, так как там для них сложные правила пересылки (некоторые повторяются 3 раза, некоторые повторяются 2 раз, некоторые совсем не повторяются, и есть еще Passive Ack). В ZigBee есть еще туча других таблиц (Neighbour Table, например).

Lightweight Mesh - это попытка объединить функции всех этих таблиц в абсолютно минимальный набор.


Да, для этого производители и выпускают стеки.

Чипы реализуют физический уровень IEEE 802.15.4. ZigBee - это один из многих протоколов использующих этот уровень.

Читаю документацию по lightweight mesh и вспоминаю что я когда начинал заниматься этой темой то именно рисунки 4-8...4-13 из множества литературы по маршрутизации самым доходчивым образом показывали как заносить данные в таблицу.
Завтра постараюсь понять как в lightweight mesh решается проблема на которую я наткнулся(имею ввиду ту картинку с 5-ю узлами), потому что уже понял что сделать полноценную маршрутизацию со всеми таблицами, оптимальными путями и т.п. будет для меня явно неподъемно.
А у меня еще такой вопрос - а как во всех этих протоколах беспроводных передаются длинные пакеты?
я наткнулся на проблему что у меня скорость передачи порядка 19кБит, при этом у меня есть длинные пакеты с информацией длиной порядка 40 байт. При этом по времени эта посылка занимает где-то около 40мс(между соседними узлами, а если с ретрансляцией то до 200мс и больше). И получается что короткие посылки(порядка 15 байт) проходят практически все, а вот длинные посылки бьются. Мне просто нужно передавать массив данных порядка 200-300 байт и разбивать их на пакеты по 5-10 байт вроде как-то не хочется.
Или в таком случае для таких объемов данных нужно поднимать скорость передачи?

В IEEE 802.15.4 довольно навороченный способ определения наличия несущей на канале, там пакеты просто так не бьются.

Ограничение на физический размер кадра - 127 байт (1 байт на размер). После заголовков в LwMesh остается 109 байт полезной нагрузки.

Для передачи больших объемов данные разбиваются на мелкие куски и передаются отдельно.

я просто сегодня занимался с радиосистемой, пакеты бегали, изредка бились, но черед некоторое время по соседству включили пилораму. После ее включения длинные пакеты у меня перестали проходить в большинстве случаев . Частоты у меня 300-400МГц. Вроде как не должна пилорама влиять на это все, но видать где-то всетаки какие-то проблемы возникают(устройства питались от батарей, потому на помехи по сети не могу грешить).


Дело в том что я так понял получается проблема другого вида - у меня узел смотрит уровень сигнала относительно уровня шума(который постоянно отслеживается), и когда канал свободен то начинает передачу. И по всей видимости помеха ловит пакет где-то во время передачи. При этом я не контролирую саму передаваемую информацию на предмет коллизии, у меня нет такой возможности. И избыточности у меня тоже нет. Принятый пакет просто отбрасывается принявшим узлов ввиду того что не сходиться CRC.

На диапазон 2.4 GHz некоторые микроволновки влияют, но та, что у нас в офисе никакого значительного влияния не оказывает. Вообще на 2.4 обычно сравнительно чисто, только Wi-Fi в непосредственной близости уровень шумов поднимает, но на качество связи это мало влияет.

Но если в используемом диапазоне есть сильные помехи, то софтом дело не решить особо, только выкручиваться мелкими кадрами, подтверждениями и переповторами.


Чудес не бывает и ZigBee тоже можно убить такими помехами, другой вопрос, что их просто нет в нормальных условиях.

У нас клиенты использовали 900 MHz радио на стройке для автоматизации всего и вся - полет нормальный, хотя и сварка рядом и много железа ездит.

Александр, добрый день!
Посидел поразбирался немного с atmel lightweight mesh и у меня возникли ряд вопросов.
Насколько я понял после принятия пакета смотрится наличие записи в таблице маршрутизации для nwkSrcAddr пришедшего пакета. Если запись не найдена, то она создается. В эту же запись заноситься и параметр качества канала LQI.
При этом если например у нас есть такая топология(цифры в разрывах стрелок обозначают показатель качества данного отрезка канала):

Когда узел 0 начинает поиск пути к узлу 6, то он посылает широковещательные пакеты, которые пройдя по путям 0-1-5, 0-2-5, 0-3-4-5 все проходят через узел 5, но в результате в таблице маршрутизации узла 5 остается лишь одна запись, в которой nextHop=4, т.к. у этого пути максимальное суммарное число LQI и обратные пакеты ответа (если они немного задержаться в узле 6), все пойдут только по этому пути к узлу 0, независимо от того пути по которому они изначально пришли к узлу 5.
Я правильно понимаю?
И еще вопрос - я так понял учитывается только полный LQI всего пути до узла, который заносит это в свою таблицу маршрутизации и выбирает nextHop исходя из максимального значения LQI. А как учитывается ситуация когда например весь канал довольно с хорошим качеством, но есть один участок между двумя какими-то из его узлов где плохие условия приема, но за счет большего количества узлов по пути набегает большее значение LQI...или я неправильно понял как именно считается LQI...

Если речь идет о простом методе поиска маршрута (не AODV), то суммарная стоимость маршрута не считается, просто локально каждый сегмент берет в качестве узла назначения узел с максимальным LQI. Глобально этот алгоритм не оптимален, соответственно. В данном случае 5 в сторону 0 выберет узел 1 или 2.

AODV считает суммарный LQI, только это не арифметическая сумма, а произведение LQI отмасштабированных до диапазона 0-1. LQI еще нелинейно трансформируются чтобы отражать реальную вероятность доставки кадра через сегмент, тогда произведение вероятностей - это вероятность доставки через весь маршрут.
AODV будет использовать узел 4.


См. ответ про вероятности.

а в функции nwkRouteFrameReceived(frame) какой алгоритм используется?
я просто не уловил как тут переключается алгоритм поиска маршрута.

nwkRouteFrameReceived() вызывается в любом случае для каждого принятого кадра.

Если NWK_ENABLE_ROUTE_DISCOVERY включена, то функция ничего не делает - это AODV, так как при AODV маршруты находятся один раз и позже не оптимизируются.
Если NWK_ENABLE_ROUTE_DISCOVERY выключена, то это простой алгоритм, который смотрит только на LQI принятого кадра не зависимо от того как он сюда добрался.

Я понял насчет вероятности.
Упустил момент насчет того что выбирается максимальное из LQI на последнем участке, я подумал изначально что это полный LQI всего пути учитывается и исходя из него выбирается.
Но вообще идея получается в том что не конечный и не начальный уровень выбирает какой из путей для него самый оптимальный, фактически промежуточные узлы сами отсеивают менее хорошие пути и такие узлы как, например , 5, через которые проходят все маршруты, берут на себя роль выбирающего обратный маршрут узла. Так?


уже увидел #ifNdef в начале функции
void nwkRouteFrameReceived(NwkFrame_t *frame). Упустил этот момент.

Да, во время поиска маршрута при AODV промежуточные узлы запоминают в каком направлении находится наиболее выгодный маршрут. Конечные устройства действуют так же как и промежуточные - запоминают где лучше и шлют туда. По окончании поиска, какое состояние оказалось лучшим используется как конечный маршрут.

Я правильно понял последовательность вызова процедуры поиска маршрута при разрешенном route discovery:
void nwkTxFrame(NwkFrame_t *frame) -> nwkRoutePrepareTx(frame) -> nwkRouteDiscoveryRequest(frame) -> nwkRouteDiscoverySendRequest(entry, NWK_ROUTE_DISCOVERY_BEST_LINK_QUALITY) ?
А сами функции обработки при приеме запроса маршрута nwkRouteDiscoveryRequestReceived(ind) и ответа маршрута nwkRouteDiscoveryReplyReceived(ind) ..это уже обрабатывается на уровне application?

Да, так начинается поиск маршрута.

Нет, там же в nwkRouteDiscovery.c и обрабатываются. Приложение об этом и не знает, для него это выглядит как просто задержка в отправке данных.

Если Вам не сложно, можете пожалуйста, в двух словах расписать как работает функция NWK_OpenEndpoint(NWK_SERVICE_ENDPOINT_ID, nwkRxSeriveDataInd); и как мы узнаем когда пришел пакет запроса маршрута и как мы снова попадем в nwkRxSeriveDataInd, когда она вызовется?

static bool nwkRxSeriveDataInd(NWK_DataInd_t *ind)
{
uint8_t cmd = ind->data[0];
switch (cmd)
{
#ifdef NWK_ENABLE_ROUTE_DISCOVERY
case NWK_COMMAND_ROUTE_REQUEST:
nwkRouteDiscoveryRequestReceived(ind);
return true;

case NWK_COMMAND_ROUTE_REPLY:
nwkRouteDiscoveryReplyReceived(ind);
return true;
#endif
default:
return false;
}
}
Я честно говоря не очень крут в программировании, потому не все моменты для меня понятны

NWK_OpenEndpoint() регистрирует обработчик принятых данных для Enpoint (число 0-15, 0 зарезервирован за стеком, 1-15 для приложений).

nwkRxSeriveDataInd() - это обработчик всех принятых кадров с dstEndpoint = 0 и все команды внутри стека отправляются так.

Как видно Ack - это тоже обычная команда.