写在前面：本篇主要用来记录工作中或平时随时发现的一些零零碎碎的知识点，可能会涵盖很多方面和很多领域，都统一记录在这篇blog中的，当然，本篇也会随时更新。
正文：
一、
因为这篇记录的内容比较杂乱，前面先加个目录吧，说明一下都有哪些知识点。
1、功率换算关系：dBm跟w换算关系。
2、蓝牙mesh相关。
二、dBm与w的换算关系
一个“基准”，两个“原则”。
一个基准：30dBm = 1w
两个原则：+3dBm，功率乘2倍，-3dBm，功率乘1/2；
+10dBm，功率乘10倍，-10dBm，功率乘1/10;
看一下Ble4.0的功率范围：
换算关系：
-20dBm转换成功率： -20dBm = 30dBm - 10dBm - 10dBm - 10dBm - 10dBm - 10dBm
= 1 x 1/10 x 1/10 x 1/10 x 1/10 x 1/10
= 0.00001w = 0.01mW
+10dBm转换成功率： +10dBm = 30dBm - 10dBm - 10dBm
= 1 x 1/10 x 1/10
= 0.01w = 10mW
三、蓝牙mesh相关
1、网络泛洪：
蓝牙mesh网络采用一种称为“网络泛洪（flooding）”的方式来发布和中继消息。这意味着消息不会通过某一进程进行路由, 也不会沿着由一系列特定设备构成的特定路径来进行传输。相反，传输范围内的所有设备都会接收消息，负责中继的设备能将消息转发至其传输范围内的所有其他设备。“网络泛洪”这项技术在使用中往往是利弊参半。在蓝牙mesh网络的设计中，我们对此进行了针对性的优化，相信能够扬长避短。
网络泛洪的优势：
网络泛洪的优势在于无需特定设备专门扮演集中式路由器的角色。集中式路由器一旦发生故障，就可能会导致整个网络无法运行。没有特定的路由也可能对网络造成灾难性的影响，但这种情况也可以通过在mesh网络中采用网络泛洪的方法来避免。网络泛洪的方式也意味着消息一般能够通过多重路径到达其目的地。这就构建了一个相当可靠的网络。
2、代理节点：
蓝牙mesh网络会指定一台设备来扮演代理节点（proxy node）的角色。代理节点包含一项标准：低功耗蓝牙GATT服务，具有两个GATT特性，分别是mesh代理数据输入(Mesh Proxy Data In)和mesh代理数据输出(Mesh Proxy Data Out)。诸如智能手机等低功耗蓝牙设备均可使用这些特性，与mesh网络进行数据收发。
这种mesh规格定义了一种代理协议（proxy protocol），同时通过代理节点的两个GATT特性交换的数据中包含代理协议PDU。
4、几个简单概念：
节点：由数千台设备组成的网络，每台设备均通过低功耗蓝牙（LE）无线连接进行通信。蓝牙mesh网络中的这些设备被称为节点 (node) 。
元素：每个节点至少拥有一个元素，称为主元素（Primary Element），同时还可能包含其他多个元素。元素由定义节点功能和元素条件的实体组成。例如，一个灯泡内有一个元素, 并具有两种功能：
节点中的每个元素都有一个唯一的地址，称为单播地址(unicast address)，使每个元素都有址可寻。我们将在后续的解密蓝牙mesh系列文章中进一步解释“寻址”。
模型和状态：节点的基本功能（注意，只是功能）都由模型 (Model) 来定义和实施。模型位于元素内，元素必须具有至少一个模型（图4A）。模型能够定义并实施节点的功能和行为，而状态 (State) 能够定义元素的条件（图4B）。
以灯泡为例，该模型的功能是开关和调节亮度。相关的状态分别为“开”/ “关”和0-10。
5、
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中继（Relay）特性：通过广播承载层接收并重新发送mesh消息、以构建更大规模网络的能力。
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代理（Proxy）特性：在GATT和广播承载层之间接收并重新发送mesh消息的能力。
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低功耗（Low-Power）特性：能够以明显较低的接收端占空比在mesh网络中运行。通过将无线电接收器启用时间最小化可实现节点功耗的降低，只有在绝对必要时才启动接收器。低功耗节点（LPN）通过与好友（friend）节点建立友谊（friendship）关系来实现这一点。
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好友（Friend）特性：通过存储发往LPN的消息，仅在LPN明确发出请求时才进行转发来帮助LPN运行的能力。
6、设备要想成为蓝牙mesh网络的成员，则必须经过一个称为“启动配置(provisioning)”的安全流程，将设备添加到网络中。
作为mesh网络成员的设备称为“节点”，而不构成节点的设备就称为“设备”
7、启动配置设备（Provisioner）
启动配置的流程会将普通的“设备（Device）”变身为“节点（Node）”，使其正式成为蓝牙mesh网络的成员。
运行启动配置应用程序的设备称为“启动配置设备（Provisioner）”。
启动配置协议（Provisioning Protocol）
在启动配置期间，启动配置设备（个人理解为已经入mesh的设备）会采用称为“启动配置协议”的蓝牙mesh协议，与将要被启动配置（未入mesh网络的设备）的设备进行通信。启动配置设备可通过PB-ADV或PB-GATT承载层[i]两者中的任何一个使用启动配置协议，确保在较早版本的智能手机上亦可实施启动配置设备的应用程序，只要它们支持低功耗蓝牙(Bluetooth Low Energy)和GATT。
8、向网络中添加新设备
设备添加至网络的过程中，最重要的一点是要为其提供网络所有其他节点拥有的网络密钥。当然，这一过程本身必须是安全的，这样恶意设备才无法窃取添加新设备时进行的通信，也无法窃取NetKey。
当购买了新的设备（Device）并需要将其添加至当前蓝牙mesh网络时，用户将使用启动配置设备（ Provisioner），同时参考这一新设备制造商的说明，将其添加至蓝牙mesh网络。这样，新设备（Device）就变身为节点（Node），成为蓝牙mesh网络的成员。
该流程涉及几个步骤，见下方流程图：
(1)Beacon广播
蓝牙mesh网络规格中介绍了新的GAP广播类型，包括 <<Mesh Beacon>> 广播类型[ii]。
设备（ Device）可采用<<Mesh Beacon>> 广播类型来发出广播，声明自己是未经启动配置的设备，可被启动配置。用户可能需要根据制造商的说明，按照一定的流程，例如键入一组按钮，或将某一按钮长按一段时间等，以此方式启动新设备的广播。
用户还需要在启动配置设备中启动“添加设备到网络”的流程，以便从Beacon设备（Device）接收广播数据包。需要记住的一点是，启动配置设备可能是智能手机或平板电脑应用，因此在实际操作中会涉及到智能手机解锁、应用程序启动、也许还需要登录应用程序（为了进一步确保安全性），并通过其用户界面启动Beacon设备（Devices）搜寻。这样，启动配置设备就会意识到新设备（Device）的存在和准备就绪状态，可进入后续的启动配置流程。
(2)邀请
接下来，启动配置设备将以启动配置邀请PDU（Provisioning Invite PDU）的形式向要进行启动配置设备发送邀请，这是启动配置协议的一部分。Beacon设备会在启动配置功能PDU中回应有关自身的信息。
启动配置功能PDU可提供一系列信息，例如其所拥有的元素数量、所支持的启动配置相关算法等。它还能指示设备（Device）拥有的输入输出功能类型，这些信息将用于认证（Authentication）步骤。
(3)交换公共密钥(Public Key)
包括启动配置设备在内的所有蓝牙mesh设备都支持FIPS P-256椭圆曲线算法，因此必须拥有公共密钥。可通过基于该算法的非对称加密来创建安全通道，以完成剩余的启动配置流程。为此，启动配置设备会与将被启动配置的设备（Device）交换公共密钥。需注意的是，将被启动配置的设备（Device）可以通过带外方式(Out of Band)，例如QR码，来提供公共密钥。本系列的后续文章将重点讨论mesh安全性，包括启动配置的安全性。
(4)认证（Authentication）
启动配置设备基于对新设备（Device）功能的了解，向其发送消息，指示其输出单一或多位数值，对其所支持的多种用户操作（例如按下按钮）作出响应。值的形式会因设备差异而有所不同。一台设备可能会在LED面板上显示一个三位的数值，另一台设备则可能是红色LED灯闪烁几次，闪烁的次数就是输出的验证值。启动配置设备的用户将观察到设备（Device）输出的值，并将值输入启动配置设备的用户界面。
然后，设备（Device）和启动配置设备交换密码散列，这些数据来源包括设备（Device）输出的随机值，允许它们完成对彼此的验证。
(5)启动配置数据的分配
认证成功完成之后，会通过两台设备的私有密钥（Private Key）和交换的对等公共密钥生成会话密钥（Session Key）。随后，会话密钥即可用于保护完成启动配置流程所需数据的后续分发，包括网络密钥（NetKey）和设备的唯一地址，即单播地址（Unicast Address）。
启动配置完成后，启动配置设备就会拥有网络的NetKey，这是一个称为“IV索引（IV Index）”的蓝牙mesh安全性参数，且拥有一个由启动配置设备分配的单播地址[iii]。至此，新设备就正式成为了节点，即成为蓝牙mesh网络中的一员。
9、从网络中移除节点
从网络中移除节点涉及两个步骤：
-
首先，使用启动配置设备应用，将想要移除的节点添加至“黑名单”。
-
其次，启动一项称为密钥刷新程序（Key Refresh Procedure）的流程。
黑名单
使用启动配置设备，用户必须将想要移除的节点添加至黑名单。黑名单的目的很简单，就是当启动密钥刷新程序时，确保新的安全密钥不会被发放至黑名单中的节点。
密钥刷新程序
通过密钥刷新程序，除了黑名单中的节点，网络中的所有节点都会被发放新的网络密钥、应用密钥、以及所有相关衍生数据。也就是说，构成网络和应用安全性基础的整套安全密钥都会被替换。
10、低功耗蓝牙设备只要具有正确的低功耗蓝牙功能和一些附加软件，就能加入蓝牙mesh网络中。以智能手机为例，可能只需要一个可以与蓝牙mesh网络对话的普通应用程序（App）就足够了。
11、承载层
蓝牙mesh网络采用低功耗蓝牙作为其射频通信协议栈。而具体如何使用，则是蓝牙mesh网络协议栈最底层的承载层需要负责的工作。
目前定义了两个承载层：广播承载层 (advertising bearer)和GATT承载层 (GATT bearer)。蓝牙mesh网络设备默认使用的是广播承载层，它负责在低功耗蓝牙广播数据包内收发蓝牙mesh数据包。
具有低功耗蓝牙协议栈、能够进行广播和扫描的设备具有基本的、必备的低功耗特性，因此能够支持广播承载层、乃至完整的蓝牙mesh网络协议栈。
既不支持也无法升级使用广播承载层的设备，则必须使用GATT承载层。使用GATT承载层时需要将蓝牙mesh协议数据单元（PDU）封装在代理协议（Proxy Protocol）中。
12、代理节点相关
代理节点：
代理节点的根本目的是执行承载层转换。它能够实现从广播承载层到GATT承载层的转换，反之亦然。因此，不支持广播承载层的设备可通过GATT连接来收发各类蓝牙mesh消息。
节点可通过在特性字段中设置代理特性位（proxy feature bit），来表示自身可用作代理节点。特性字段是所有节点都具有的成分数据状态的一部分。
蓝牙mesh代理服务：
代理节点(Proxy Node)可实施称为mesh代理服务的GATT服务，即本文中的“代理服务器(Proxy Server)”。mesh代理服务包含两个GATT特性：mesh代理数据输入和mesh代理数据输出。代理客户端(Proxy Client) 使用“GATT Write Without Response”子程序，将代理协议（见下图）PDU写入mesh代理数据输入特性，并从GATT
代理节点(Proxy Node)可实施称为mesh代理服务的GATT服务，即本文中的“代理服务器(Proxy Server)”。mesh代理服务包含两个GATT特性：mesh代理数据输入和mesh代理数据输出。代理客户端(Proxy Client) 使用“GATT Write Without Response”子程序，将代理协议（见下图）PDU写入mesh代理数据输入特性，并从GATT通知中的mesh代理数据输出特性接收代理协议PDU。这就是互联GATT设备通过代理节点在蓝牙mesh网络中进行数据交换的机制。
使用低功耗蓝牙只能手机或平板电脑启动配置：
通常使用智能手机或平板电脑执行启动配置流程，以将新设备添加至蓝牙mesh网络。大多数此类设备不会实施完整的蓝牙mesh网络协议栈，而且与蓝牙mesh网络进行的所有交互（包括启动配置）都很可能会使用代理协议。如前所述，启动配置PDU可被封装于代理PDU中，因此可通过代理服务器节点、利用GATT连接进行交换。蓝牙mesh配置文件规格中将采用代理协议的启动配置协议称为PB-GATT。