【WI-SUN】节点入网流程解析一

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    Wi-SUN（WirelessSmart Ubiquitous Network）技术基于IEEE 802.15.4g、IEEE 802和IETF IPv6标准的开放规范。Wi-SUN FAN是一种网状网络协议，具有自组网功能和自我修复(self-healing)功能。今天我们主要探讨一下WI-SUN网络中，一个Node的入网流程。

    首先我们明确一下WI-SUN网络中的三种角色，分别是：

·Board Router，边缘主节点。

·Router Node，具有中继功能的Node。

·Leaf Node，没有中继功能的Node。

后文中我们用Node代指Router Node和Leaf Node。

如果一个节点要入网，有两个大的步骤，一个是通过广播帧、配置帧等加入这个PAN，二是通过DIO、DAO、DIS等消息选择合适的父节点，加入拓扑。下面主要从这两个步骤解析一个新的Node是如何一步一步加入一个WI-SUN网络的。

这里首先介绍第一步，一个新Node如何加入一个PAN：

它分为：发送获取广播帧，身份验证，获取配置帧，入网几个步骤（profile中分解为4个状态）。

在此之前我们先介绍Wi-SUN的链路层中与加入PAN有关的4种帧，分别是：

·PA：广播帧，Board Router和在网的Node会发送广播帧，该帧提供了Node从一个或从几个PAN中选择一个进行安全连接所需的最少信息，该帧是明文发送。

·PAS：广播请求帧，未入网的Node请求PA的帧，该帧是明文发送。

·PC：配置帧，Board Router和在网的Node会发送配置帧，该帧提供了跳频计划列表、组密匙等信息，该帧是加密发送。

·PCS：配置请求帧，收到广播帧后但还未入网的Node请求PC的帧，该帧是明文发送。

步骤1：首先一个新的Node上电后，处于无网络状态，该Node没有关于可用邻居或PAN的信息(也没有信道跳频时间表等等)。为了发现可用的PAN，节点发送PAN广播请求帧（PAS）并侦听PAN广播帧（PA）。

步骤2：周围已经在网的Node收到这个节点的广播请求帧（PAS）后，便以最快频次发送广播帧（PA）。

步骤3：新的Node收到广播帧（PA）后，从广播帧中提取数据以此判断自己是否要加入该PAN，其中包含网络名称、路由方式等与自己的设置是否一致。如果收到多个PAN的广播帧，该节点还要计算一个Cost值，选取最优的PAN加入。

步骤4：一旦选定了某一个PAN，该Node就会开始于这个PAN进行身份验证并获取密匙集，如果无法通过验证，将会回复到步骤1的无网络状态。注意在这个时候该Node已经可以开始发该PAN的广播帧了。

步骤5：在通过验证并获取密匙集之后，该新Node开始发送配置请求帧（PCS），向周围Node请求配置帧（PC）。

步骤6：收到PC帧并成功解密后，该Node就获取了该PAN的所有配置，至此该Node就已经成为了这个PAN中的一员。它将会承担起发送PA帧和PCS帧的任务，如果监听到有PAS或者PCS帧，那么它需要以最快频次发送对应的PA或者PC帧。

至此，该Node已经成为了这个PAN中的一员，但是它的拓扑还未形成，换句话说，这个Node还没有父节点，那么该Node的路由又是如何形成的呢？请看下一章《Wi-SUN-节点入网流程解析二》

ParryZhang