1. 前言
藍芽是個奇葩的傢伙：它總是以後來者的身份出現，很喜歡打仗，而且還不落下風（有點像某訊的風格）。90年代末期和wi-fi的無線標準之爭如此，當前和802.15.4系（zigbee、rf4ce、thread等）的iot之爭，也如此。
90年代末期，藍芽剛出道的時候，就曾叫囂著把wi-fi（802.11）從地球上抹去。反過來，2023年wi-fi 802.11b標準發布後，也宣稱會把藍芽乾掉。最終，二者劃江而治，瓜分了天下，wi-fi佔據了家庭和辦公室中的電腦網路，而藍芽成為了廣受歡迎的電腦和外設之間的連通性工具。標準之爭，不是本文的議題，我們要思考的問題是：藍芽有何長處，可以支撐它四處征戰？答案是「靈活性」。本文將以用於支援ipv6的ipsp（internet protocol service profile）為例，說明這個特性。與此同時，在iot的戰場上，以zigbee（2023年）為代表的802.15.4技術，苦心經營近15年，依舊不慍不火、默默無聞，而藍芽ble技術問世（2023年）至今，短短5年左右的時間，已經紅遍大江南北，裝機量爆棚。於是，硝煙再起。
2. ipsp（internet protocol service profile）
我們知道，zigbee等基於802.15.4標準衍生出的無線標準，有4大殺手鐗：低功耗、低成本、ip組網（基於6lowpan）和自組網（mesh network）。藍芽在2023年推出bluetooth4.0（ble）之後，低功耗和低成本方面，已經旗鼓相當了。那ip組網和自組網呢？
拋開自組網技術不談（bluetooth® smart mesh工作組已經成立，標準草稿已經討論到第7版，今年有望發布），先看看在ble的基礎上，增加ipv6的支援，需要新增多少工作量。
如果我告訴你，僅需不超過5頁的規範文件、不超過50行的**，你相信嗎？藍芽技術聯盟（bluetooth sig）為支援基於ble的ipv6，僅僅做了一件事情：在bluetooth4.1推出之後，發布了乙份總頁數為14頁、有效內容不足5頁的profile規範----internet protocol support profile[1]，用於支援internet protocol（ipv6）。該profile在ble協議棧中的定義如下：
1 ipsp協議棧
看似複雜，但僅僅左上角那個小小的紅色block（ipss）屬於新增內容，具體如下。
2.1 ipsp profile
ipsp是internet protocol support profile的縮寫，它是乙個藍芽profile，規定了「ipv6 over ble」這樣乙個應用場景，要怎麼實現。主要包括：
1）定義兩個角色，ipsp node和ipsp router。ipsp router是用來**ipv6 packet的裝置，ipsp node只能產生或者消費ipv6 packet。如果某乙個router需要連線其它router，它可以同時實現node和router兩種角色。2.2 ipss service2）node需要提供乙個用於服務發現（service discovery）的功能，以便讓router發現它。由「藍芽協議分析(3)_藍芽低功耗(ble)協議棧介紹」中的描述可知，ble使用gatt作為服務發現。因此，node基於gatt，提供了ipss（internet protocol support service），用於服務發現。
3）ipv6 packets在node和router之間通過面向連線的l2cap傳輸，並使用le_psm_ipsp（0x0023）作為協議識別碼（需要在連線建立的時候提供）[3]，同時規定mtu為1280。
4）在l2cap之上，依次是6lowpan、ipv6、udp、tcp等網路協議棧，不過已經和藍芽無關了。
ipss（internet protocol support service）提供了乙個名稱為ip support service uuid（0x1820[6]）的gatt service[5]，用於服務發現。
2.3 6lowpan、ipv6、udp、tcp等網路協議棧
6lowpan是ipv6 over low power wireless personal area networks的縮寫，是為了在802.15.4網路上傳輸ipv6 packet而提出的乙個標準，包括了幀格式的定義、位址的自動配置、ip header的壓縮演算法等。
ipv6、udp、tcp等都是標準協議，就不多說了。
3. ietf rfc7668[2]
ipsp規範發布之後，ietf（internet engineering task force，網際網路工程任務組）便發布了名稱為「ipv6 over bluetooth(r) low energy」的rfc7668標準[2]，該標準詳細規定了基於藍芽ble的ipv6組網方式，以及一些實現細節。
下面是摘錄的兩種組網方式，可以看出，已經和傳統的ip網路沒有什麼區別了：
注：6ln是6lowpan node縮寫，對應ipsp中的ipsp node，6lbr是6lowpan board router的縮寫，對應ipsp中的ipsp router。/.---------------. /
/ 6ln \ /
/ \ \ /
| \ | /
| 6ln ----------- 6lbr ----- | internet
| / | \
\ / / \
\ 6ln / \
'---------------' \
\to internet
figure 4: bluetooth le network connected to the internet
.-------------------./ \
/ 6ln 6ln \
/ \ / \
| \ / |
| 6ln --- 6lbr --- 6ln |
| / \ |
\ / \ /
\ 6ln 6ln /
\ /
'-------------------'
figure 5: isolated bluetooth le network
4. 參考文件
[1] ipsp spec, 1.0,
[2] ietf rfc7668, ipv6 over bluetooth(r) low energy,
[3] le_psm_ipsp,
[4]
[5] 藍芽協議分析(3)_藍芽低功耗(ble)協議棧介紹
[6]
[7] ietf rfc4944,
藍芽協議分析4 IPv6 Over BLE介紹
1.前言 藍芽是個奇葩的傢伙 它總是以後來者的身份出現，很喜歡打仗，而且還不落下風 有點像某訊的風格 90年代末期和wi fi的無線標準之爭如此，當前和802.15.4系 zigbee rf4ce thread等 的iot之爭，也如此。90年代末期，藍芽剛出道的時候，就曾叫囂著把wi fi 802....
藍芽協議分析 4 IPv6 Over BLE介紹
1.前言 藍芽是個奇葩的傢伙 它總是以後來者的身份出現，很喜歡打仗，而且還不落下風 有點像某訊的風格 90年代末期和wi fi的無線標準之爭如此，當前和802.15.4系 zigbee rf4ce thread等 的iot之爭，也如此。90年代末期，藍芽剛出道的時候，就曾叫囂著把wi fi 802....
IPv4 IPv6雙重協議棧
ipv4 tcp客戶與ipv6伺服器之間的通訊 1 啟動ipv6伺服器，建立套接監聽口，繫結通配位址 2 ipv4呼叫gethostbyname找到該伺服器對應的a記錄 3 呼叫connect，向伺服器傳送乙個ipv4的syn 4 伺服器設定標誌，表明是ipv4對映的ipv6位址，相應乙個ipv4的...