mac日记
发布时间:2017-01-27 来源: 日记大全 点击： 
mac日记篇一：Zigbee读书日记(八)
Zigbee读书日记（八）
--freakz移植之物理层
Freakz是什么?Contiki又是什么？这和我们现在学习的Zigbee有什么关系？也许看到这篇文章的读者有不少对此还一无所知。如果您在学习Zigbee，相信对TI的CC系列IC应该有所了解吧，那您肯定听过ZStack和OSAL这两个词，ZStack是TI公司按照Zigbee标准实现的一个Zigbee协议栈，而OSAL则为ZStack所使用的“操作系统”。如果这两个概念搞得清楚，相信freakz和contiki就不难理解了。其实，freakz也是一个zigbee协议栈，相应的contiki则为freakz所使用的操作系统。
[注：本文源自“飞比”Zigbee论坛，为尊重劳动者成果，如需转载请保留此行，并通知作者]
那我们为什么不直接用ZStack+OSAL，而费这么大的劲用freakz+contiki呢？其实原因很简单，不同于ZStack的“应用层开源”，freakz是一个彻底的开源zigbee协议，而contiki也是一个彻底的开源操作系统，而且这个操作系统短小精悍，非常适合“物联网”时代的MINI型设备，同时，这套系统在全球已经拥有了众多的支持与使用者，已经开发了非常多的应用，甚至有像IPV6这么强大而且的应用，可以在其官方网站上下载到全套的代码！
相对于另外一个开源的WSN(Wireless Sensor Networking，无线传感网)操作系统TinyOS来讲，contiki的代码全部为C语言写成，用GCC进行编译，对广大应用C语言多年的开发者来说，减少了学习另外一种语言与编译平台所带来的时间花费。同时，我们考虑到很多开发者，尤其是初学者，对Linux+GCC的平台也并不熟悉，所以，我们选用了IAR这个极其稳定、易用的编译平台，对contiki进行移植。您可以在其官方网站上下载试用版进行学习，对于商业用途的开发，请您购买正版。
至于我们为什么最终选择了freakz而不是别的开源协议，主要是因为这是目前我们找得到的相对最完整的，也是代码写得比较规范的一套协议。不过，为什么我们总得用别人的？这个问题确实值得思考！！
不扯远了，回到主题上来。目前这个项目，断断续续已经做了将近两个月了，采用的思路是，从操作系统的核心到周边，再到基本的物理层和MAC层通讯一点点地进行修改和编译，理解一点就修改一点，成功后再继续下一步。到现在为止，已经实现了节点1应用层发送一个字符串“feibit”，MAC层按照协议规范进行编码，由物理层发送出去；节点2收到信息后，完成上述的反过程，直至收到字符串“feibit”，而且整个过程是在contiki系统框架内完成的。
这个时候，我在犹豫一个问题。实际上，freakz已经用“软件模拟器”实现了MAC层以上的协议内容，并且在一个基于AVR的硬件平台上进行了移植。理论上讲，现在我们已经在FB2530EB的平台上基本实现了CC2530的MAC层通讯，与上层对接后实现协议栈的基本功能应该不是太难了。但反复考虑后，我觉得这不是一个好的方法。也许现在一股脑地把
所有的代码都加进来，解决一些warning与error后，我可以骄傲地跟人讲，我实现了开源zigbee移植。但这并不是我的目的。我希望论坛有一个“开放”跟“踏实”的氛围，也希望自己跟论坛里的每一位学习者有一个不急功近利的心态。我们学习的目的不是跟随，而是创造！
在freakz移植的过程中，我有一个感受，虽然我们做的只是“移植”而不是原创，但这种学习方式比由上而下的方式来得有效，并且深入得多。当然，让一个完全对zigbee的基本概念与功能完全不懂的初学者来说，这可能也不是个最好的方法。所以，我觉得这两种方式应该结合起来，“what”与“how”这两个问题采用由上而下的方式，而“why”这个问题，就采用由下而上，从零搭建的方式，当然前提要是开源！而且我希望后面的事情，不是由我来写，大家来读，而是希望有更多的人能参与进来。哪怕我把整个协议栈重新写了一遍，对于读者来讲，并不一定能对其中的重点内容有深刻的体会。而且，如果能有更多的人参与，大家共同讨论，共同进步，这样的学习效率是单兵作战所无法比拟的！
所以，在FB2530EB开发板发行之前，移植的工作准备暂时告一段落。我会把这几天物理层与MAC层移植的相关内容，以笔记的形式写出来，作为一个起点。有兴趣的朋友可以在此基础上继续一点点地理解，一点点地移植。同时也希望我们能有组织、有规划地去实现一个共同的目标！
在前面的笔记（五）中，我们已经对物理层的基本概念做了详细的介绍。本篇可作为其理论知识的实践篇，从一个基本的字符串“feibit”的发送与接收来学习CC2530的物理层收发功能，看看这个物理层“小弟”到底是怎么干活的。
另外，要说明一点，zigbee本身是一个很复杂的协议，其中任何一层，如果要将每一个细节都讲清楚，都会是很庞大的工作。本文的侧重点在于基本概念的理解，对于IC与Zigbee协议的细节请参考其规格书。
[注：本文源自--“飞比”Zigbee论坛，为尊重劳动者成果，如需转载请保留此行，并通知作者]
IC的应用并不是一件简单的事情，因为涉及到了很多IC的细节，如果没有详细的说明及应用例程，这些细节有时甚至是无从得知的。还好，相比其他家的无线IC，TI的资料与例程相对丰富，这也是我们选择TI作为开始的主要原因之一。本文中涉及到CC2530的应用部分，有很多是源于TI提供的BasicRF平台的，因为这也是一个开源的平台，方便我们进行移植。
要实现数据的收和发，最早想到的自然是IC的收发机制与相应寄存器的设置。走个捷径，我们从BasicRF的代码入手，了解CC2530的RADIO部分的初始化与读取代码。
首先是初始化的过程，这是保证IC在我们所需要的状态下正常工作的前提。从BasicRF的per_test例程中，我们可以看到，这部分工作主要在以下两个函数中进行，halRfInit与basicRfInit。我们总结下其中与硬件相关的初始化工作如下：
1、设置MCU的晶振频率，BasicRF下所用的函数：halMcuInit
这个工作在开始的时候容易被忽视，设置如果不对，发送的数据包可能是乱的，也可能
会有些莫名其妙的问题。
2、设置数据数据传输所使用的频道，halRfSetChannel
这里我们选择频道11，则为2.405G
3、设备的PANID号，halRfSetPanId，我们指定为0x2007
4、设备的短地址，halRfSetShortAddr
由于我们暂时先不涉及网络层组网及地址安排等问题，仿照BasicRF，发送与接收端分别指定如下：
#define TX_ADDR 0x2520
#define RX_ADDR 0xBEEF
5、对于发送端来说，需要增加一个发射功率的设置，halRfSetTxPower
我们按照无PA模式的最大功率4dB进行设置，其实际值为2。
在系统的初始化阶段，执行以上过程，则将CC2530置于准备状态下，随时可用于收发。首先我们来看下数据的发送：
从BasicRF的basicRfSendPacket函数中，我们可以总结出如下的发送流程：
?
?
?
?
?
?
?
?
? halRfReceiveOn(); // Wait until the transceiver is idle halRfWaitTransceiverReady(); // Turn off RX frame done interru(转载于:wwW.zHaoQt.NEt 蒲 公 英 文 摘:mac日记)pt to avoid interference on the SPI interface halRfDisableRxInterrupt(); // write frame to buffer halRfWriteTxBuf(buf->dptr, buf->len); // Turn on RX frame done interrupt for ACK reception halRfEnableRxInterrupt();
?? // Send frame with CCA. return FAILED if not successful
?? while (halRfTransmit() != SUCCESS);
?? halRfReceiveOff();
注：为突出基本原理的理解，我会经常把一段代码中的关键部分提取出来进行分析，因为我希望把复杂的事情变得简单，而不是相反！
有兴趣的读者，可以将以上的函数逐一展开，参照CC2530 datasheet进行详细了解。此处我们只关注其数据的发送函数halRfWriteTxBuf
?? /*************************************************************************
?? * @fn halRfWriteTxBuf
?? *
?? * @brief Write to TX buffer
?? *
?? * @param uint8* pData - buffer to write
?? * uint8 length - number of bytes
?? *
?? * @return none
?? */
?? void halRfWriteTxBuf(uint8* pData, uint8 length)
?? {
?? uint8 i;
??
?? ISFLUSHTX(); // Making sure that the TX FIFO is empty.
??
?? RFIRQF1 = ~IRQ_TXDONE; // Clear TX done interrupt
??
?? // Insert data
?? for(i=0;i<length;i++){
?? RFD = pData[ i ];
?? }
?? }
从中我们可以明显地看出，要发送的数据pData，在此函数中，通过逐个写进RFD的方式发送出去了。这不正是我们苦苦寻找的物理层“小弟”吗？不就是他一个一个字节地让“比特”飞翔了起来？？
按照我们现在的理解试试能不能把数据发送出去：
??uint8 test_str[6]="feibit";
??halRfWriteTxBuf(test_str, 6);
难道就这么简单？小心翼翼地编译、下载，在IAR下单步进行跟踪，程序顺利地执行了halRfWriteTxBuf(test_str, 6);这一句。但不要高兴地太早，程序在执行到下面，halRfTransmit()这个函数的时候，进了死循环，一直出不来了。这是怎么回事？
我们看一下到底这个函数在做什么？
?? /************************************************************************
?? * @fn halRfTransmit
?? *
?? * @brief Transmit frame with Clear Channel Assessment.
?? *
?? * @param none
?? *
?? * @return uint8 - SUCCESS or FAILED
?? */
?? uint8 halRfTransmit(void)
?? {
?? uint8 status;
??
?? ISTXON(); // Sending
??
?? // Waiting for transmission to finish
?? while(!(RFIRQF1 & IRQ_TXDONE) );
??
?? RFIRQF1 = ~IRQ_TXDONE;
?? status= SUCCESS;
??
?? return status;
?? }
程序明显死在了while(!(RFIRQF1 & IRQ_TXDONE) )，这句话是在等什么呢？看datasheet!
mac日记篇二：奥特曼Zigbee读书日记(五)
[注：本文源自“飞比”Zigbee论坛，如需转载请保留此行]
[原创]奥特曼Zigbee读书日记（五）-- “葵花
宝典”第三章第一层（物理层）
我们在“设备对话”专题中，了解了如何用Zstack协议完成一个基本的“老王，吃了没？”的通信，但就这样一句话，是如何变成一连串的“0”和“1”，并变成电波在空气中传播，最终到达目的地呢？――插句广老规矩，还是先上图：
这个图含的信息量可能需要贯穿在我们的整个学习过程中了，此处先不详解，只是先作为“上方宝剑”挂出来，这个是整个这一章的脉络。不过，还是要来认识 下这里面的几位关键“人物”的：第一位叫“PHY”――物理层，他是最底层的员工，最终把这些“0”和“1”送到空气中的活就是他干的；第二位叫 “MAC”――介质读取控制层（这个家伙肯定是老外，连个像样的中文名都没有）；第三位叫“NWK”――网络层，这是个中层干部，属于实干家型（就是公司里电话最多的那种领导）；第四位叫“APL”――应用层，有同学问了，这层里面怎么这么复杂？说实话，我也还没弄明白呢，不过按常理来说，高层复杂是应该的，到我们的政府机关看看就知道啦~~~
另外，下面两层是由IEEE 802.15.4来定义的，而中层领导上的就是由Zigbee组织来定义的，那什么是我们定义的呢？就是这个“协议栈”上面的，那就是最高最高的领导啦~~~
第三章，第一层――“PHY”――物理层
3.1 频率安排
首先，我们从干活的这个小兄弟开始认识。他要把一个比特送到空中，是有几条航线可以选的，就这是所谓的“频道”，每一个频道对应一个频率，而每一个频道又有几种调制方式，我们可以理解为坐不同的“飞机”。下图是IEEE 802.15.4中对频道的安排：
对于这里面的“频道页”的定义，不是太清楚为什么要这样定义，不过我觉得用前面说的“飞机”的概念，更容易理解些。有三种不同的飞机，每种飞机都可以 走0-26，共27条航线，这就是“物理层”在送数据的时候要做出的选择。其中，0号航线的频率是868MHZ，915M上有10条航线，其频率可以通过 下面公式计算：
中心频率(MHz) ＝ 906 + 2 × ( 频道号 – 1)
同样，2.4G波段上的频率值为：
中心频率(MHz) ＝ 2405 + 5 × ( 频道号 – 1)
3.2 能量检测――ED
就像航空公司一样，“比特”想要“飞”起来，也是有“航空管制”的，在起飞前要确认下航道有没有被占用，这可不能像开车，塞车了就等会，飞机要在空中 停了，那不得掉下来（我小时候总这么想~）。能量检测就是用来实现这个目的的，当然，这只是个“能量”检测，它不会去区分到底是谁在占用“航道”，它只检 测有或者没有。
当然，这也是物理层的上级――MAC层给他的任务之一，不过允许他不用百分百准确，允许10db的误差，结果会以一个8比特的字节向上报告。
3.3 载波检测――CS
载波检测也是检测当前频道能不能用的，但与ED不同，上面说了ED不会去区分到底是谁在占用“航道”，但是CS会的，它会根据载波的特征去判断当前占 用“航道”的是不是与自己一样的IEEE 802.15.4物理层信号，如果是，那不管ED值是多少，都会返回一个“频道忙”的信息。
3.4 连接质量指示――LQI
还记得电脑的WIFI指示吧，我也不了解WIFI协议，但我想这应该是相同的东西吧。在802.15.4中，有两种检测连接质量的方法，一个是检测 “接收信号强度”――RSS，另外一个是检测“信噪比”――SNR。RSS值是通过检测接收到的信号的全部能量情况来判断的。
又有人举手了？这位同学有什么问题？――什么，这是怎么做到的？
呃、、、这个我真不懂，不过我知道肯定有个寄存器来读的。至于这个值是怎么来的，你还是问下做IC的人，或者你找个不是那么忙的教授，说不定他知 道~~~不过这位小同学啊，看你问这个问题，我得多说你几句了。你这么“叫真”不好，倒不是打击你，我知道你说不定能成个人物，不过，学习是要讲“深度” 和“广度”并举的，如果什么事情都一头钻进去，你会迷路的。。。
我们继续，那“信噪比”SNR，顾名思义，就是信号除以噪声的比率了。当然，值越大表示信号质量越好。
每一个接收到的数据包都会做一个LQI的测量，它至少有八个等级。这个测量是物理层很重要的一个任务，因为这个值不但他的直属领导－MAC层要用到， 他的上几层领导－网络层和应用层都用得到。比如说网络层（NWK）在选择路由的时候，LQI就是一个很重要的指标，LQI值高的路径当然要优先考虑，当 然，这也只是一个因素，比如说这个LQI高的路径里的设备都是电池供电的，那么在频繁选择这个路径的同时，必然会导致这些设备电池寿命缩短。所以，一定要 多方面权衡――这就体现了“领导”的作用。。。
3.5 空闲频道评估――CCA
（注：本教程里的中文名称可能不符合标准，只是方便笔者说明问题，如对名称有异议，欢迎在本教程论坛－中讨论）
这里有一个很重要的名词叫“CSMA-CA”，听起来就像高科技，不知道和CDMA有没什么关系（做通讯的朋友开始扔砖头了~~~）
它有一个不太帅的中文名字叫“载波侦听多点接入/冲突检测”，笔者现在还无法对这个概念做个定义，不过倒是可以用“白话”翻译一下。在上文中我们看 到，当我们的“PHY层”小弟要发送一个比特的时候，
要面临那么多选择，走哪个航线，选什么样的飞机等等，那这么复杂的决策，“小弟”能搞得定吗？要两个 “小弟”都在争一个位置，打架了怎么办？按社会常理来看，这应该不是哪个人决定的，而是有个“制度”，这样说，能理解不？
当然，制度也是要人来执行的，一个最底层的工作叫“空闲频道评估”――CCA，这个也是由我们的小弟“物理层”来做的。他要告诉MAC层，当前频率有没有被其它设备占用。而且这个工作不能只做一次就汇报，要检测8个符号周期。
在IEEE 802.15.4物理层协议中，有三种CCA模式：
1. 只检测ED值。只要ED值高于一个门限就认为当前频道被占用。这个门限值可以由设计者来定义。
2. 只由CS结果来决定。只要CS的检测结果为，当前频道被IEEE 802.15.4定义的设备占用，则返回频道忙。
3. 由上述两个值的“与”或者“或”逻辑来决定。也说是说
●ED值高于门限“并且”有802.15.4设备占用，则认为频道忙
●ED值高于门限“或者”有802.15.4设备占用，则认为频道忙
那究竟采用哪种CCA模式呢？这个可以通过PHY属性值phyCCAMode来设置。这个值也是PHY-PIB值的一部分，下面的章节会对这个概念进行介绍。
3.6 物理层常量和属性
首先说明一下“常量”和“属性”这两个词，所谓的常量就是说在“编译”好之后不能变的量；而属性则是可以改变的。在Zigbee协议栈中，每一层都有自己的常量和属性。
如表3.2所示，物理层中只有两个常量，aMaxPHYPacketSize指示“物理层服务数据单元”――PSDU不能超过127字节；而 aTurnaroundTime说明一个设备由接收状态转为发送状态的最大时间，也就是说一个接收器必须在12个符号周期内完成接收任务。
同时要说明的一点是，PHY和MAC层的所有常量都有一个前缀“a”，这是Zigbee协议的规定，NWK和APL层分别以前缀“nwkc”和“apsc”开始。
物理层的“属性”包含在“物理层PAN信息基准表”――PHY-PIB中，这个表是专门用来管理物理层服务的，详细信息在表3.3中，其中有（+）标 志的为只读属性，上层只可以对此类属性进行“读”操作，只有物理层自己才能“写”；而有（*）标志的属性，其个别指定位为“只读”；其余的属性则可读可 写。后面章节会对每个属性详细阐述。
3.7 物理层服务
我们研究了半天物理层是怎么工作的，下面看下我们到底怎么“吩咐”他，他到底提供了哪些“服务”。
物理层提供了两种类型的服务，一种是数据服务，一种叫物理层管理服务。顾名思义，数据服务通过无线电波对“物理协议层数据单元”――PPDU进行发送 和接收，说简单点就是收发数据；另外，物理层中包含了一个叫“物理层管理实体”――PLME的一个管理单元，如下图所示，数据服务是通过PD-SAP实现 的，而物理层管理服务是通过PLME-SAP来实现的，其中PLME也包含上文所述的PHY-PIB。
3.7.1 物理层数据服务
mac日记篇三：复习重点(底分)
论述题：
请简述电子商务安全的六个安全要素，举例说明其保护的内容、面对的威胁和防范措施 答案：电子商务的六个安全要素是可用性、机密性、完整性、不可否认性、真实性、访问控制（0.5*6=3分）
可用性（Avaliablity）是指确保及时可靠地访问和使用信息（0.5）。例如用户可以访问自己的邮箱、网站主页等（0.5）。主要的威胁是阻断，例如物理线路破坏、恶意软件或者DOS攻击等（0.5）。防范措施包括物理防护、安装防毒软件、IDS和使用DDOS防火墙（0.5）。（共2分，下同）
机密性（Confidenticality）是指确保隐私或机密信息不被非授权的个人利用，或被泄露给非授权的个人。例如用户登录邮箱时使用的密码，或者存放在电脑上的个人日记等。主要的威胁是窃听、破解以及系统入侵等。防范的措施主要是加密，包括对称加密和非对称加密；以及使用具有加密功能的安全协议，例如IPSec、SSL、kerberos和SSH等。
完整性（Integrity）是指防范不正当的信息修改或破坏。例如用户的订单、发送的明文信息、数据库存放的敏感信息等。主要的威胁是篡改，例如在数据传输过程中被修改后再发往服务器，或者入侵系统后修改敏感信息。防范的措施包括单向哈希函数、消息验证码（MAC）、以及使用具有消息认证功能的安全协议，例如IPSec、SSL等。
不可否认性（Undeniablity）是指用户无法否认自己的行为（发送或接收）和信息的内容。例如用户的合同、交易信息等。主要的威胁是抵赖，合法用户否认已经发生的行为。防范的措施主要是数字签名（RSA或DSA），以及使用具有防抵赖功能的公平协议。
真实性（Authenticity）是指能够被验证和信任的表示真实情况或者正确程度的属性，使得创新、信息和信息源的有效性能够被充分相信。例如用户的身份、信息的来源等。主要的威胁是假冒和伪造，例如伪装成合法用户，或者以他人名义发送信息。防范的措施，用户身份认证包括生物特征认证（例如指纹）、知道什么（例如口令、密码）以及相关协议（例如CHAP、Kerberos）、拥有什么（例如令牌、数字证书）以及相关协议（例如SSL），信息源认证主要通过数字签名。
访问控制（authorization）是指资源的所有者或者控制者准许其他人访问这种资源，防止未授权的访问。例如不同级别的用户可以访问不同密级的信息，或者不同价值的内容。主要的威胁是入侵和特洛伊木马，入侵者通过缓冲区溢出等手段获得超级用户权限，或者诱导所有者执行木马程序把访问权限授予给攻击者。防范的措施是依据最小授权原则制定合理的授权策略，包括减少使用超级用户权限。常见的授权策略包括DAC（自主访问控制），MAC（强制访问控制），RBAC（基于属性的访问控制）和ABAC（基于属性的访问控制）。
计算题
应用RSA算法实现加密和解密，并运用中国剩余定理计算加密结果。其中
1、分布用欧拉法和辗转相除法求出逆元（4分）。//各2分
2、应用RSA实现过程（4分）。// n,fi(n),加密公式,解密公式各1分
3、中国剩余定理（7分）。//求m1,m2各得1分,求y1,y2各得2分，结果1分
示例：
已知，p=13,q=11，e=11;m=25
答案：
n=143,fi(n)=12*10=120=5*3*8
欧拉法：
fi(fi(n))=120*1/2*2/3*4/5=40*4/5=32（1分）
11^(32-1) mod 120=11^31 mod 120=11（1分）
辗转相除法（最好是参照ppt画图）：
120=11*10+10（1分）
11=10*1+1
10=1*10+0
a0~an=10,1，n=1为奇数
b-1=1，b0=an=1，b1=10*1+1=11，所以bn即为逆元=11（1分）
C=m^e mod n=25^11 mod 143 =25（25可以不写出来，1分），m=C^d mod n=25^11 mod 143=25（1分）
CRT：
C1=(m mod p)e mod (p-1)=C mod p
C2=(m mod q)emod (q-1)=C mod q
由(25 mod 13)^(11 mod 12) mod 13 = 12^11 mod 13=(12^2) ^5*12 mod 13 =12=c mod 13 得 c=12 mod 13
由(25 mod 11)^(11 mod 10) mod 11=3^1 mod 11=3=c mod 11得 c= 3 mod 11
m1=11,m2=13，且由11*y1=1 mod 13及 13*y2=1 mod 11,可得 y1=6,y2=6（辗转相除法很容易求，过程最好写出来）
由此可得m=(12*11*6+3*13*6) mod 143=(4*3*66+234) mod 143=(4*55 +91) mod 143=(77+91) mod 143=168 mod 143=25
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