【蓝牙精品系列文档】【03_blemesh架构】02_网络层

Mesh 网络层

核心概念

网络层（Network Layer）负责 Mesh 消息的寻址、中继和加密。它是在承载层之上、传输层之下的核心协议层。

地址类型

Unicast Address（单播地址）

Group Address（组播地址）

SIG 预定义组地址：

是的，Relay = 中继。

在 BLE Mesh 里，Relay是一种节点特性（Feature）：节点收到不是发给自己的Mesh 消息后，会重新广播转发，让消息多跳到达更远节点。

你文档里all-relays（0xC002）就是所有开启了 Relay 功能的节点组成的组地址。

和「中继」的对应关系

中继怎么工作

Node A (TTL=5) ──PDU──> Relay Node (TTL=4) ──PDU──> Node B (TTL=3) │ TTL 减 1 后重发

• 每中继一次，TTL 减 1
• TTL 到 0 或 1 时不再转发
• 随机延迟 0~50ms，减少冲突

和其他 SIG 组地址对比

实际场景

照明网络里，常供电的灯通常会开 Relay，既当业务节点，也当中继，把控制命令传到远处开关或传感器。

注意：Relay 和 WiFi 里的「中继器」概念类似，都是转发别人流量；Mesh 里是否中继由Relay State配置决定，可以开关。

Virtual Address（虚拟地址）

其他

网络 PDU 格式

Network PDU: ┌────────┬────────┬─────────┬──────────┬───────────┬──────────┬─────┐ │ IVI:1b │ NID:7b │ CTL:1b │ TTL:7b │ SEQ:24b │ SRC:16b │ ... │ │ │ │ │ │ │ │ │ └────────┴────────┴─────────┴──────────┴───────────┴──────────┴─────┘ 完整结构: ┌──────────┬─────┬──────┬──────┬────────┬──────┬─────────┬──────┐ │ IVI+NID │ CTL │ TTL │ SEQ │ SRC │ DST │ Transport│ MIC │ │ 1 B │ 1b │ 7b │ 24b │ 16b │ 16b │ PDU │ 4/8B │ │ │ │ │ │ │ │ (加密) │ │ └──────────┴─────┴──────┴──────┴────────┴──────┴─────────┴──────┘

字段详解

IV Index

• 32-bit 计数器，用于加密和防重放
• 所有节点共享同一 IV Index
• IV Index 只能递增
• IV Update 过程：
  1. 节点检测到 IV Index 需要更新
  2. 发送 Secure Network Beacon，IV Update Flag = 1
  3. 其他节点进入 IV Update 状态
  4. 完成后 IV Update Flag = 0，新 IV Index 生效

中继机制

Relay 节点

• 收到非自己的 Mesh 消息后重新广播
• 每次中继 TTL 减 1
• TTL = 0 或 TTL = 1 时不中继
• 中继延迟：随机 0~50ms（避免冲突）

中继流程

Node A (TTL=5) ──PDU──> Relay Node (TTL=4) ──PDU──> Node B (TTL=3) │ TTL 减 1 后重发

Relay 特性配置

中继节点是怎么"宣告"的（问题 1）

关键：Relay 不靠 Beacon 周期性宣告身份。Mesh 协议里 Relay 的"身份"通过两个机制暴露：

1. Composition Data（静态能力上报）

节点配网后，Provisioner 通过Config Composition Data Get读取节点的 Composition Data，里面包含节点支持哪些 Feature：

Composition Data Page 0 ├── CID / PID / VID ├── Features 字段（16-bit 位图） │ ├── bit0: Relay ← 是否支持中继能力 │ ├── bit1: Proxy │ ├── bit2: Friend │ └── bit3: Low Power └── Elements / Models

这是能力声明：「我硬件上能做 Relay」，不等于"现在开着"。

2. Relay State（运行时开关）

是否真正启用中继，由Relay State决定，Provisioner 通过Config Server Model远程配置（详见下文「Relay 配置消息空口交互」章节）。

全网没有任何节点需要预先知道「谁是 Relay」——这是 Mesh 泛洪的本质：每个收到包的节点自己判断要不要转发。

转发时 TTL-1 是规范硬性要求（问题 1）

NimBLEbt_mesh_net_relay()实现清晰：

步骤 1：TTL 检查，TTL ≤ 1 不转发

if(rx->ctx.recv_ttl<=1U){return;}

• TTL=0：禁止转发（规范定义）
• TTL=1：到达最后一跳，转发出去会变 TTL=0，没意义，不转发

步骤 2：检查 Relay 是否开启

if(rx->net_if==BT_MESH_NET_IF_ADV&&!rx->friend_cred&&bt_mesh_relay_get()!=BT_MESH_RELAY_ENABLED&&bt_mesh_gatt_proxy_get()!=BT_MESH_GATT_PROXY_ENABLED){return;}

• 从 ADV 收到的包：必须 Relay 开启
• 从 GATT 收到的包：必须 GATT Proxy 开启

步骤 3：TTL 减 1 写回包头（保留 CTL 位）

/* Leave CTL bit intact */sbuf->om_data[1]&=0x80;sbuf->om_data[1