SDDC 协议解析—安全可靠的开放协议

leecactus0 2022-07-08 15:23:21

在 EdgerOS 的智慧生态场景中,许多智能设备或传感器的生命周期都与 SDDC 协议息息相关,这些设备可能是使用 libsddc 智能配网技术开发的,也有可能是因为主要功能上是使用其他技术如 MQTT、LoRa 等但是设备的上下线依然是使用上述的技术。这期我们简单了解一下 libsddc (C 语言版的 SDDC 技术)的实现。

 

 

协议介绍

SDDC(Smart Device Discovery & Control,智能设备发现与控制)是 EdgerOS 专门为 Wi-Fi 和以太网通信技术的物联网设备定义的发现与控制通信协议。使用 SDDC 协议开发的物联网设备能被 EdgerOS 自动管理,因此推荐 Wi-Fi 和以太网通信技术的物联网设备使用 SDDC 协议与 EdgerOS 通信。

 

SDDC 协议实现了以下功能:

  • EdgerOS 发现设备

  • EdgerOS 邀请设备加入

  • 设备加入和退出 EdgerOS

  • EdgerOS 维持设备 Online 状态

  • EdgerOS 与设备间的双向数据通信,数据可加密,支持带有消息重传和确认的可靠通信方式

     

    SDDC 协议流程如下图:

     

     

    协议的实现逻辑

    SDDC 协议是基于 UDP 协议实现的,如图所示,UDP 报文的数据部分的前 16 个字节实际上就是 SDDC 数据报的头部。

     

    对于 SDDC 协议的头部来说,它的结构组成如下:

     

    • magic_version 标志着 SDDC 协议的版本号。

    • flag 分别为 0x00(无标志)、0x10(紧急标志)、0x20(加入标志)、0x40(请求标志)、0x80(确认标志)。

    • type 分别为 0x00(Discover 消息)、0x01( Report 消息)、0x02(更新消息)、0x03(邀请消息)、0x04(PING消息)、0x05(普通消息)、0x60(系统时间消息)。

    • seq_no:SDDC 数据报的序列号。

    • MAC[0]-MAC[2] 和 MAC[3]-MAC[5]:设备的6字节MAC地址数组

    • security:选择是否进行加密通信,设备也可以通过此标志位设置使用设备密码。

    • data_len:sddc payload 的长度。

     

    在一个完整的流程中,通常有下列行为:

    1、 Spirit 1(Spirit 1 是翼辉爱智推出的一款高性能、高速率、高可靠、低延时的智能边缘计算机) 在广播地址发送一个值为 1500568c409505fe800004b700000000 的 UDP 报文,其中  flag_type 为 00 ,代表这是一条发送到所有连接到 Spirit 1 的网络的设备的【发现】报文,用于搜索所有的 SDDC 设备。

    2、设备收到 Discover 消息,会回复一条 flag_type 为 01 代表 Report 消息的 UDP 报文。

     

    3、Spirit 1 邀请设备加入到自己的设备组。

    4、在加入之后,普通消息一般为 flag_type 为 45 的 UDP 报文 ,下面是 Spirit 1 向设备发送的消息,其中 flag 为 4 代表请求包,type 为 5 代表普通消息,且 seq_no 标志为 67 95 。

     

     5、设备收到消息后,会对消息进行处理,假如需要确认则会回复一个确认包。flag_type 为 84,其中 flag 为 8 代表确认包,type 为 5 代表普通消息,且 seq_no 标志为 67 95 ,代表回复的是 67 95 的确认包。我们知道 UDP 数据报是无连接的,SDDC 协议使用 seq_no 机制可以保证数据有序。

     6、当 Spirit 1 和 设备没有进行消息传送的时候, Spirit 1 会发送 flag_type 为 44 的请求 PING 包,等待来自远程设备的回复。当远程设备未回复时,系统将自动重新发送此消息,直到远程设备响应或超时。

     7、当设备收到请求 PING 包时,设备会向该 seq_no 的包回复一个 flag_type 为 84 的 确认包,这样 Spirit 1 就知道设备还在线。

     

    SDDC 数据报是基于 UDP 协议实现,该通信协议免费开源,实现简单,可以有效降低开发成本,在 UDP 的基础上做到了安全可靠、有序到达,除此之外还有许多功能,比如可以发送时间戳消息,这样没有 RTC 芯片的无状态设备也可以同步网络时间;可以发送紧急消息,这样设备或系统可以优先处理等等。

     

    libsddc(设备端开发):https://gitee.com/ms-rtos/libsddc 

    sddc(应用端开发):https://www.edgeros.com/edgeros/api/BASIC%20COMPONENTS/IoT%20Protocol/sddc.html

    device(集成 sddc 的模块):https://www.edgeros.com/edgeros/api/EDGEROS%20EXTENSION/IoT%20Device/device.html

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