Bluetooth pan что это
Персональная сеть (PAN) — это компьютерная сеть, организованная вокруг человека только для личного использования. Они обычно включают в себя компьютер, телефон, принтер, планшет или какое-либо другое устройство, такое как КПК.
Разница между кастрюль и других типов сетей , таких как локальные сети , беспроводные локальные сети , глобальные сети и городских сетей является то , что они передают информацию между устройствами , которые находятся рядом , а не посылать , что одни и те же данные через LAN или WAN перед ним достигает чего-то, что уже в пределах досягаемости.
Вы можете использовать эти сети для передачи файлов, включая электронную почту, встречи в календаре, фотографии и музыку. Если вы выполняете передачу по беспроводной сети — например, с помощью Wi-Fi или Bluetooth — это технически называется WPAN, который является беспроводной персональной сетью.
Технологии, используемые для создания PAN
Персональные сети могут быть беспроводными или построены с использованием кабелей. USB и FireWire часто связывают вместе проводную PAN, в то время как WPAN обычно используют Bluetooth (и их называют пикосетями) или иногда инфракрасные соединения.
Пример WPAN — использование клавиатуры Bluetooth, подключенной к планшету, для управления интерфейсом ближайшей интеллектуальной лампочки.
Принтер в небольшом офисе или дома, который подключается к ближайшему рабочему столу, ноутбуку или телефону, также является частью PAN. То же самое относится к клавиатурам и другим устройствам, которые используют IrDA (Infrared Data Association).
PAN также может содержать небольшие, носимые или встроенные устройства, которые могут связываться при ближайшем контакте с другими беспроводными устройствами. Например, микросхема под кожей пальца, которая содержит ваши медицинские данные, может подключаться к компьютеру или считывателю микросхем для передачи этой информации врачу.
Насколько большой пан?
Беспроводные персональные сети охватывают диапазон от нескольких сантиметров до 10 метров (33 фута). Эти сети представляют собой особый тип (или подмножество) локальных сетей, которые поддерживают одного человека вместо группы.
Вторичные устройства в PAN могут подключаться и передавать данные через основной компьютер. С Bluetooth такая установка может достигать 100 метров (330 футов).
PAN все еще могут получить доступ к Интернету при определенных условиях. Например, устройство в сети PAN может подключаться к локальной сети, которая имеет доступ к Интернету, который сам является глобальной сетью. По порядку каждый тип сети меньше следующего, но все они могут подключаться.
Преимущества личной сети
PAN предназначены для личного использования, поэтому преимущества могут быть более понятны, чем, например, применительно к глобальным сетям, которые описывают Интернет. С персональной сетью ваши устройства соединяются для более доступного общения.
Беспроводные клавиатуры и мыши также специализируются на локальном использовании. Им не нужно работать с компьютерами в других зданиях или городах. Им нужно общаться только с находящимся поблизости устройством, обычно находящимся на линии прямой видимости, таким как компьютер или планшет.
Поскольку большинство устройств, поддерживающих связь ближнего радиуса действия, могут блокировать неавторизованные соединения, WPAN считается защищенной сетью. Однако, как и в случае с беспроводными локальными сетями и сетями других типов, хакеры могут получить доступ к незащищенным сетям PAN.
Большинство мобильных телефонов, имеющих функцию Bluetooth, при подключении к компьютеру могут использоваться для выхода в интернет через мобильную связь. Устройства на Android (телефоны и планшеты) также позволяют раздавать по Bluetooth интернет, получаемый по Wi-Fi.
В данной инструкции показано, как настроить подключение по Bluetooth между компьютером и мобильным устройством (телефоном или планшетом), работающим на Android, или другим мобильным телефоном, например, старая Nokia Asha 302, работающая на платформе S40, для выхода в интернет.
Примечание: ниже подразумевается, что на раздающем телефоне уже настроен и работает интернет.
Профиль Bluetooth PAN
Следует отметить, что не все версии Android имеют данную функцию. Чтобы проверить ее наличие в Вашем устройстве, откройте пункт "Дополнительно" (или "Еще > Режим модема") в разделе "Беспроводные сети" настроек Android. Если там присутствует пункт "Bluetooth-модем", Ваше Android-устройство может раздавать 3G/4G или Wi-Fi интернет по Bluetooth.
Достаточно активировать опцию "Bluetooth-модем" для того, чтобы автоматически включился модуль Bluetooth и Android-устройство было готово к раздаче интернета.
Если Вы подключаете телефон не на Android, включите модуль Bluetooth на нем, и продолжайте настройку, как написано ниже. Позже Вы увидите, поддерживает ли он профиль Bluetooth PAN, или нет.
Далее нужно выполнить сопряжение телефона с компьютером, имеющим установленный и работающий Bluetooth-модуль.
Примечание: настройки ниже продемонстрированы для Windows 10, в других версиях Windows настройки могут отличаться.
Откройте панель устройств в параметрах Windows (кнопка "Пуск" > иконка "Параметры" > пункт "Устройства" в окне параметров Windows). Если в компьютере правильно установлен и настроен Bluetooth-модуль, Вы увидите переключатель Bluetooth. Активируйте его и нажмите на пункт "Добавление Bluetooth или другого устройства".
В открывшемся диалоговом окне выберите пункт "Bluetooth".
Дождитесь сканирования устройств Bluetooth и кликните на найденный телефон, который должен использоваться для подключения к интернету. Отобразится код сопряжения, также этот код должен появиться на экране телефона. Проверьте, совпадает ли код и подтвердите запросы сопряжения на компьютере и телефоне.
После успешного сопряжения нажмите на пункт "Устройства и принтеры" в разделе "Сопутствующие параметры" панели устройств в параметрах Windows.
В открывшемся окне кликните правой кнопкой мыши по только что подключенному по Bluetooth телефону. Если в контекстном меню присутствует подпункт "Подключаться через > Точка доступа", Ваш телефон поддерживает раздачу интернета с использованием профиля Bluetooth PAN. Кликните по данному пункту чтобы подключиться к интернету через мобильный телефон.
Профиль Bluetooth DUN
Чтобы подключиться к интернету, используя профиль Bluetooth DUN, выполните сопряжение компьютера и телефона так же, как и в случае с подключением через профиль Bluetooth PAN.
- Номер дозвона (доступа);
- Имя пользователя;
- Пароль;
- Строка инициализации модема.
В одном случае достаточно указать только номер дозвона, в другом – логин, пароль и даже строку инициализации (AT-команду) в параметрах модема. Здесь уже все зависит от оператора связи. Настройки подключения некоторых операторов.
В следующий раз, чтобы подключиться к интернету, кликните по значку сети на панели задач Windows и выберите только что созданное коммутируемое подключение.
Строка инициализации модема
В случае, если оператор предоставляет такой параметр настройки коммутируемого соединения, как "Строка инициализации модема", его нужно указать в свойствах модема. Откройте диспетчер устройств Windows. Для этого можно щелкнуть правой кнопкой мыши по значку "Пуск" и выбрать соответствующую команду контекстного меню или воспользоваться поиском в Widows. В разделе "Модемы" кликните правой кнопкой мыши на модеме, подключенном по Bluetooth, и выберите пункт контекстного меню "Свойства".
В открывшемся окне свойств модема переключитесь на вкладку "Дополнительные параметры связи", в поле "Дополнительные команды инициализации" введите предоставляемую оператором строку инициализации модема и нажмите кнопку "OK".
Персональная сеть (PAN - Personal Area Network) - это компьютерная сеть, которая используется для передачи данных между устройствами, расположенными на достаточно небольшом расстоянии и зачастую принадлежащими одному пользователю. Также персональные сети могут взаимодействовать с сетями болеее высокого уровня, и в таком случае одно из устройств в сети берёт на себя роль интернет-маршрутизатора. Радиус действия таких сетей составляет от нескольких десятков сантиметров до нескольких метров.
В современном мире большинство персональных сетей являются беспроводными.
WPAN (Wireless Personal Area Network) - система беспроводной передачи данных, которая работает в ISM-диапазоне 2.4-2.5 ГГц. Выбор диапазона обусловлен тем, что этот диапазон доступен по всему миру и подходит для низкобюджетных решений. WPAN состоит из нескольких узлов, связанных беспроводным каналом, при этом один из этих узлов берёт на себя роль координатора. Координатор занимается созданием WPAN и контролирует подключение узлов к сети.
WPAN может представлять из себя следующие топологические схемы:
Современные WPAN могут быть реализованы с помощью таких технологий, как:
WPAN определена в контексте личного рабочего пространства(POS - Personal Operating Space), которое обычно распространяется в радиусе до 10 метров и окружает человека или объект, находящийся в покое или в движении. WPAN также подразумевает низкую стоимость и низкое энергопотребление. Узел WPAN имеет небольшие размеры, что позволяет встраивать его в портативные устройства, такие как мобильные телефоны и КПК.
С другой стороны, WLAN представляет из себя систему более широкого радиуса действия и имеет более высокую сложность. WLAN включает в себя центральный узел, называемый точкой доступа(AP - Access Point), который предоставляет доступ к каналу связи некоторому количеству конечных узлов. Типичный узел WLAN представляет из себя карту, устанавливаемую в персональные компьютеры и ноутбуки.
Bluetooth (от слов англ. blue — синий и tooth — зуб) - стандарт беспроводного соединения вычислительных устройств и устройств связи, который позволяет передавать данные на коротких расстояниях между стационарными и мобильными устройствами, используя короткие сверхвысокочастотные радио-волны в ISM-диапазоне от 2.4 до 2.485 ГГц.
Идея создания такого стандарта возникла в 1994 году в компании Л.М.Эриксона, а в 1998 году совместно с четырьмя другими компаниями(IBM, Intel, Nokia, Toshiba) была сформирована специальная группа, которая занималась созданием и развитием этого стандарта. Проект был назван в честь великого короля викингов по имени Гаральд Синий Зуб II, который объединил Данию и Норвегию.
Требования к технологии при разработке:
- Безопасность, сравнимая с обычным проводным соединением(поддерживать авторизацию, аутентификацию и шифрование на канальном уровне и уровне приложений).
- Стоимость производства, сопоставимая со стоимостью производства проводного соединения.
- Возможность соединения множества устройств, принадлежащих пользователю(7 одновременных соединений) и скорость передачи данных между ними, соответствующая нуждам пользователя.
- Поддержка типов данных, которые распространены среди мобильных пользователей.
- Низкое энергопотребление и компактность для возможности встраивания в небольшие портативные устройства.
Bluetooth 1.0 появился в июле 1999 года, и со временем этот стандарт обрёл широкую популярность.
Существуют две основных реализации технологии:Bluetooth Basic Rate/Enhanced Data Rate(BR/EDR), которая используется в версиях 2.0/2.1, и Bluetooth with low energy(LE), которая используется в версиях 4.0/4.1/4.2.
В чём разница?
- Bluetooth BR/EDR - устанавливает беспроводное соединение на относительно малых расстояниях, что делает его идеальным, например, для стриминга аудио.
- Bluetooth LE - позволяет устанавливать кратковременное соединение на больших расстояниях, что делает его подходящим для использования, связанного с интернетом вещей(IoT - Internet of things), которое не требует непрерывного соединения, но зависит от продолжительности работы аккумулятора.
- Dual-Mode - двухрежимные чипсеты используются, например, в смартфонах и планшетах, которым необходимо соединение как с BR/EDR-устройствами(например, наушники), так и с LE-устройствами(например, различные маячки и трекеры).
Стек протоколов Bluetooth
Bluetooth Module
Baseband - существует два основным типа соединения, которые могут быть установлены между ведущим и ведомым:
- Synchronous Connection Oriented(SCO) - предоставляет симметричное соединение между ведущим и ведомым для регулярного периодического обмена данными в виде зарезервированных слотов. Подобное соединение предназначено для ограниченных по времени типов данных (например, аудио). Ведущее устройство может поддерживать до трёх SCO-соединений с одним или разными ведомыми устройствами.
- Asynchronous Connection-Less(ACL) - предоставляет соединение один-ко-многим между ведущим устройством и всеми ведомыми устройствами в сети. Может использовать все слоты канала, не занятые SCO-соединениями. Предоставляется соединение с коммутацией пакетов, обмен данными с помощью которого происходит эпизодически. Весь трафик полностью контролируется ведущим устройством.
Код доступа используется, чтобы доставить пакет до определённого устройства, заголовок содержит всю контрольную информацию, связанную с пакетом и соединением. Пакет может быть размером в 1, 3 или 5 слотов.
Link Controller - отвечает за обнаружение устройства, установление соединение и его поддержку. В Bluetooth существуют три элемента для поддержки установления соединения: scan, page и inquiry.
Inquiry - процесс, когда устройства пытается обнаружить все другие устройства с включенным Bluetooth на некоторой площади. Устройство, которое хочет установить соединение, передаёт запрос, который побуждает получателей вернуть их адреса. Устройство, которое получает запрос, возвращает FHS-пакет, который включает, помимо всего, идентификатор этого устройства. Для возвращения FHS-пакетов используется случайный механизм отката для предотвращение коллизий.
Устройство в режиме ожидание должно "спать" большую часть времени для сохранения энергии, но время от времени оно также должно "слушать", не хотят ли другие устройства подключиться (Page scan). Необходим компромисс между энергопотреблением в режиме ожидания и временем отклика. Устройство, которое хочет подключиться, сталкивается с неопределенностью частоты и времени: оно не знает, когда устройство в режиме ожидания "проснётся" и на какой частоте. По этой причине устройство передаёт код доступа неоднократно на разных частотах: каждые 1.25 мс устройство передаёт два кода доступа и дважды "слушает" ответ. Таким образом, за 10 мс передаётся 16 запросов. Если устройство в режиме ожидания "проснулось" на одной из этих 16 частот, оно получит код доступа и начнёт процедуру установления соединения.
Link Manager - Host управляет Bluetooth с помощью команд HCI, и Link Manager существует для трансляции этих команд в операции на Baseband-уровне. Его главные функции - управление сетью(установление и разрывание соединения, смена ролей), конфигурация соединения, безопасность и QoS(Quality of Service)-функции.
Bluetooth Host
Logical Link Control and Adaptation Protocol(L2CAP) - забирает данные из более высоких уровней стека и из приложений, и посылает её на более низкие уровни стека. Передаёт пакеты либо в HCI, либо напрямую в Link Manager. Основные функции L2CAP:
- Мультиплексирование протоколов более высокого уровня, что позволяет им разделять одно ACL-соединение.
- Сегментация и повторная сборка пакетов, что позволяет передавать пакеты большего размера, чем поддерживают протоколы более низкого уровня.
- Управление качеством обслуживания для протоколов более высокого уровня.
Все приложения должны использовать L2CAP для передачи данных. Также L2CAP используется более высокими уровнями, такими как RFCOMM и SDP, и таким образом L2CAP - неотъемлемая часть любой Bluetooth-системы.
RFCOMM - простой, надёжный транспортный протокол, который эмулирует соединение pont-to-point по последовательному порту (RS-232). RFCOMM поддерживает два типа устройств:
- С эмуляцией последовательного порта. Такие устройства обычно находятся на концах соединения(например, PC или принтер).
- Промежуточные устройства с физическим последовательным портом. Такие устройства находятся в середине соединения(например, модем).
Может быть установлено до 30 каналов передачи данных, то есть RFCOMM теоретически может поддерживать 30 различных сервисов одновременно. RFCOMM основан на стандарте GSM TS 07.10 - асимметричный протокол, который используется в сотовых телефонах для мультиплексирования нескольких потоков данных в один физический провод.
Service Discovery Protocol(SDP) - предоставляет возможность SDP-клиенту получить доступ к информации об услугах, предоставляемых SDP-сервервами. SDP-сервер - это любое Bluetooth-устройство, которое предоставляет услуги другому Bluetooth-устройству. Информация об услугах хранится в базах данных. Не существует централизованной базы данных, каждый SDP-сервер имеет свою собственную. SDP база данных - набор записей, описывающих услуги, которые устройство может предложить другому устройству, и SDP предоставляет другому устройству "посмотреть" на эти записи. Для простоты поиска услуги упорядочены в иерархическую структуру в виде дерева.
Этапы установки SDP-соединения показаны на следующей схеме:
Тот факт, что Bluetooth используется в мобильных устройствах и то, какие данные могут передаваться с помощью этих устройств, делает безопасность чрезвычайно важным фактором.
На канальном уровне технология Bluetooth предоставляет возможности аутентификации, шифрования и управления задействованными ключами.
Таким образом, архитектура безопасности Bluetooth зависит от PIN для установления соединения между различными устройствами. Поскольку не практично каждый раз проходить через все стадии безопасного соединения, после первого успешного соединения PIN могут быть сохранены для автоматизации или упрощения последующих соединений.
Причина, по которой PAN классифицируются отдельно от других сетевых типов, таких как LAN , WLAN , WAN и MAN, заключается в том, что идея заключается в передаче информации между соседними устройствами, вместо того, чтобы отправлять эти же данные через LAN или WAN, прежде чем она достигнет того, что уже находится в пределах достичь.
Вы можете использовать эти сети для передачи файлов, включая электронную почту, календарные встречи, фотографии и музыку. Если передача осуществляется по беспроводной сети, это технически называется WPAN, который представляет собой беспроводную личную сеть.
Технологии, используемые для создания PAN
Личные сети могут быть беспроводными или сконструированы с помощью кабелей. USB и FireWire часто соединяют проводную PAN, в то время как WPAN обычно используют Bluetooth (и называются piconets) или иногда инфракрасные соединения.
Вот пример: клавиатура Bluetooth подключается к планшету для управления интерфейсом, способным достичь близкой умной лампочки.
Кроме того, принтер в небольшом офисе или доме, который подключается к ближайшему настольному компьютеру, ноутбуку или телефону, считается существующим в PAN. То же самое можно сказать о клавиатурах и других устройствах, использующих IrDA (Инфракрасная ассоциация данных).
Теоретически, PAN может также состоять из небольших, носимых или встроенных устройств, которые могут взаимодействовать при ближайшем контакте с другими беспроводными устройствами. Например, чип, вставленный под кожей пальца, который может хранить ваши медицинские данные, может подключаться к устройству для передачи вашей информации врачу.
Насколько велика ПАН?
Беспроводные персональные сети обычно охватывают диапазон от нескольких сантиметров до 10 метров (33 фута). Эти сети можно рассматривать как особый тип (или подмножество) локальных сетей, которые поддерживают одного человека вместо группы.
Связь ведущего-ведомого устройства может иметь место в PAN, где несколько устройств подключаются к «главному» устройству, называемому ведущим. Ведомые реле передают данные через ведущее устройство. С Bluetooth такая настройка может достигать 100 метров (330 футов).
Хотя PAN, по определению, личные, они могут по-прежнему получать доступ к Интернету при определенных условиях. Например, устройство в пределах PAN может быть подключено к локальной сети, которая имеет доступ к Интернету, которая является глобальной сетью. Чтобы каждый тип сети был меньше следующего, но все они могут быть в конечном счете тесно связаны.
Преимущества персональной сети
PAN для личного использования, поэтому преимущества могут быть более понятны, чем при разговоре о глобальных сетях, например, описывающих Интернет. Благодаря личным сетям ваши личные устройства могут соединяться для более удобного общения.
Поскольку большинство устройств, поддерживающих короткую связь, могут блокировать соединения, которые не являются предварительно авторизованными, WPAN считается защищенной сетью. Однако, как и в случае с WLAN и другими сетевыми типами, персональная сеть так же легко доступна соседним хакерам.
Читайте также: