LoRaWAN介绍16 Server分类

“软件构建的核心就是管理复杂度”–SteveMcConnell《代码大全》

 

在《LoRaWAN介绍2 架构》中提到：LoRaWAN的重点和难点–LoRaWAN Server！http://blog.csdn.net/jiangjunjie_2005/article/details/54134636

“分而治之”是人们降低复杂度的有效方法，LoRaWAN Server很娴熟地运用了该技巧，它将Server分成4种角色。

1 服务器框架

阅读《InterconnectingSmart Objects with IP》会发现，该书籍的作者极力推荐使用IPv6将智能设备互联，构建一个物联网。

目前，更可行的物联网方案是：将智能设备连接到Internet。这样，基于已有的互联网，无论是经济上，还是技术上，都性价比更高。另外，大部分智能设备的计算能力和电能都不适合IPv6的协议栈运行。

看到下面LoRaWAN的架构，它是基于Internet建设物联网，Gateway是IP设备（运行IP协议栈），而End Node运行的是LoRaMac-node（没有运行IP协议栈）。

LoRaWAN Server共有4种角色，包括：NS（Network Server，网络服务器）、AS（Application Server，应用服务器）、NC（Network Controller，网络控制服务器）和CS(Customer Server，客户服务器)。

2 各角色功能

4种Server的功能如下表所示。

Server	功能	下游设备	上游设备
NS	连接网关，收发RF数据包	Gateway	AS和NC
AS	加密和解密应用数据	NS	CS
NC	控制网关和终端的RF参数	NS	Console
CS	存储终端上传和用户下发数据	AS	/

 

2.1 NS（Network Server，网络服务器）

1个NS可以连接1个或多个Gateway，它们之间的接口协议为JSON / GWMP / UDP / IP。同样，NS可以连接1个或多个AS和NC，它们之间的接口协议为JSON / TCP / IP。

NS负责RF数据包的完整性校验：

上行：End NodeàGatewayàNS，它将检验RF数据包的MIC是否正确；

下行：NSàGatewayàEnd Node，它将给RF数据包计算并封装MIC。

为此，NS需要记录每一个End Node的如下信息：

属性	位宽	功能
DevEUI	64	该End Node全局唯一标识码
AppEUI	64	该End Node分配的应用标识码
DevAddr	32	该End Node的网络地址
NwkSKey	128	检验该End Node上行和下行RF数据包的完整性
SeqSend	16	该End Node下一个上行RF数据包的序列号
SeqRecv	16	该End Node下一个下行RF数据包的序列号

2.2 AS（Application Server，应用服务器）

1个AS可以连接1个或多个NS和CS，它们之间的协议为JSON / TCP / IP。

AS负责RF数据包的应用数据加密和解密：

上行：End NodeàGatewayàNSàAS，它将解密应用数据并提交给CS；

下行：ASàNSàGatewayàEnd Node，它将CS转交的应用数据加密。

为此，NS需要记录每一个End Node的如下信息：

属性	位宽	功能
DevEUI	64	该End Node全局唯一标识码
AppEUI	64	该End Node分配的应用标识码
AppSKey	128	解密该End Node的上行数据；加密下行数据给该End Node

 

2.3 NC（Network Controller，网络控制服务器）

1个NC可以连接1个或多个NS，它们之间的协议为JSON / TCP / IP。

NC负责控制RF参数，目前，End Node的通信速率（ADR）由它控制。（后续扩展可能包括：End Node的发射功率、移动Node的漫游和选择最佳Gateway通信等）。

2.4 CS(Customer Server，客户服务器)

1个CS可以连接1个或多个AS，它们之间的协议为JSON / TCP / IP。

CS是用户自定义的服务器，除了接口协议外，它具备高度的灵活性：灵活的数据存储（如：使用关系性数据库或简单文件），灵活的数据加工（如：基于数据挖掘或简单显示）。

3 通信接口

4种服务器角色和Gateway，以及Command console的层次关系如下图所示。

它们之间的通信协议规律如下：

NS和Gateways通过JSON / GWMP / UDP / IP；

Command console和4种服务器通过JSON / UDP / IP；

4种服务器之间通过JSON / TCP / IP。