基于nRF52840 Dongle配合Wireshark对Mesh网络抓包并解析（Nordic）

准备

1）nRF52840 Dongle
2）Mesh节点
3）手机作为配网器（苹果手机安装nRF Mesh APP）

说明

1）节点使用的例程目录：nrf5sdkformeshv500src\examples\light_switch\client
2）抓包使用的软件：Wireshark
3）抓包方法：使用Nordic的nRF52840 Dongle配合Wireshark对蓝牙设备抓包（BLE）

配置

先打开Wireshark，这时候能收到节点的未配网设备信标，在Device一栏选择自己的节点，避免抓到无效的数据。

在Debug模式下可以通过MCU寄存器看到设备地址，对应例程advertiser.c中的advertiser_address_default_get()函数：

然后通过set_gap_addr_type()函数修改之后就是实际的设备地址。

nRF Mesh APP的Settings中先使用Forget Network复位Mesh网络，然后在Applications Keys中生成自己需要数量的Appkey。

配置手机（既是节点，也是配网器）主元素的通用开关服务器模型订阅和发布地址如下：

通过手机（配网器）配置使未配网设备成为Mesh节点，配置其第二个元素通用开关客户端模型订阅和发布地址如下：

配置完成后如下：

另外说一下，只要不使用Forget Network复位Mesh网络，那么新配置的节点单播地址自动往上增加。这个时候通过按下按键发送Mesh消息，可以在Wireshark中抓到包：

可以看到网络层PDU因为经过加密和混淆处理，是看不到具体的数据的。
网络层PDU字段定义：

网络层PDU格式：

所以在抓到的包里面可以看到网络层PDU由IVI，NID，Obfuscated，Encrypted data和NetMIC组成。

过滤

通过Wireshark抓到的包比较多，输入(pbadv)||(provisioning)||(btmesh)||(beacon)可以对数据进行过滤。

解密

在抓到的Mesh包右键→协议首选项→Bluetooth Mesh→Mesh Keys，然后输入当前使用的NetKey和AppKey。


NetKey和AppKey可以通过App的Settings中获取：

同样也可以输入设备密钥DevKey，SRC Address输入的是设备的单播地址。

DevKey和SRC Address可以通过App的Network中选择对应节点获取：

分析

经过上面的处理，就可以对Mesh消息进行分析。

以上面这条消息为例，可以看到消息的序列号是20，源地址是4，目的地址是1，节点的单播地址是0x0003，所以它第二个元素的单播地址就是0x0004，手机（配网器）的单播地址是0x0001，所以其主元素的单播地址就是0x0001，这样就知道这条Mesh消息的流向。

访问层的操作码是0x8202，参数是0009010a。其中操作码为Generic OnOff Set，这个是SIG官方定义的：

通用开关模型的字段定义：

那么这条消息的意思就是开关状态设置为关，事务ID为0x09，渐变时间是0x01，延迟是0x0a。

TID：可以在应用层判断消息是否重复，每传输一次消息，TID的值就会增加1。在例程中的按键事件处理函数button_event_handler()中可以看到：

至于Transition Time和Delay参数，如果Transition Time参数存在，那么Delay参数也应该存在，如果Transition Time参数不存在，那么Delay参数也不应该存在。
渐变时间表示一个设备从一个状态转换为另一个状态的时间，长度1字节，低6位表示渐变时间的具体数值，高2位表示渐变时间的步长，字段定义如下：


其中渐变时间的具体数值，取值范围0x00至0x3E，定义如下：

渐变时间的步长定义如下：

根据抓到的包中值0x01，则步长为100ms，数值为0x01，结果为100ms；而延迟时间默认的步长是5ms，抓到的包中值0x0a，那么延迟时间就是50ms，和例程中定义的一致。

由于二进制状态不支持渐变，当转换为0x01 (On)时，转换开始时立即改变Generic OnOff状态，当转换为0x00 (Off)时，渐变时间结束时改变状态。我的理解就是可以通过渐变时间来控制灯延时熄灭，当关灯时，灯状态改变的时间比开灯时状态改变的时间多出来一个渐变时间。
当转换为0x01 (On)时：

当转换为0x00 (Off)时：