爱智EdgerOS之深入解析安全可靠的开放协议SDDC

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。
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：

说明：
- 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。

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。
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。

Spirit 1 邀请设备加入到自己的设备组。
在加入之后，普通消息一般为 flag_type 为 45 的 UDP 报文，如下是 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：

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。

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。

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。