Ble Mesh技术（十）之Heartbeat

心跳消息也是上层传输层定义的控制消息之一。用于监控节点是否处于网络中，节点之间的距离。

1. Heartbeat PDU

Field	Size(bits)	Notes
RFU	1	Reserved for Future Use
InitTTL	7	该消息的初始TTL值 取值范围：0x00-0x7F
Features	16	该节点正在使用的feature

Features参数域bit位如下：

Field	Notes
Relay	0：未使用中继特性 1：使用中继特性
Proxy	0：未使用代理特性 1：使用代理特性
Friend	0：未使用Friend特性 1：使用Friend特性
Low Power	0：未使用低功耗特性 1：使用低功耗特性

2. 心跳消息交互

周期向四周发送心跳消息，每个节点发送的次数由配置客户端配置，可以是固定次数，也可以是无限次。
节点接收到同一地址的心跳消息的次数和收到消息的最大最小跳数（hops）来决定两个节点之间的链路质量。
跳数计算如下：
$$hops=InitTTL-RxTTL+1$$
其中$InitTTL$为发送心跳端的初始TTL值，在心跳数据包里面的InitTTL字段，$RxTTL$为接收到的消息的当前TTL值。
通过hops可以得到两点之间的最优TTL值。
心跳消息的配置通过配置客户端配置，通过Configuration Model中的Heartbeat Publication state来配置心跳消息的发布周期和次数。通过Heartbeat Subscription state来配置心跳消息接收的时长和次数。

2.1. Heartbeat Publication state

配置客户端发送Config Heartbeat Publication Get/Set消息来获取/设置节点的心跳发布状态，节点收到后响应Config Heartbeat Publication Status。不同的消息类型通过Opcode进行区分。
配置客户端发送的Get消息的Opcode为0x8038，参数域为空。
配置客户端发送的Set消息的Opcode为0x8039，参数域如下：

Parameters	Size(octets)	Notes
Destination	2	心跳消息的目的地址，即向哪个组发心跳，若该地址设置为unsigned address，则心跳消息不会发送，相当于取消心跳程序。
CountLog	1	心跳消息的数量，每发送一次心跳，Count值减1，为0时则停止发送。 CountLog和Count的对应值如下： 0x00：不会周期发送心跳消息 0x01-0x11：$Count=2^{(CountLog-1)}$ 0x12-0xFE：无效值 0xFF：无限制发送
PeriodLog	1	两次连续心跳消息的间隔时间。 PeriodLog和Period的对应值如下： 0x00：不会周期发送心跳消息 0x01-0x11：$Period=2^{(PeriodLog-1)}$ 0x12-0xFF：无效值
TTL	1	发送心跳使用的TTL值，即心跳消息的InitTTL段
Features	2	哪些特性被被改变时需要触发心跳信息程序 tu bit位设置为1：表示该特性被改表需要触发心跳程序
NetKeyIndex	2	NetKeyIndex，由NetKey生成，由配置客户端统一管理

被配置端响应的Status消息的Opcode为0x06，参数域如下：

Parameters	Size(octets)	Notes
Status	1	请求消息的状态码，表示操作成功与否。
Destination	2	心跳消息的目的地址，即向哪个组发心跳，若该地址设置为unsigned address，则心跳消息不会发送，相当于取消心跳程序。
CountLog	1	心跳消息的数量，每发送一次心跳，Count值减1，为0时则停止发送。
PeriodLog	1	两次连续心跳消息的间隔时间。
TTL	1	发送心跳使用的TTL值，即心跳消息的InitTTL段
Features	2	哪些特性被被改变时需要触发心跳信息程序
NetKeyIndex	2	NetKeyIndex，由NetKey生成，由配置客户端统一管理

可以知道响应的状态只比设置消息多了一个字节表示状态，但是多这一个字节，导致参数域为10字节，而access消息包含Opcode若超过11字节就要分段，所以为了避免分段，Status响应消息的Opcode为1字节，这就是为什么心跳发布的Get/Set消息的Opcode是2个字节，而响应的Status消息是1个字节的原因。
Set设置的参数域中的Features，表示如果那个feature被改变了，我要开始向四周广播心跳。这里为心跳程序开始的起点。若Features域的Relay bit域从0设置为1，此时心跳会被触发，向四周广播当前节点的心跳。心跳消息中的Features域表示当前节点的feature，设置中的Features域表示节点心跳的触发点。

2.2. Heartbeat Subscription state

配置客户端发送Config Heartbeat Subscription Get/Set消息来获取/设置节点的心跳订阅状态，节点收到后响应Config Heartbeat Subscription Status。不同的消息类型通过Opcode进行区分。
配置客户端发送的Get消息的Opcode为0x803A，参数域为空。
配置客户端发送的Set消息的Opcode为0x803B，参数域如下：

Parameters	Size(octets)	Notes
Source	2	设置当前要监听的心跳消息的源地址，只能为unsigned address或者单播地址
Destination	2	设置监听源心跳消息的目的地址，只有源地址和目的地址都匹配的心跳消息才能被接收，只能为unsigned address或者节点的首元素地址或者group address。
PeriodLog	1	$Period=2^{(PeriodLog-1)}$。设置当前的心跳接收的窗口，Period随时间减少，当为0时，停止心跳接收。

心跳的发布订阅地址和正常消息的发布订阅不是同一套系统，心跳消息都靠配置客户端设置的心跳Pub/Sub来进行收发和过滤。这样就能使设置了黑白名单的被代理节点也能收到心跳消息？？P149
被配置端响应的Status消息的Opcode为0x803C，参数域如下：

Parameters	Size(octets)	Notes
Status	1	请求消息的状态码，表示操作成功与否。
Source	2	设置当前要监听的心跳消息的源地址。
Destination	2	设置监听源心跳消息的目的地址。
PeriodLog	1	监听心跳消息的窗口剩余时间。
CountLog	1	接收心跳消息的次数区间。$count=[2^{(CountLog-1)},2^{CountLog})$
MinHops	1	接收心跳消息的最小跳数。取值范围为：0x01-0x7F
MaxHops	1	接收心跳消息的最大跳数。取值范围为：0x01-0x7F