LoRaWAN Server 端架构##
LoRaWAN 的server包括 NS(Network server)、AS(application server)、CS(Custom server)....
其中NS和AS是比不可少的，是完成LoRaWAN协议的重要组成部分
NS 职责
NS是直接与GW通信的服务器，也是AS和GW之间的桥梁
我所知道的工作有如下几点：
- 验证数据的合法性(校验MIC)
- 从GW的信息中提取数据，整理成NS 的JSON数据包
- 将校验合法的数据打包成新的JSON包上传至AS
- OTAA入网时向AS发送请求入网消息，然后再将入网信息告诉AS，当获取AS传来的入网的信息，告诉GW
- GW 和 AS之间的数据通道
有几点需要注意的是NS端的数据不进行AES解密工作。
AS 职责
AS是server端的数据处理中心
它的工作有如下几点:
- 上行数据的解密
- 下行数据的加密
- OTAA入网请求的处理(同意入网/生成APPSKEY/NWKSKEY)
CS 职责
CS负责将AS给的数据处理成用户自定义的数据协议格式，也就是说，CS端必须是用户来完成的，因为上面运行的是用户的协议。这里也就不再多说了。
抓包分析
以下是我在本地服务器端通过抓到得来的数据，我们通过分析数据包来理解数据的走向已及现有的server端处理流程。抓包使用的是tcpdump。
1.NS->AS数据
这是一帧从NS->AS的数据，使用的是TCP方式，AS的数据端口为4000。从data部分我们可以看出来，这是一个未解密的数据。
15:30:53.662471 IP localhost.60795 > localhost.4000: Flags [P.], seq 13:328, ack 14,
win 442, options [nop,nop,TS val 414153 ecr 414145], length 315
0x0000: 4500 016f aee3 4000 4006 8ca3 7f00 0001
0x0010: 7f00 0001 ed7b 0fa0 5505 b988 2261 4f1b
0x0020: 8018 01ba ff63 0000 0101 080a 0006 51c9
0x0030: 0006 51c1 7b22 6170 7022 3a7b 226d 6f74
0x0040: 6565 7569 223a 2234 6137 3730 3032 3031
0x0050: 3631 3031 3622 2c22 6469 7222 3a22 7570
0x0060: 222c 2273 6571 6e6f 223a 3532 332c 2275
0x0070: 7365 7264 6174 6122 3a7b 2270 6f72 7422
0x0080: 3a32 2c22 7061 796c 6f61 6422 3a22 5645
0x0090: 7666 6f56 2b72 6631 5838 4177 316e 6c52
0x00a0: 7077 227d 2c22 6d6f 7465 7478 223a 7b22
0x00b0: 6672 6571 223a 3437 312e 352c 2264 6174
0x00c0: 7222 3a22 5346 3132 4257 3132 3522 2c22
0x00d0: 636f 6472 223a 2234 2f35 222c 2261 6472
0x00e0: 223a 6661 6c73 657d 2c22 6777 7278 223a
0x00f0: 5b7b 2265 7569 223a 2266 6666 6562 3832
0x0100: 3765 6266 3231 6130 3722 2c22 7469 6d65
0x0110: 223a 2232 3031 362d 3131 2d32 3454 3135
0x0120: 3a33 303a 3533 5a22 2c22 7469 6d65 6672
0x0130: 6f6d 6761 7465 7761 7922 3a66 616c 7365
0x0140: 2c22 6368 616e 223a 342c 2272 6663 6822
0x0150: 3a30 2c22 7273 7369 223a 2d37 392c 226c
0x0160: 736e 7222 3a2d 3136 2e35 7d5d 7d7d 00
提取其中的数据部分为：
{
"app": {
"moteeui": "4a770020161016",
"dir": "up",
"seqno": 523,
"userdata": {
"port": 2,
"payload": "VEvfoV+rf1X8Aw1nlRpw"
},
"motetx": {
"freq": 471.5,
"datr": "SF12BW125",
"codr": "4/5",
"adr": false
},
"gwrx": [
{
"eui": "fffeb827ebf21a07",
"time": "2016-11-24T15:30:53Z",
"timefromgateway": false,
"chan": 4,
"rfch": 0,
"rssi": -79,
"lsnr": -16.5
}
]
}
}
再把app.userdata.payload 做base64解码之后，得到的payload内容是这个:
app.userdata.payload base64 decoded:
x54 x4b xdf xa1 x5f xab x7f x55
xfc x03 x0d x67 x95 x1a x70
此时看到的payload因为是加密的，所以完全看不出来数据内容是什么。
不过在这里，我们可以看到，NS已经将GW上传的数据做了一定的解析，封装成了另外一种JSON格式，由此，我们不难得出，NS做的工作包括--base64解码/MIC校验/GW数据包的重新组包
2.AS->CS数据
这是一帧从AS->CS的数据，使用的是TCP方式，CS的数据端口为5000。从data部分我们可以看出来，这是一个已经解密完成的数据了。
15:30:53.663219 IP localhost.36774 > localhost.5000: Flags [P.], seq 13:328, ack 13,
win 342, options [nop,nop,TS val 414153 ecr 414140], length 315
0x0000: 4500 016f 928b 4000 4006 a8fb 7f00 0001
0x0010: 7f00 0001 8fa6 1388 2a2a 93a0 9d70 4aae
0x0020: 8018 0156 ff63 0000 0101 080a 0006 51c9
0x0030: 0006 51bc 7b22 6170 7022 3a7b 226d 6f74
0x0040: 6565 7569 223a 2234 6137 3730 3032 3031
0x0050: 3631 3031 3622 2c22 6469 7222 3a22 7570
0x0060: 222c 2273 6571 6e6f 223a 3532 332c 2275
0x0070: 7365 7264 6174 6122 3a7b 2270 6f72 7422
0x0080: 3a32 2c22 7061 796c 6f61 6422 3a22 4151
0x0090: 4944 4241 5547 4277 674a 4367 734d 4451
0x00a0: 3450 227d 2c22 6d6f 7465 7478 223a 7b22
0x00b0: 6672 6571 223a 3437 312e 352c 2264 6174
0x00c0: 7222 3a22 5346 3132 4257 3132 3522 2c22
0x00d0: 636f 6472 223a 2234 2f35 222c 2261 6472
0x00e0: 223a 6661 6c73 657d 2c22 6777 7278 223a
0x00f0: 5b7b 2265 7569 223a 2266 6666 6562 3832
0x0100: 3765 6266 3231 6130 3722 2c22 7469 6d65
0x0110: 223a 2232 3031 362d 3131 2d32 3454 3135
0x0120: 3a33 303a 3533 5a22 2c22 7469 6d65 6672
0x0130: 6f6d 6761 7465 7761 7922 3a66 616c 7365
0x0140: 2c22 6368 616e 223a 342c 2272 6663 6822
0x0150: 3a30 2c22 7273 7369 223a 2d37 392c 226c
0x0160: 736e 7222 3a2d 3136 2e35 7d5d 7d7d 00
提取其中的数据部分为：
{
"app": {
"moteeui": "4a770020161016",
"dir": "up",
"seqno": 523,
"userdata": {
"port": 2,
"payload": "AQIDBAUGBwgJCgsMDQ4P"
},
"motetx": {
"freq": 471.5,
"datr": "SF12BW125",
"codr": "4/5",
"adr": false
},
"gwrx": [
{
"eui": "fffeb827ebf21a07",
"time": "2016-11-24T15:30:53Z",
"timefromgateway": false,
"chan": 4,
"rfch": 0,
"rssi": -79,
"lsnr": -16.5
}
]
}
}
再把app.userdata.payload 做base64解码之后，得到的payload内容是这个:
x01 x02 x03 x04 x05 x06 x07 x08
x09 x0a x0b x0c x0d x0e x0f
而此时，数据已经完全解密了，可以看到数据就是在AS解密的，解密完再发送给CS，CS再做进一步用户协议的处理。
在这里，我们可以看到，AS已经将NS传输过来的JSON包的payload部分做了解密，然后再传给了CS。所以解密工作是在AS完成的。