Автор: Олег Бройтманhttp://phd.pp.ru/ phd@phd.pp.ru Предоставлено специально для www.linuxrsp.ru
Bluetooth
Bluetooth
- это технология связи, предназначенная для беспроводного соединения
между собой различных устройств на небольшом расстоянии (10-30 метров)
с невысокой скоростью (720 Кбит/сек.), хотя уже есть устройства,
покрывающие расстояние до 100 метров (на открытом пространстве), и
разрабатываются устройства со скоростями до 2 Мбит/сек. Bluetooth
использует нелицензируемый диапазон радиочастот 2.4 ГГц.
Нелицензируемый - значит, для создания и распространения таких
устройств не требуется лицензии ведомств, заведующих связью. Bluetooth
не является альтернативой радио-ethernet (Wi-Fi), скорее, это
взаимодополняющие технологии. Wi-Fi - это именно радио-ethernet, в то
время как Bluetooth может соединять совершенно разнородные устройства,
не только компьютеры - например, сотовые телефоны, клавиатуры, мыши,
принтеры, ПДУ и телевизоры/видеомагнитофоны. Устройства Bluetooth могут
объединятся в пикосети (piconet), до 8 устройств в сети. Каждое
устройство может принадлежать нескольки сетям, до 72 устройств в сети,
называемой scatternet.
Своё необычное название протокол получил
благодаря историческому курьёзу. Король Дании Харальд, правивший с 940
по 985 года, имел прозвище "голубой зуб" из-за дефекта (вероятно,
просто порчи) зуба. В 960 году он присоединил (взял под протекцию)
королевство своей овдовевшей сестры Норвегию. Вот из-за этого
объединения протокол, объединяющий разнородные устройства, и получил
своё имя. Начало он получил в исследовательской лаборатории шведской
фирмы Ericsson. Bluetooth в Linux
Начнём издалека. Протоколом
в computer science называется стандарт, который определяет, как
происходит обмен информацией между различными поставщиками и
получателями этой самой информации. Протокол позволяет абстрагировать
процесс передачи информации как от низкоуровневых деталей реализации,
так и от содержимого передаваемой информации. Например, протокол HTTP
определяет понятия "ресурс", "запрос", "ответ", синтаксис запроса и
ответа, но не определяет, какая именно информация будет передаваться в
запросах и ответах; одна программа (робот) может сохранять результаты
запросов (ответы) в файлы или базу данных, другая (браузер) отображает
эту информацию (интерпретируя HTML, картинки и прочие типы файлов).
Протоколы
группируются в стеки. Один протокол использует другой в качестве
транспорта, несущего его высокоуровневую информацию, и таких слоёв
может быть довольно много. Например, протокол TCP использует протокол
IP в качестве транспорта, передающего его, протокола TCP, данные.
Протокол HTTP использует в качестве транспортного уровня уже TCP.
Протокол XML-RPC использует HTTP; он мог бы использовать, скажем, SMTP,
но это уже экзотика.
Реализации протоколов тоже выстраиваются в
стеки. На самом нижнем уровне доступ к конкретному устройству
осуществляет драйвер устройства. Ядро операционной системы
предоставляет пользовательским программам стандартный интерфейс к
драйверам. В свою очередь хорошо написанные программы не сами реализуют
этот доступ, а пользуются библиотеками, реализующими протоколы более
высоких уровней.
Так вот, существует 3 стека протоколов
Bluetooth для Linux, то есть 3 реализации. Основной - Bluez, был
разработан в Qualcomm. Этот стек включён в ядро Linux начиная с версии
2.4.18. Другой стек, включённый в ядро - OpenBTфирмы Axis. Оба стека
требуют программ и библиотек, которые можно скачать с указанных сайтов.
Третий стек - Affix- разработан Nokia. Он не включён в ядро Linux, для
его установки требуется скачать и установить патч ядра, плюс опять-таки
библиотеки и программы. Недостатком Affix является именно то, что он не
интегрирован в ядро. С другой стороны, он имеет такое (несколько
экзотическое) достоинство, как PyAffix - патч для модуля socket
стандартной библиотеки языка программирования Python, добавляющий
протокол Bluetooth к списку поддерживаемых протоколов. Bluez
Остановимся
на стеке Bluez; он интегрирован в ядро, считается основной реализацией
Bluetooth, имеет драйверыдля множества устройств. Включаем его в ядре,
и, пока ядро компилируется, заглядываем в любимые Интернет-магазины, и
в ближайшем находим подходящие устройства. Автор остановился на
устройствах фирмы Bluetake c чипсетом CSR. Их достоинство в том, что
драйвер hci_usb их уже поддерживает; в то время как для устройств
Broadcom надо ещё скачивать firmware (загружаемую прошивку) и
налаживать загрузку прошивки при каждом включении устройства; к такой
загрузке прошивок автор относится с недоверием - мало ли в какой версии
устройства способ загрузки прошивки будет изменён, и драйвер Linux
работать перестанет; в то время как устройства с известным интерфейсом
обычно обладают стабильностью. В телефоне Siemens S55 10-метровое
устройство Bluetooth, подходит устройство Bluetake 009X. Однако не всё
так просто. Оказалось, устройства Bluetooth раскупаются со страшной
силой, и на складе были только 100-метровые Bluetake 007X. По цене они
отличались не сильно, и если нет причин требовать именно 10-метрового
Bluetake 009X (у автора не было) - можно купить и 100-метровое.
Пригодится не только для телефона. Скажем, на дачном участке соединить
2 компьютера на соседних улицах безо всяких проводов.
После
компиляции ядра с Bluez'ом устанавливаем его, перезагружаемся, и
принимаемся компилировать библиотеки и программы. Автор решил не
ставить бинарные пакеты (на сайте Bluez есть готовые пакетыдля Debian и
RedHat), а поизучать, что у них там внутри, как они компилируются и
устанавливаются. А чтобы было проще потом всё удалить, если всё-таки
захочется поставить эти пакеты, всё устанавливаем в директорию
/usr/local/bluez. Запускаем во всех каталогах ./configure
--prefix=/usr/local/bluez, потом make и make install. Тут нас ждёт
маленькая засада. Все программы и файлы конфигурации там заточены под
установку в стандартные директории. Устанавливаются-то они куда надо,
но ссылаются друг на друга по абсолютным путям, например,
/etc/bluetooth/hcid.conf. Приходится во все нужные места ставить
симлинки на реальные файлы и каталоги.
Воткнув устройство,
загружаем его драйвер: modprobe hci_usb. Заглянем в syslog - опознал ли
драйвер устройство? Загружаем демоны: /etc/init.d/bluetooth start.
Проверяем: hciconfig -a. Есть устройство hci0, состояние UP and
RUNNING. Всё в порядке. Проверяем связь с телефоном. Включаем Bluetooth
в телефоне, прописываем ему имя покрасивее, делаем его видимым для всех
(это такая мера безопасности - устройство можно сделать невидимым, и
тогда обращаться к нему можно, только зная его адрес). Проверяем, видит
ли компьютер телефон: hcitool scan. Bluetake заморгал своей синей
лампочкой (в норме он моргает редко, а тут поскакал сигнализировать о
трафике), hcitool задумался... и нашёл одно устройство. Показал его
адрес (каждому устройству Bluetooth присвоен уникальный адрес,
наподобие адреса ethernet) и имя. Всё в порядке, увидел!
Тут над
немножко сказать про PIN-коды. Bluetooth имеет встроенные механизмы
безопасности. Имеются средства аутентификации и шифрования трафика. Для
доступа к устройству используется секретный PIN-код, который должен
быть введён во все устройства, которым разрешается связь друг с другом.
Программы стека Bluez могут спрашивать этот PIN у пользователя
интерактивно... но это не работает. Программа
/usr/local/bluez/bin/bluepin, прописанная в конфигурационном файле
/etc/bluetooth/hcid.conf, требует для своей работы Python и PyGTK2. И
Python, и PyGTK2 не проблема, но толку от них мало. Программа эта
должна вызываться из демона hcid, и при этом иметь доступ к X-серверу.
Такой доступ из демона открывать не рекомендуется, да и XWindows не
всегда запущен. Значит, придётся обойтись без интерактивности. Да и не
нужна она, такую информацию предпочтительнее держать в файлах
конфигурации. Демон hcid ожидает от этой программы ответ в формате
PIN:pin, где pin - секретный код. Теоретически это, наверное, может
быть любой код, но телефон позволяет ввести только код, целиком
состоящий из цифр, поэтому надо создать скриптик
/usr/local/bluez/bin/simplepin:
echo PIN:1234
и прописать
его в /etc/bluetooth/hcid.conf. Не все телефоны в равной мере
поддерживают эти средства безопасности. Некоторые "дырявые" телефоны
имеют проблемы bluejackingи bluesnarfing, позволяющие удалённо читать
данные с телефона без разрешения владельца, и даже заставить телефон
звонить или послать SMS. С S55проблем пока не обнаружено.
Убедившись,
что Bluez обнаружил в радиусе действия телефон, проверяем связь. l2ping
00:CP:AD:RE:SS (будем считать, что это адрес телефона из выдачи команды
hcitool scan). Телефон запросил PIN. Вводим 1234. Телефон предлагает
запомнить найденное устройство в списке известных устройств. Сохраняем
- это позволит запомнить PIN и не вводить его каждый раз при установке
соединения. Тем временем l2ping показывает, что от телефона пошли
ответы. Есть связь! Теперь можно переключить Bluetooth в телефоне в
режим невидимости - телефон перестанет показывать свой адрес в hcitool
scan, и к нему не смогут присоединиться те, кто не знает его адреса. Но
мы-то теперь адрес телефона знаем, и можем легко устанавливать с ним
связь, даже когда он "невидим". Hotplug
Hotplug - это
механизм "горячего" подключения, то есть включения и выключения
устройств без выключения и перезагрузки компьютера. Не всякая шина
позволяет осуществлять "горячее" подключение, скажем, IDE и RS-232 не
позволяют вовсе (во всяком случае, не рекомендуется). Шины PCI - только
некоторые реализации, и только некоторые устройства. А вот шины USB и
SerialATA и все устройства позволяют подключаться "на лету". Когда
пользуешься устройствами USB редко, нужды в настройке hotplug нет. Раз
в полгода вставишь flash-карту, так драйвер можно и руками загрузить. А
вот устройство, которое собираешься использовать довольно часто, лучше
бы автоматизировать - пусть при включении/отключении Linux сам
загружает и выгружает драйверы и демоны. Держать его постоянно
включённым не хочется - неизвестно, что там излучает 100-метровый
передатчик. Ставим пакет hotplug, подключаем устройство, смотрим в
syslog. Hotplug устройство не опознал. Вынимаем устройство, загружаем
драйвер Bluez - modprobe hci_usb, вставляем устройство. Hotplug опознал
его как устройство bluetooth, пишет, что не нашёл программы
/etc/hotplug/bluetooth.agent. Ага, ясно, значит драйвер hci_usb надо
добавить в /etc/modules, чтобы он загружался автоматически при старте
системы, и опознавал устройство. А man hotplug рассказал, что agent -
это программа, которой в переменной окружения ACTION передаётся команда
add или remove, а всё остальное - на усмотрение программы. Быстрая
проверка показывает, что это не совсем правда - команды не add и
remove, а register и unregister. Дальше всё просто - в файл
/etc/hotplug/bluetooth.agent пишется скрипт:
if [ "$ACTION" =
register ]; then exec /etc/init.d/bluetooth start elif [ "$ACTION" =
unregister ]; then exec /etc/init.d/bluetooth stopfi
Главная 
