Tučňák má ostré modré zuby!

6. 6. 2002 | Michal Semler | Hardware | 14401×

Dnes se zaměříme na Bluetooth pod Linuxem.

Úvod

Doufám, že jsem vás názvem článku nezastrašil. Nebojte se. Naši tučnáci nekoušou. Právě naopak. Dalším oborem, kde nám tučnáčci dělají radost, je technologie Bluetooth (modrý zub). Dnes si povíme něco o tom, jak našeho tučnáčka vybavit pro cestování s notebookem. Samozřejmě se dá použít jakýkoliv počítač s USB, ale bezdrátová komunikace dostává tu správnou štávu až při využití na cestách.

Je přeci úžasné si jen tak položit v autě na klín notebook, telefon mít v kapse, nemuset řešit kabel, do kterého se v lepším případě zamotáte a v horším se na něm oběsíte, neřkuli infraport, který musíte neustále přesvědčovat, že opravdu není dobrý nápad přestat se koukat vašemu notebooku do červeného očička právě v momentě, kdy šéfovi odesíláte nejdůležitější e-mail za půl roku. O špatné konstalaci hvězd, kdy si způsobíte vypálení v lepším případě jednoho a v horším případě obou očí, ani nemluvě .

Asi se divíte, proč zrovna modrý zub. Nejprve si povíme něco o vzniku názvu této technologie, protože ten je stejně zajímavý, ne-li zajímavější, než technologie celá. Název Bluetooth vznikl dle krále Haralda, zvaném Modrozub (Bluetooth), který na přelomu 10. století sjednotil Dánsko a Norsko. Jeho velikou předností byla schopnost komunikace s lidmi. Povedlo se mu do té doby něco nevídaného. Připojil ke své říši území bez války jen na základě dohody. Nejspíš proto si společnost Ericsson, která tuto technologii světu dala, a která stojí v čele sdružení prosazující tento standard, vzpomněla na tohoto velikána téměř svých dějin (sídlo společnosti je o pár set kilometrů severovýchodně a to ve Švédsku).

Vlastnosti

Proč tato technologie vznikla? Odpověd je nasnadě už z prvního odstavce. Prostě tato technologie se snaží o tyto věci:

• eliminaci kabelů a drátů nutných pro propojení s nehybnými i mobilními zařízeními
• podporu datové i hlasové komunikace
• využívání možností Ad hoc sítí za předpokladu nejvyšší synchronizace mezi komunikujícími zařízeními

A jak takové bluetooth zařízení vypadá? Jedná se o malý čip, velikosti 9x9 milimetrů, komunikujícím v rádiovém pásmu 2.4 GHz. Technické detaily čipu Bluetooth jsou takovéto:

• Zakladatel: Ericsson
• Cena čipu: 20 dolarů
• Rozměry čipu: 9 x 9 milimetrů
• Spotřeba: stand-by 0,3 mA; při přenosu 30mA
• Provozní pásmo: 2402 až 2483.5 MHz
• Přenosová rychlost: 1 Mb/s (možnost komunikace synchronní a asynchronní)
  • asynchronní: uplink 721 kb/s, downlink 57,6 kb/s
  • synchronní: 432,6 kb/s oběma směry
  • uvedené rychlosti jsou čisté, tj. po započítání řídících a opravných protokolů
• Dosah: až 100 metrů (se zesilovacím stupněm) - bez něj 10 metrů
• Identifikace: 48-bitová adresa z IEEE 802.11 standardu
• Zabezpečení: 128bitovým kódováním
• Frequency hopping: 1600 skoků/s
• Vzdálenost kanálů: 1 MHz => 79 kanálů
• Možné stavy zařízení: master, slave
• Počet dalších najednou komunikujících zařízení přes jeden čip: 7
• Možnost tvořit pikosítě, kdy 1 zařízení ve stavu slave je připojeno ke 2 masterům
• Spolupracující firmy: Ericsson, 3Com, Casion, Intel, Toshiba, Nokia, Motorola a stovky dalších

Kolik je na světě zařízení s podporou Bluetooth? V době psaní tohoto článku bylo dostupných 622 zařízení.

A nyní se podíváme na specifikaci zařízení. Každé zařízení podporuje takzvané profily. To je seznam funkcí, které zařízení zná a skrze které komunikuje se svým okolím. Profilů je několik desítek, ale každé zařízení zná jen několik. Proto je nutné si nejprve na výše uvedené stránce zkontrolovat, zdali vaše zařízení spolu budou komunikovat. Jinak se maximálně najdou, ale poté již nebude další komunikace možná.

Já zvolil tyto 2 zařízení: Mobilní telefon Nokii 6310 a USB adapter Mitsumi typu WIF-0402C. Jak vidíte, shodují se hned v několika profilech, takže komunikace bude velice snadná. A také byla.

Instalace

První, co následovalo, bylo vložení USB adaptéru do portu a návštěva značkového servisu Nokia , kde jsem si nechal nahrát poslední verzi firmware 4.20. Poté jsem věděl, že mušky ze strany telefonu budou minimalizované a já budu moci nadávat pouze sám sobě, když něco nebude fungovat.

Současné distribuce nemají přímo v sobě moduly pro bluetooth komunikaci, proto následovalo přeložení kernelu poslední verze 2.4.19-pre10 s podporou Bluetooth:

Bluetooth subsystem support
L2CAP protocol support
SCO links support
HCI USB driver
[*] Firmware download support


Dále jsem se snažil najít v distribuci Debian potřebné ovládací utility. Ty tam bohužel také nebyly, a tak jsem navštívil stránku bluez.sf.net, kde je projekt hostovaný a stáhnul tyto soubory:

• bluefw-0.3.tar.gz
• bluez-libs-2.0-pre9.tar.gz
• bluez-sdp-0.4.tar.gz
• bluez-utils-2.0-pre9.tar.gz
• hcidump-1.2.tar.gz
• rfcommd-1.1.tar.gz

Všechny soubory jsem rozbalil a jal se překládat. Jako první je potřeba přeložit bluez-libs. Pod distribucí debian nebyla kompilace možná. Probíhá ale v pořádku pod distribucí RedHat, na které je také primárně projekt vyvíjen. Proto jsem ze stránek bluez.sf.net stáhnul deb balíček a nainstaloval. Kompilace všech ostatních aplikací již poté byla bez problému. Je samozřejmě nutné stáhnout jak knihovny, tak i jejich devel verze.

Nyní je už jen třeba vše přinutit fungovat...co vy na to? Začneme inicializací adaptéru:

modprobe hci_usb; modprobe l2cap
hciconfig hci0 up

Zapneme podporu Bluetooth na Nokii (menu 10) a necháme naším zařízením nokii nalézt:

hcitool -i hci0 inq

Dostaneme tuto odpověď:

Inquiring ...
00:02:EE:00:AB:B3 clock offset: 0x54b6 class: 0x502204

Telefon byl tedy nalezen. Zkusíme ho pingnout, zda-li funguje:

l2ping 00:02:EE:00:AB:B3
Ping: 00:02:EE:00:AB:B3 from 00:A0:96:1F:B0:0C (data size 20) ...
0 bytes from 00:02:EE:00:AB:B3 id 200 time 29.46ms
0 bytes from 00:02:EE:00:AB:B3 id 201 time 26.83ms
2 sent, 2 received, 0% loss

I zde je tedy vše v pořádku a přistoupíme k nastavování komunikace. Jako první musíme nastavit hcid, což je démon, starající se o výměnu hesel mezi oběma zařízeními a jejich spárování.

cijoml@notas:~/bluetooth$ cat /etc/bluetooth/hcid.conf
#
# HCI daemon configuration file.
#
# $Id: hcid.conf,v 1.1.1.1 2002/03/08 21:12:35 maxk Exp $
#

# HCId options
options {
# Automaticaly initialize new devices
autoinit yes;

# Security Manager mode
# none - Security manager disabled
# auto - Use local PIN for incomming connections
# user - Always ask user for a PIN

security auto;

# PIN helper
pin_helper /bin/bluepin;
}

# Default settings for HCI devices
device {
# Local device name
# %d - device id
# %h - host name
#name "BlueZ (%d)";
name "Linux";

# Local device class
class 0x100;

# Default packet type
pkt_type DH1,DM1,HV1;

# Inquiry and Page scan
iscan enable; pscan enable;

# Default link mode
# none - no specific policy
# accept - always accept incomming connections
# master - become master on incomming connections,
# deny role switch on outgoint connections
#
#lm accept,master;
lm master;

# Default link policy
# none - no specific policy
# rswitch - allow role switch
# hold - allow hold mode
# sniff - allow sniff mode
# park - allow park mode

#lp hold,sniff;
lp hold,sniff,park;

# Authentication and Encryption
#auth enable;
#encrypt enable;
}

Nyní je nutné nastavit démona, který pro nás obstarává komunikaci přes bluetooth - rfcommd. Démon bude nastaven jako slave, master bude telefon (pro snadnější nastavování).

cijoml@notas:~/bluetooth$ cat /etc/bluetooth/rfcommd.conf
options {
psm 3;
ppp /usr/sbin/pppd;
ifconfig /sbin/ifconfig;
route /sbin/route;
firewall /sbin/iptables;
}

na {
channel 1;
up {
ppp "%d call gprsbt";
}
}

Nastavíme komunikaci přes ppp protokol. Zde bych upozornil, že není třeba cokoliv měnit ve vašich souborech provider a chatscripts, jen vymažte zmínku o /dev/tty zařízení. To pro vás bude simulovat rfcommd. Vše ostatní ponechte včetně rychlosti portu 115200.

Nyní je vše nastavené a komunikace, pakliže máme funkční ppp protokol, může začít:

rfcommd -n -f /usr/local/etc/rfcommd.conf na 00:02:EE:00:AB:B3

Nokia oznámí připojené zařízení Linux, zvolíme OK, a zadáme číslo. Toto si nemusíme pamatovat, zadává se pouze jednou.

Abychom nemuseli řešit problém, že na náš desktop se nám připojuje aplikace běžící pod rootem (hcid), zadáme xhost +. Vyjede na nás okénko, kde zadáme to samé číslo a potvrdíme. Zařízení jsou spárována, což nám Nokia oznámí a začne vytáčet a následně se spojí. Je dobré na Nokii vypnout u spárovaného zařízení požadavek autorizace spojení, abychom nemuseli toto potvrzovat při každém připojení přes notebook.

Od té doby má náš tučnák opravdu ostré modré zuby .

Vás to nebolelo, ale já strávil hledáním informací téměř 15 hodin čistého času čtením specifikace a mailových konferencí. Bohužel k tomuto způsobu komunikace neexistuje žádná dokumentace . Po vyjití tohoto článku dávám na stránku projektu BlueZ tento článek uzpůsobený jako howto. To víte. Linuxová komunita si musí pomáhat.

Užijte si svého tučnáka s modrými zoubky. Je to radost. A bude ještě větší, až se i u nás začnou prodávat tiskárny nebo chladničky s podporou této technologie.

Napište nám vaše názory, jsou pro nás důležité.

CIJOML

       

Komentáře

[CIJOML]

Kdyby nekdo chtel ten Mitsumi adapter, tak jej rad prodam :) Omylem jsem si objednal po netu 2 :) Cena je 2450 Kc :)

[Jozef Vondrák]

Zajimalo by me, jestli se ten modrozub propali skrz jednu zed a asi 5 metru vzduchu. A jestli se da udelat ze dvou takovych kousku TCP sitka.

[CIJOML]

Na oboje zni odpoved ano...o tom, jak z toho udelat sit budu psat clanek pro roota, takze cekejte :)

[Viktor H.]

Jen upřesním - záleží na tom, JAKÁ je ta zeď. Obvykle to chodí, ale jestli je to železobeton, můžeš mít smůlu (v nově stavěných budovách to třeba neprojde stropem na 3 metry, "klinicky" ověřeno). No a stavět síť na Bluetooth sice je možné, ale efektivnější (rychlejší, spolehlivější a flexibilnější) je podle mě použít WiFi.

[CIJOML]

Adapter prodan. Dekuji za nabidky :)

[Pepe]

Howto jiz existuje http://bluez.sourceforge.net/howto/index.html

Pepe

[Petr Ferschmann]

Rad bych opravil nepresnost: Bezpecnost: 128 bitove kodovani

kodovani - tim se nic moc nezabezpeci.

Spravne slovo ma byt sifrovani

[Jimak]

Koho by to zajimalo, BlueZ neni jediny a ani zdaleka nejlepsi Blutooth stack pro Linux.
Kdo se koukne na stranky konkurencniho Affixu tak zjisti ze se s tim da delat jeste mnohem a mnohem vice.
Instalace je totalne bezproblemova (vyvijeno paralelne na Red Hatu a Debianu), k dostani jako jeden tar.gz (deb a prm balicky jsou taky), funguje se vsemi kernely 2.4.x, neni treba nic patchovat.
A uz se to taky cpe na desktop

[CIJOML]

Affix jsem zkusil a musim rict, ze ten kod je hrozne zpraseny. A co na to vyvojari BlueZ? S jejich nazorem se musim stotoznit.

>BTW what do u think about affix ?
>I compiled it now and it looks worser than BlueZ...only its graphical >engine looks fine...

Our lower layers are much better, have more features and about 40-30% smaller. Also their HCI core does not work on SMP. The only advantage that they currently have is kernel based RFCOMM socket implementation. We're working on RFCOMM and once it's ready I see zero reason why would people want to use Affix.

Some time ago I wrote sort of review (see list archives) where I pointed out their problems, most of the important comments are still valid. I also offered them to work together. They refused without an explanation. Which does not make any sense to me. We can easily port most of their apps, if we wanted to. Max

[Pantani]

mě se nepodařilo affix vůbec zkompilovat a to jsem zkoušel různé verze (i betaberze)

[LuděkS]

Rád bych po sedmi letech poděkoval za tento článek. Právě ho procházím bod po bodu a považuji ho za velmi užitečný. Díky

[LuděkS]

... po pěti letech samozřejmě