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从协议来讲网络层确保底层MAC层的正确操作并为应用层提供接口。而在Zigbee的网络中，网络层负责网络的架构和数据包的路由，并且按照规划的路径确保数据包可靠地从一个节点发送到另一个节点。在Zigbee中，路由工作是由协调节点和路由节点共同规划并维护路由路径来保证正常通信。 Zigbee网络由协调节点负责建立，即选择网络组成和选择网络拓扑结构。在Zigbee中通常有三种网络拓扑结构，即星状结构、树状结构和网状结构。这三种拓扑结构如图2所示。
图 Zigbee网络拓扑结构 星状拓扑是最简单的一种拓扑结构，在Zigbee中，星状拓扑包含了一个协调节点和多个终端节点。这些终端节点直接且仅和位于网络中心的协调节点相连进行通信。而两两终端节点需要进行通信时，由协调节点进行转发。 树状拓扑包含了一个协调节点和多个路由节点及终端节点。协调节点和多个路由节点及终端节点相连，即协调节点作为这些路由节点和终端节点的父节点。同时，每个路由节点还可以连接其它的路由节点或者终端节点作为其子节点。需要说明的是，终端节点只能作为子节点而不能作为父节点。在树状结构中两个节点需要进行通信时，该终端的消息会沿路径树向上传至目标通信节点共同的祖父节点再转发至目标通信节点。 网状拓扑和树状拓扑类似也包含了一个协调节点和多个路由节点及终端节点。与树状节点不同的是，路由节点间可以相互直接通信，这样就组成了网络状的拓扑结构。在传送消息时，协调节点和路由节点共同为待通信的两个节点规划最优的路径。网络拓扑带来的优点有路由更加灵活且优化。同时整体网络的鲁棒性增强，这是由于即使个别节点出现问题不能工作，还可以选择其它路径来保证通信完成。 应用层是Zigbee网络的最高层，它为Zigbee用户的需求提供服务。举例来说，一个用户需要获得室内温度和湿度数据，该用户通过Zigbee网络应用层提出请求，之后Zigbee网络应用层向下层逐层传递指令并找到相应的传感器并进行感知获得数据。获得数据后传感器通过Zigbee网络传回数据，并通过应用层应用向用户反馈回其所要求的数据。应用层是Zigbee网络和用户之间的接口，它决定了Zigbee网络所能够提供的服务种类。因此，应用层在Zigbee网络中起着重要的作用。 应用层包括了应用支持子层、应用框架和Zigbee设备对象。应用支持子层位于网络层之上，起到一个过渡层的作用。同时，该层还相当于一个过滤器，将应用框架中的不同应用需求过滤到相应的网络层节点从而进行下一步通信。同时，应用支持子层还连接着Zigbee设备对象和供应商应用。即Zigbee设备对象通过应用支持子层和不同供应商所提供的应用相连。具体来说，应用支持子层通过APS数据实体和APS管理实体完成该层的工作。APS数据实体在一个Zigbee网络中为不同的应用实体之间提供数据通信。而APS管理实体为不同的应用对象提供包括安全保护、绑定设备、维护应用对象数据库等服务。 应用框架包含了Zigbee簇库并为Zigbee的各种应用提供了运行框架。一个用户的应用框架内可以同时容纳240个应用目标，这些应用目标通过应用配置文件进行管理，同时它们会管理和控制下层的协议。应用配置文件的使用允许了不同供应商针对特定应用程序开发产品之间进一步互操作性。 Zigbee设备对象是定义于应用支持子层和应用框架之间的结合部分。它所主要工作包含了定义设备在Zigbee网络中属于何种节点，即属于协调节点、路由节点还是用户节点；Zigbee设备对象还具有发现节点和服务的功能；此外，Zigbee设备对象还负责安全加密管理，主要负责安全密钥的生成和分发。 |
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