一、mavlink消息定义
Mavlink传输时的基本单位是消息帧。协议设计的目标是传输速度和安全性。它允许消息内容检查、消息丢失检测 ；每个数据包需要6 字节报头。每次发完一个消息，SEQ的内容会加1，加到255后会从0重新开始。这个序号用于mavlink消息帧接收端计算消息丢失比例用的，在地面站处理中相当于是信号强度。
STX：起始标志位，在v1.0版本中用“FE”表示。用于消息帧接收端进行消息解码。
LEN：代表PAYLOAD的字节长度，取值0~255，用于消息帧接收端验证有效载荷长度是否正确。
SEQ：表示本次消息帧的序号，每发完一次消息，该字节内容会加1，加到255后会从0开始。用于Mavlink消息帧接收端计算消息丢失比，相当于信号强度。
SYS：代表发送本条消息帧的设备的系统编号，用于接收端识别消息来自哪个设备。
COMP：代表发送本条消息帧的设备的单元编号，用于接收端识别消息来自设备的哪个单元。
MSG：表示有效载荷中消息包的编号，与SEQ不同，接收端要根据该字节确定有效载荷里的消息包类型，然后选择对应的方式处理消息包。
PAYLOAD：有效载荷，即要传送的数据，范围0~255字节。
CKA，CKB：这两个字节是16位校验位，CKB是高8位，CKA是低8位，统称校验和。校验码由CRC16算法得到，算法将整个消息（从LEN到PAYLOAD结束，还要额外加上MAVLINK_CRC_EXTRA对应的1个字节）进行CRC16计算，得出一个16位的校验码。每种PAYLOAD都会对应一个MAVLINK_CRC_EXTRA，这是由生成Mavlink代码的xml文件生成的。加入校验是为了应对以下情况：当飞行器和地面站使用不同版本的Mavlink协议时，双方计算的校验码不同。
Mavlink1.0 升级到 Mavlink2.0，有如下几个变化：
（1）INC FLAGS（Incompatibility flags）：此标志位会影响报文的结构，该标志指示数据包是否包含一些特殊功能。例如标志等于0x01表示该数据包已签名，并且在数据包的末尾附加了签名；
（2）CMP FLAGS（compatibility flags）：不影响报文的结构，即使无法解释标志，也不会阻止解析器处理消息；
（3）Message ID (MSGID)：相较于V1.0版本的8位变为24位，它允许在Mavlink 2.0中使用更多类型的消息，最多可以达到16777215种类型；
（4）可选用的SIGNATURE：最后，Mavlink 2.0使用可选的13字节签名字段来确保链接被篡改。此功能显着改善了Mavlink 1.0的安全性，因为它允许对消息进行身份验证并验证消息源自受信任的源。如果INC FLAGS设置为0x01，则会附加消息的签名；
（5）STX：1.0版本中为0XFE，2.0版本中为0XFD。
对应wireshark解析报文如下：
Mavlink协议优点：
（1）Mavlink基于LGPL开源协议而来，作为商业公司可以免费使用，相对于GPL要求使用开发的商业软件也必须开源，LGPL并无此要求，所以作为商业公司可以放心使用；
（2）支持不同的传输层和传输媒介，可以通过WiFi、以太网、遥测低频通道，即433MHz、868MHz或915MHz等物理层承载应用协议。下表列出了一些常用的遥测设备。
（3）可靠性较高
Mavlink设定了心跳包机制，可用于检测无人设备与地面站之间连通性的检测。
尽管Mavlink通信协议很强大，而且使用最广泛，但它缺乏安全机制，使其容易受到一些攻击，如拒绝服务攻击（DDoS）、窃听和中间人攻击。因为Mavlink协议没有对通信中的信息进行加密，这使得Mavlink很容易成为安全攻击的目标，损害了无人机的飞行安全。以下就Mavlink协议面临的威胁做出详细分析。
二、mavlink-router中的sender.py脚本解析
#!/usr/bin/python3command:workbench.trust.manage
from threading import Thread
from time import sleep
import sys
import time
from pymavlink import mavutil
TARGET_COMP_ID = 1
if len(sys.argv) != 4:
print("Usage: %s <ip:udp_port> <system-id> <target-system-id>" % (sys.argv[0]))
print("Send mavlink custom message, using given <system-id> and <target-system-id>, to specified interface")
sys.exit()
mav = mavutil.mavlink_connection('udpout:' + sys.argv[1], source_system=int(sys.argv[2]))
def send_custom_message(mav, message_text):
# Create and send a custom STATUSTEXT message
mav.mav.statustext_send(
severity=1, # Information severity level
text=message_text.encode('utf-8') # Message text, encoded to bytes
)
def message_loop():
i = 0
while True:
message_text = f"Custom message {i}"
send_custom_message(mav, message_text)
print("Custom message sent:", message_text)
i += 1
sleep(1)
msg_thread = Thread(target=message_loop)
msg_thread.daemon = True
msg_thread.start()
while True:
msg = mav.recv_match(blocking=True)
print("Message from %d: %s" % (msg.get_srcSystem(), msg))
执行命令：python3 sender1.py 127.0.0.1:3000 100 0
这个脚本和命令参数
100 0直接相关，因为脚本中的system-id和target-system-id参数就是从命令行中传入的。在这个脚本中，sys.argv[2]和sys.argv[3]分别代表system-id和target-system-id。具体分析如下：命令参数解释
127.0.0.1:3000：目标IP地址和端口（本地回环地址和端口3000）。100：system-id，表示发送消息的系统ID。0：target-system-id，表示目标系统ID。脚本解析
- 第11行：检查命令行参数数量是否为4（脚本名、IP和端口、
system-id和target-system-id）。- 第12行：如果参数数量不正确，打印用法说明并退出。
- 第16行：使用
mavutil.mavlink_connection创建一个MAVLink连接，其中sys.argv[1]是127.0.0.1:3000，sys.argv[2]是100。- 第18-23行：定义
send_custom_message函数，用于发送自定义的STATUSTEXT消息。- 第25-32行：定义
message_loop函数，在一个循环中每秒发送一次自定义消息。- 第34-36行：启动一个新的线程运行
message_loop函数。- 第38-40行：在主线程中接收并打印来自MAVLink的消息。