ZigBee協(xié)議是建立在IEEE 802.15.4協(xié)議定義的物理層和MAC層基礎(chǔ)之上的，分為物理層、MAC層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。下面將分層講述ZigBee的各層功能。

              
    物理層和MAC子層
    關(guān)于物理層和MAC子層的介紹，參考2.3節(jié)。
    網(wǎng)絡(luò)層
    ZigBee協(xié)議棧的核心部分在網(wǎng)絡(luò)層。網(wǎng)絡(luò)層負(fù)RCLAMP0521P.TCT責(zé)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的建立和維護(hù)、命名和綁定服務(wù)，它們協(xié)同完成尋址、路由、傳送數(shù)據(jù)及安全這些不可或缺的任務(wù)，支持星形( Star)、網(wǎng)狀( Mesh)等多種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。為了滿足應(yīng)用層的要求，ZigBee協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)層劃分為網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)實(shí)體(NLDE)和網(wǎng)絡(luò)層簪理實(shí)體(NLME)，NLDE提供相關(guān)的SAP的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，即提供的數(shù)據(jù)服務(wù)允許在處于同一應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)中的兩個(gè)或多個(gè)設(shè)備之間傳輸應(yīng)用協(xié)議數(shù)據(jù)單元(APDU)。NLDE提供的服務(wù)有：產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)協(xié)議數(shù)據(jù)單元(NPDU)和選擇通信路由。NLME提供一個(gè)SAP管理服務(wù)以允許一個(gè)應(yīng)用來與協(xié)議棧操作進(jìn)行交互。
    網(wǎng)絡(luò)層的主要功能包括以下幾方面。
    ①確定網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的構(gòu)建和維護(hù)、命名等。
    ②負(fù)責(zé)為加入和離開網(wǎng)絡(luò)機(jī)制、應(yīng)用安全幀的機(jī)制及發(fā)現(xiàn)和保持設(shè)備之間的路徑。
    ③有自組織、自維護(hù)功能，以最大程度減少消費(fèi)者的開支和維護(hù)成本。
    網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)如圖2-18所示。
    幀控制字段長度為2字節(jié)，各子域劃分如圖2-19所示。
    其中，幀類型子域占2位，取值00表示為數(shù)據(jù)幀，01表示為命令幀；協(xié)議版本子域占4位，表示設(shè)備使用的ZigBee網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議版本；發(fā)現(xiàn)路由子域占2位，用來控制發(fā)送幀時(shí)的路由發(fā)現(xiàn)操作，00表示禁止路由發(fā)現(xiàn)，01表示使能路由發(fā)現(xiàn)，10表示強(qiáng)制路由發(fā)現(xiàn)；安全子域占l位，如果該幀需要執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)層安全操作時(shí)，安全子域置為1，如果該幀在其他層執(zhí)行安全操作或完全不使用安全操作，則安全子域置為0。
    幀頭部分的目的地址字段和源地址字段的長度都為2字節(jié)，分別包含的是目的設(shè)備或源設(shè)備的16位網(wǎng)絡(luò)地址或廣播地址OXfflo設(shè)備網(wǎng)絡(luò)地址總是與IEEE 802.15.4-2003的MAC短地址相同。
    半徑字段的長度為1字節(jié)，指定了幀傳輸?shù)姆秶�。每個(gè)接收設(shè)備都把該字段的值減1。
    序號(hào)字段的長度為1字節(jié)，設(shè)備每發(fā)送一個(gè)新的幀就把序號(hào)值加1，序號(hào)字段和源地址字段一起可以唯一確定一個(gè)幀。
    網(wǎng)絡(luò)層定義了兩種類型的幘：數(shù)據(jù)幀和命令幀，由幀類型子域來標(biāo)識(shí)。這兩種類型幀中的路由信息（目的地址、源地址、半徑、序號(hào)）需要根據(jù)具體應(yīng)用來設(shè)置。數(shù)據(jù)幀的有效載荷字段包含的是上層要求網(wǎng)絡(luò)層發(fā)送的一串字節(jié)；命令幀的有效載荷部分包含了網(wǎng)絡(luò)層命令標(biāo)識(shí)和網(wǎng)絡(luò)層命令有效載荷兩個(gè)字段。網(wǎng)絡(luò)層命令標(biāo)識(shí)字段長度為1字節(jié)，表示正在使用的網(wǎng)絡(luò)層命令名稱：Ox01表示路由請求命令；Ox02表示路由應(yīng)答命令；Ox03表示路由錯(cuò)誤命令；Ox04表示離開網(wǎng)絡(luò)命令。網(wǎng)絡(luò)層命令有效載荷部分則由當(dāng)前命令的具體內(nèi)容而定。