蓝牙(七)L2CAP层协议解析
作者:互联网
1、L2CAP概述
L2CAP-全称是逻辑链路控制与适配层,为两个通信的蓝牙设备提供一个端到端的通道。
L2CAP主要功能:
1.协议信道复用(protocol/channel multiplexing)
2.分段与重组(segmentation and reassembly SAR)
3.每个信道流控(per-channel flow control)
4.差错控制(error control)
2、L2CAP逻辑信道
2.1、逻辑信道
L2CAP逻辑信道分配情况如下:
CID即channelID,
0x0001信道作为发送信令的信道,如发送Conn_req;
0x0002被作为无连接(两个设备间未建立ACL通路)的信道使用;
0x0040-0xFFFF是动态分配的,如在SDP服务发现时候就需要动态分配一个CID,和对端的CID连接后进行通信。
在BLE设备中0x0005作为BLE设备的信令通道;如果设备支持BLE功能,0x0005作为其信令通道,则0x0004和0x0006也会被强制分配给BLE,分别作为ATT和SecurityManager信道。
其中的0x0004-0x0005被分配给BLE(低功耗蓝牙):
2.2、信道模式
逻辑信道分为5中模式,最后一种是LE设备特有的:
Basic L2CAP Mode是默认模式,在未选择其他模式的情况下,就是用此模式。
Flow Control Mode模式下,不会进行重传,但是丢失的数据能够被检测到,并报告丢失。
Retransmission Mode确保数据包都成功的传输给对端设备。使用go-back-n(见附录)策略简化协议并限制缓冲区。
Streaming Mode是为了真实的等时传输,数据包被编号但是不需要ACK确认。设定一个超时定时器,一旦定时器超时就将超时的数据干掉。
LE Credit Based Flow Control Mode模式是唯一被用于LE设备的信道模式。
3、帧类型及结构
面向连接的信道包括除了0x0002的固定信道、两个信令信道(0x0001与0x0005)和动态分配的信道。面向无连接的信道有0x0002。
- B帧
用于基础L2CAP模式下的面向连接信道。其中的Length为Information payload的长度,不包括包头长度。Information payload的长度范围是0~65535.
ChannelID为接收方的CID。
- G帧
用于基础L2CAP模式下面向无连接的信道。G帧用于固定的无连接信道0x0002。
Length为PSM+Information payload长度之和。
PSM(Protocol/Service Multiplexer)协议服务复用,例如:SDP,RFCOMM等。
- I/S帧
用于重传、流控或者流模式下面向无连接的信道。
I帧(Information frame)被用于L2CAP实体之间的信息传递;
S帧被用于I帧的确认和请求重传。
Length为除了Basic L2CAP header外的数据长度。
需要指出的是:只有在服务数据包SDU需要分段,并且是第一个L2CAP包的时候才需要L2CAP SDU Length段。
Control字段与L2CAP模式有关
a、标准Control字段用于重传模式和流控模式下
ReqSeq字段:被接收方用于应答I帧,当发送失败的时候发起重传的帧序列号。
TxSeq字段:发送I帧的序列号,用于分段与重组。
SAR字段:分段与重组,用于表示SDU包的开始结尾,占用2bit。
R字段用于实现流控,默认R=0。
R=0:可以重传,使能重传定时器,关闭监视定时器。
R=1:不可重传,使能监视定时器,关闭重传定时器,从而实现流控。
S字段表示S帧的类型,例如01代表之前发送的I帧被拒绝。
b、增强Control字段用于增强重传模式和流模式下
P字段:P=1请求一个接收方的回复
F字段:回复一个P=1的请求帧。
c、扩展Control字段用于扩展重传模式和流模式下
- LE帧
Channel ID为接收方的CID。
- C帧
控制帧(Control frame)在信令信道(传统蓝牙0x0001,BLE是0x0005)上传输。
在信令信道0x0001上可以多个控制命令同时包含于一个C帧中,但是0x0005信道上一个C帧只能够包含一个控制命令。
控制命令的数据格式如下
Code表示控制命令的固定编号,例如连接请求为0x02;
Identifier为请求方设置此标志,回应方回复请求帧的时候需要和请求帧的Identifier一致。
Length表示data的长度。
Data依据不同的命令而定的。
4、各种命令
各种命令的格式如上所述的C帧,具体的命令及简述如下:
配置参数
5、连接过程
6、L2CAP状态机
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