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cc2640r2f:l2cap [2017/09/01 21:43] long |
cc2640r2f:l2cap [2017/09/12 21:11] wuyl |
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# 逻辑链路控制和适配层协议(L2CAP) # | # 逻辑链路控制和适配层协议(L2CAP) # | ||
- | L2CAP运行在HCI之上的Host,实现Host的更高层(GAP,GATT,APP)和低层协议栈传输数据。该层负责在Host和协议栈之间把交换的数据进行分割(segmentation)和重组(reassembly )以提供协议的多路处理能力。L2CAP允许更高级别的协议和应用程序发送和接收高达64KB(实际受限于蓝牙设备实际内存)长的上层数据包(L2CAP服务数据单元,SDU)。 | + | L2CAP 运行在 HCI 之上的 Host ,实现 Host 更高层(GAP、GATT、APP)和低层协议栈之间传输数据。 |
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+ | 该层负责在 Host 和协议栈之间把交换的数据进行分割( segmentation )和重组( reassembly )以提供协议的多路处理能力。L2CAP 允许更高级别的协议和应用程序发送和接收高达 64KB(实际受限于蓝牙设备实际内存)的上层数据包(L2CAP 服务数据单元,SDU)。 | ||
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- | > | + | 图1. L2CAP 层数据传输示意图 |
- | ## L2CAP术语 ## | + | > **注意**:可能还是不太明白这里的 L2CAP,简单理解就是对上层协议数据多路处理,同时提供数据缓存以及重新拆包组包的能力。 |
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+ | ## L2CAP 术语 ## | ||
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- | |L2CAP通道|在对等设备中的两个端点之间的逻辑连,其特征在于它们的信道标识符(CID)| | + | |L2CAP 通道|在对等设备中的两个端点之间的逻辑连,其特征在于它们的信道标识符(CID)| |
- | |SDU或L2CAP SDU|服务数据单元:L2CAP与上层交换的数据包,并使用本文档中规定的过程通过L2CAP通道透明传输| | + | |SDU 或 L2CAP SDU|服务数据单元:L2CAP 与上层交换的数据包,并使用本文档中规定的过程通过 L2CAP 通道透明传输| |
- | |PDU或L2CAP PDU |协议数据单元:包含L2CAP协议信息字段,控制信息和/ | + | |PDU 或 L2CAP PDU |协议数据单元:包含 L2CAP 协议信息字段,控制信息和/ |
- | |最大传输单位(MTU) |上层实体可以接受的有效载荷数据的最大大小(以八位字节为单位)(即,MTU对应于最大SDU大小)。| | + | |最大传输单位(MTU) |上层实体可以接受的有效载荷数据的最大大小(以八位字节为单位)(即,MTU 对应于最大 SDU 大小)。| |
- | |最大PDU有效载荷大小(MPS) |L2CAP层实体可以接受的八位字节中的有效负载数据的最大大小(即,MPS对应于最大PDU有效载荷大小)。| | + | |最大 PDU 有效载荷大小(MPS) | L2CAP 层实体可以接受的八位字节中的有效负载数据的最大大小(即,MPS 对应于最大 PDU 有效载荷大小)。| |
## 最大传输单位(MTU) ## | ## 最大传输单位(MTU) ## | ||
- | 蓝牙低功耗协议栈支持在链路层将L2CAP PDU的分割(segmentation)和重组(reassembly )。这种分段允许L2CAP和构建在L2CAP之上的和更高级协议(如属性协议(ATT))使用更大的有效负载小,从而减少与较大数据传输不断拆分开销。当使用分片时,较大的数据包直接被分割成多个链路层数据包,并由对等设备的链路层重新组合。 | + | 蓝牙低功耗协议栈支持在链路层将 L2CAP PDU 分割( segmentation )和重组( reassembly )。这种分段允许 L2CAP 和构建在 L2CAP 之上的更高级协议(如属性协议 ATT )使用更大的有效负载,从而减少与较大数据传输不断拆分开销。当使用分片时,较大的数据包直接被分割成多个链路层数据包,并由对等设备的链路层重新组合。 |
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- | L2CAP PDU的大小决定了 属性协议最大传输单元(Attribute Protocol Maximum Transmission Unit (`ATT_MTU`))。默认情况下,LE设备L2CAP PDU的大小为27字节,这决定了在单个连接事件数据包可以传输的LE数据包的最大大小。在这种情况下,L2CAP协议头为4字节,ATT_MTU默认大小为23。 | + | 图2. L2CAP 分割重组数据包 |
+ | L2CAP PDU 的大小决定了属性协议最大传输单元( Attribute Protocol Maximum Transmission Unit ( `ATT_MTU` ))。默认情况下,LE 设备 L2CAP PDU 的大小为 27 字节,意味着在单个连接事件数据包可以传输的 LE 数据包的最大字节。在这种情况下,L2CAP 协议头为 4 字节,ATT_MTU 默认大小为 23 。 | ||
- | > **注意**:上图所示的`L2CAP ATT_MTU_SIZE`支持最大长度251的配置,但是 受限于 BLE4.0/ | + | > **注意**:图 |
+ | ## 配置更大的 MTU ## | ||
- | ## 配置更大的MTU | + | GATT Client 可以通过使用 `GATT_ExchangeMTU()` 在连接期间请求更大的 |
- | GATT Client 可以通过使用`GATT_ExchangeMTU()` 在连接期间请求更大的`ATT_MTU`。在此过程中,客户端请求服务器其最大支持的接收MTU大小,服务器回复其最大支持的接收MTU大小进行。只有客户端可以启动此过程。当成功交换该值后,`ATT_MTU`是客户端MTU和服务器MTU值的最小值。如果客户端表示可以支持200字节的MTU,并且服务器响应最大大小为150字节,该ATT_MTU连接的大小为150。 | + | 采取以下步骤配置协议栈以支持较大的 MTU 值: |
- | 采取以下步骤配置协议栈以支持较大的MTU值。 | + | 1. 将应用程序项目中的 `MAX_PDU_SIZE` 预处理器符号设置为所需的值,以达到 L2CAP PDU 所需的最大大小。最大 `ATT_MTU` 大小总是比 `MAX_PDU_SIZE` 小 4 字节。 |
+ | 2. 在主从设备建立连接后,调用 `GATT_ExchangeMTU()`(仅限 GATT 客户端)。传递给此函数的 MTU 参数必须小于或等于步骤 1 GATT Servier 中的定义 `ATT_MTU` 。 | ||
+ | 3. 接收 `ATT_MTU_UPDATED_EVENT` 以验证 MTU 是否已成功更新,此更新要求调用已注册的 GATT 消息任务。 | ||
- | 1. 将应用程序项目中的`MAX_PDU_SIZE`预处理器符号设置为所需的值,以达到L2CAP PDU所需的最大大小。最大`ATT_MTU`大小总是比`MAX_PDU_SIZE`小4字节。 | + | 尽管可以将协议栈配置为支持 |
- | 2. 在主从设备建立连接后,调用`GATT_ExchangeMTU()`(仅限GATT客户端)。传递给此函数的MTU参数必须小于或等于步骤1GATT Servier 中的定义`ATT_MTU`。 | + | |
- | 3. 接收`ATT_MTU_UPDATED_EVENT`以验证MTU是否已成功更新。此更新要求调用已注册的GATT消息任务。 | + | |
+ | > **注意**:如果启用安全连接 BLE 4.2 功能,连接时默认的 MTU 大小为 69 。详情查看 ble_user_config.h。 | ||
- | 尽管可以将协议栈配置为支持`MAX_PDU_SIZE`最大为255个字节,但每个低功耗蓝牙最初连接时都使用默认的27字节(ATT_MTU= 23字节),直到交换MTU过程中出现更大的MTU。必须在每个蓝牙低功耗连接上执行交换MTU过程,且须由客户端发起。 | + | 增加 `ATT_MTU` 大小可以在单个 ATT 数据包中发送更多数据。单个数据包中发送的最长属性为( `ATT_MTU` - 1 )个字节。如果是通知,则有额外的长度限制。如果一个属性值的长度为 100 个字节,则得到整个属性需要读取请求来获取第一个( `ATT_MTU` - 1 )字节,然后是多个读取 blob 请求以获得后续( ATT_MTU - 1 )字节。如果传输整个 100 字节的有效载荷数据,默认 ATT_MTU 值为 23 字节,需要五个请求或响应过程,每个字节返回 22 个字节。如果执行了交换 MTU 过程,并且将 ATT_MTU 配置为 101 字节(或更大),则可以在单个读取请求或响应过程中读取整个 100 个字节。 |
- | > | + | > **注意**:由于内存和处理的限制,并不是所有的蓝牙低功耗系统都支持更大的 MTU 尺寸。在定义系统的行为时,需要了解预期对等设备的功能。如果对等设备的能力未知,请设计系统使用默认的 |
- | 增加`ATT_MTU`大小可以在单个ATT数据包中发送更多数据。单个数据包中发送的最长属性为(`ATT_MTU`-1)个字节。如果是通知,则有额外的长度限制。如果一个属性值的长度为100个字节,则读取该整个属性需要读取请求来获取第一个(`ATT_MTU`-1)字节,然后是多个读取blob请求以获得后续(ATT_MTU-1)字节。要传输整个100字节的有效载荷数据,默认ATT_MTU值为23字节,需要五个请求或响应过程,每个字节返回22个字节。如果执行了交换MTU过程,并且将ATT_MTU其配置为101字节(或更大),则可以在单个读取请求或响应过程中读取整个100个字节。 | + | ## L2CAP 通道 ## |
- | > | + | L2CAP 基于信道,信道的每个端点由信道标识符( CID )标识。有关 L2CAP 信道标识符的更多详细信息,请参阅蓝牙核心规范版本 5.0 的“信道标识符”部分([第 3 卷,第 A 部分,第 2.1 节))。 |
- | ## L2CAP通道 ## | + | 信道可分为固定和动态信道。例如,通过 GATT 协议交换的数据使用信道 0x0004 。动态分配的 CID 以标识逻辑链路和本地端点。本地端点必须在 0x0040 到 0xFFFF 之间,该端点用于以下部分中描述的面向连接的 L2CAP 通道。 |
- | L2CAP基于信道。L2CAP信道的每个端点由信道标识符(CID)标识。有关L2CAP信道标识符的更多详细信息,请参阅蓝牙核心规范版本5.0的“信道标识符”部分([第3卷,第A部分,第2.1节))。信道可分为固定和动态信道。例如,通过GATT协议交换的数据使用信道0x0004。动态分配的CID以标识逻辑链路和本地端点。本地端点必须在0x0040到0xFFFF之间。该端点用于以下部分中描述的面向连接的L2CAP通道。 | + | |
- | ### L2CAP面向连接的通道(CoC)示例 ### | + | ### L2CAP 面向连接的通道( CoC )示例 ### |
- | 蓝牙低功耗协议栈SDK提供API来创建L2CAP CoC通道,以在支持此功能的两个蓝牙低功耗设备之间双向传输数据。该功能默认在协议栈中启用。下图显示了一个简单的连接,使用L2CAP面向连接的通道基于LE信用流量控制模式让数据在主机和从机之间交换。 | + | |
+ | 蓝牙低功耗协议栈 SDK 提供 API 来创建 L2CAP CoC 通道,用于支持此功能的两个蓝牙低功耗设备之间双向传输数据,该功能默认在协议栈中启用。下图 | ||
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+ | 图3. 主从机双向交换数据 | ||
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