CC2640R2F BLE5.0 蓝牙协议栈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）。

注意：可能还是不太明白这里的L2CAP，简单理解就是对我们上层议数据多路处理，同时提供数据缓存能力，以及重新拆包组包能力。

L2CAP术语

术语	描述
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
PDU或L2CAP PDU	协议数据单元：包含L2CAP协议信息字段，控制信息和/或上层信息数据的数据包
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。

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。

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 BLE4.0/4.1设备硬件 LL PDU 大小 27字节，其实L2CAP帮助我们在Host层进行分割和重组。Controller 依然按照最大长度27进行收发。升级的CC2640R2F BLE4.2/5.0LE Data Length Extension 直接使能 LL PDU的251字节，实现了硬件上提高数据吞吐量。

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。

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。

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。

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。

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。

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，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27字节L2CAP PDU/23字节ATT_MTU 大小。例如，发送长度大于20字节（ATT_MTU-3）字节的通知会导致在不支持较大MTU大小的设备上截断数据。

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

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。

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