蓝牙协议系列之（六） GATT

6  Generic Attribute Protocol

6.1 功能介绍
ATT之所以称作“protocol”，是因为它还比较抽象，仅仅定义了一套机制，允许client和server通过Attribute的形式共享信息。而具体共享哪些信息，ATT并不关心，这是GATT（Generic Attribute Profile）的主场。
GATT相对ATT只多了一个‘G‘，但含义却大不同，因为GATT是一个profile（更准确的说是profile framework）。
在蓝牙协议中，profile一直是一个比较抽象的概念，我们可以将其理解为“应用场景、功能、使用方式”都被规定好的Application。传统的BR/EDR如此，BLE更甚。上面我们讲过，BLE很大一部分的应用场景是信息（Attribute）的共享，因此，BLE协议栈基于Attribute Protocol，定义了一个称作GATT（Generic Attribute）的profile framework（它本身也是一个profile），用于提供通用的、信息的存储和共享等功能。

6.2 层次结构

作为一个Profile framework，GATT profile提出了如下的层次结构：

由上图可知，GATT profile的层次结构依次是：Profile—>Service—>characteristic。

“Profile”是基于GATT所派生出的真正的Profile，位于GATT Profile hierarchy的最顶层，由一个或者多个和某一应用场景有关的Service组成。
一个Service包含一个或者多个Characteristic（特征），也可以通过Include的方式，包含其它Service。

Characteristic则是GATT profile中最基本的数据单位，由一个Properties、一个Value、一个或者多个Descriptor组成。
Characteristic Properties定义了characteristic的Value如何被使用，以及characteristic的Descriptor如何被访问。
Characteristic Value是特征的实际值，例如一个距离特征，其Characteristic Value就是距离长度。
Characteristic Descriptor则保存了一些和Characteristic Value相关的信息（例如value记录距离长度，那么Descriptor可以是长度单位m/km）。

以上除“Profile”外的每一个定义，Service、Characteristic、Characteristic Properties、Characteristic Value、Characteristic Descriptor等等，都是作为一个Attribute存在的，包括之前所描述的Attribute的所有特征：Attribute 

Handle、Attribute Types、Attribute Value和AttributePermissions。

6  Generic Attribute Protocol

6.1 功能介绍
ATT之所以称作“protocol”，是因为它还比较抽象，仅仅定义了一套机制，允许client和server通过Attribute的形式共享信息。而具体共享哪些信息，ATT并不关心，这是GATT（Generic Attribute Profile）的主场。
GATT相对ATT只多了一个‘G‘，但含义却大不同，因为GATT是一个profile（更准确的说是profile framework）。
在蓝牙协议中，profile一直是一个比较抽象的概念，我们可以将其理解为“应用场景、功能、使用方式”都被规定好的Application。传统的BR/EDR如此，BLE更甚。上面我们讲过，BLE很大一部分的应用场景是信息（Attribute）的共享，因此，BLE协议栈基于Attribute Protocol，定义了一个称作GATT（Generic Attribute）的profile framework（它本身也是一个profile），用于提供通用的、信息的存储和共享等功能。

6.2 层次结构

作为一个Profile framework，GATT profile提出了如下的层次结构：

由上图可知，GATT profile的层次结构依次是：Profile—>Service—>characteristic。

“Profile”是基于GATT所派生出的真正的Profile，位于GATT Profile hierarchy的最顶层，由一个或者多个和某一应用场景有关的Service组成。
一个Service包含一个或者多个Characteristic（特征），也可以通过Include的方式，包含其它Service。

Characteristic则是GATT profile中最基本的数据单位，由一个Properties、一个Value、一个或者多个Descriptor组成。
Characteristic Properties定义了characteristic的Value如何被使用，以及characteristic的Descriptor如何被访问。
Characteristic Value是特征的实际值，例如一个距离特征，其Characteristic Value就是距离长度。
Characteristic Descriptor则保存了一些和Characteristic Value相关的信息（例如value记录距离长度，那么Descriptor可以是长度单位m/km）。

以上除“Profile”外的每一个定义，Service、Characteristic、Characteristic Properties、Characteristic Value、Characteristic Descriptor等等，都是作为一个Attribute存在的，包括之前所描述的Attribute的所有特征：Attribute 

Handle、Attribute Types、Attribute Value和AttributePermissions。

7  Generic Access Profile（GAP）

前面4到6章的内容，都是和基于连接的data channel有关，至于无连接的advertising channel，以及连接建立的过程，好像被我们忽略了。虽然Link Layer已经做出了定义（具体可参考第3章的介绍），但它们并没有体现到Application（或者Profile）层面，毕竟Link layer太底层了。
因此，BLE协议栈定义了一个称作Generic Access（通用访问）的profile，以实现如下功能：
1）定义GAP层的蓝牙设备角色（role）
和3.3中的Link Layer的role类似，只不过GAP层的role更接近用户（可以等同于从用户的角度看到的蓝牙设备的role），包括：
Broadcaster Role，设备正在发送advertising events；
Observer Role，设备正在接收advertising events；
Peripheral Role，设备接受Link Layer连接（对应Link Layer的slave角色）；
Central Role，设备发起Link Layer连接（对应Link Layer的master角色）。

2）定义GAP层的、用于实现各种通信的操作模式（Operational Mode）和过程（Procedures），包括：
Broadcast mode and observation procedure，实现单向的、无连接的通信方式；
Discovery modes and procedures，实现蓝牙设备的发现操作；
Connection modes and procedures，实现蓝牙设备的连接操作；
Bonding modes and procedures，实现蓝牙设备的配对操作。

3）定义User Interface有关的蓝牙参数，包括：
蓝牙地址（Bluetooth Device Address）；
蓝牙名称（Bluetooth Device Name）；
蓝牙的pincode（Bluetooth Passkey）；

蓝牙的class（Class of Device，和发射功率有关）；