蓝牙的配对和连接的建立过程

蓝牙的建立过程是一个复杂的过程,即使有过相当一段工作和使用经验的人,如果不仔细去了解还是理解不全。

平时我们用蓝牙耳机听音乐,和不同的设备共享文件,打电话等,都有一个配对--连接--传输数据的过程。

配对,其实就是一个认证的过程。


为什么不配对便无法建立连接?

任何无线通信技术都存在被监听和破解的可能,蓝牙SIG为了保证蓝牙通信的安全性,采用认证的方式进行数据交互。同时为了保证使用的方便性,以配对的形式完成两个蓝牙设备之间的首次通讯认证,经配对之后,随后的通讯连接就不必每次都要做确认。所以认证码的产生是从配对开始的,经过配对,设备之间以PIN码建立约定的link key用于产生初始认证码,以用于以后建立的连接。

所以不配对,两个设备之间便无法建立认证关系,无法进行连接及其之后的操作,所以配对在一定程度上保证了蓝牙通信的安全,当然这个安全保证机制是比较容易被破解的,因为现在很多个人设备没有人机接口,所以PIN码都是固定的而且大都设置为通用的0000或者1234之类的,所以很容易被猜到并进而建立配对和连接。

蓝牙的连接过程


现在的蓝牙芯片供应商提供的技术支持能力相当强大,有完整的硬件和软件解决方案。对于应用而言,提供了固件用于实现底层协议栈,提供了profile库及源代码规范了各种应用,开发人员只要专注于应用程序开发就可以了。对于蓝牙底层的一些东西往往不甚了了。以前我也是这样子的,最近在做一个自动搜索以实现自动连接的应用,发现还是需要了解一些底层的机制的。
我们可以很容易的进行操作在一个手机和免提设备之间建立连接,那么这个连接是怎么建立起来的呢?
首先,主设备(master,即发起连接的设备)会寻呼(page)从设备(slave,接收连接的设备),master会已跳频的方式去寻呼slave,slave会固定间隔地去扫描(scan)外部寻呼,即page scan,当scan 到外部page时便会响应response该page,这样两个设备之间便会建立link的连接,即ACL链路的连接。当ACL 链路连接建立后,主设备会发起channel的连接请求,即L2CAP的连接,建立L2CAP的连接之后,主设备采用SDP去查询从设备的免提服务,从中得到rfcomm的通道号,然后主设备会发起rfcomm的连接请求建立rfcomm的连接。然后就建立了应用的连接。
即link establish->channel establish->rfcomm establish->connection



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