低功耗蓝牙学习笔记-L2CAP

注：本篇博客摘抄《BLE4.0 低功耗蓝牙协议总结 作者：刘权》的部分内容，该文档是学习ble很好的文档，推荐！

L2CAP的全称是逻辑链路控制和适配协议。L2CAP是一个复用层，可以让低功耗蓝牙复用三条不同的信道。它也支持数据的分隔和重组功能，使得较大的报文可以在底层无线电中传输。

 

L2CAP信道

L2CAP有个很简单的概念，信道。信道是指数据包序列，连接两个设备上的一对服务。在两个设备允许同时启用多条信道。低功耗蓝牙只支持固定信道。固定信道指的是两个设备一建立连接就已经存在的、没有任何配置参数的信道。

这里整个低功耗蓝牙中第三次出现信道，但这里的信道是针对主机而言。低功耗蓝牙中主机抽象出属性协议、安全管理等模块，当控制器接受到来自对端设备的数据而发送给主机时，主机需要分辩这些数据给到谁，有可能给到属性协议、安全管理或者L2CAP层自身的低功耗蓝牙信令。这就是低功耗蓝牙LACAP存在的含义。

低功耗蓝牙一共使用了3条信道：

信道0x0004，用于属性协议

信道0x0005，用于低功耗蓝牙信令通道

信道0x0006，用于安全管理

 

L2CAP数据包结构

在所有低功耗蓝牙信道上，信息载荷均始于23字节的最大传输单元（MTU）。在链路层规定数据报文加密/未加密报文不超过27字节的限制，L2CAP头部占了4字节，所以L2CAP Payload信息载荷只有23字节的最大长度。

 

低功耗蓝牙信令通道

低功耗蓝牙信令通道用于主机层级的信令，每个低功耗蓝牙信令信道的数据包均含有一操作码，随后为各种参数。

低功耗蓝牙信令通道支持的命令操作码如下：

• 命令拒绝

• 连接参数更新请求

• 连接参数更新响应

关于 payload信息载荷详细说明如下：

Code：操作码，对于 BLE 来说其实只有 3 个可用的命令

Identifier： 标识符， 这个的作用是确保应答包对应哪个请求包，发送一个请求包，接收到应答包中的 identity 值如果和请求包中的一致，说明是对这个请求包的应答。 identity 的值发送每个请求命令都是不同的值，而对方设备的应答信息中的 ID 和发送请求中的ID 是一样的，确保对其应答。 0x00 是一个非法的值，不能用。 

Length：长度，这个长度表示的是后面 data 中的字节数。 

 Data：数据，每个操作码都有固定格式的数据。

命令拒绝

命令拒绝操作码，用于对接收到的不支持的数据包的回应。这个命令是沿用经典蓝牙的，它的数据格式如下：

Reason 占用两个字节，对于 BLE 只有 2 个值是可用的，如下：

Data：数据长度为 0 或者大于 0 字节的数，主要是对原因进行描述补充， 而“命令不理解”是没有数据需要进行说明的。只有
“ Signaling MTU exceeded”有两个字节的数据去应答能接收的最大的字节数是多少，对于 BLE 就是 MTU=23bytes。

连接参数更新请求和响应

主机通过 LL 层就可实现连接参数更新，那么从机也有更新连接参数的权利， 通过这个命令即可。而且这个命令只能有从机发送给主机，如果从机接收到这个命令后，会回复命令拒绝。

里面的 4 个参数都是给的范围，也就是说从机不能最终决定具体连接参数值，从机只能给主机提 出 自 己 的 想 法 ， 如 果 主 机 同 意 更 新 ， 那 么 需 要 主 机 发 送“ LL_CONNECTION_UPDATE_REQ”这个命令详细连接参数给从机，然后从机等到“瞬时”到后进行参数更新。

如果仅仅是从对等层来说， 当从机发送 Connection Parameter Update request 命令，主机需要发送Connection Parameter Update response 这个命令去回应：

Result 为 2 个字节的结果代码。 当主机同意修改连接参数的时候， Result 为 0x0000， 也就是接受 参数 更 新 的 建 议 。 当 主 机 不 同 意 修 改 连 接 参 数 的 时 候 ，Result=0x0001，拒绝参数更新 。

参数更新过程：

1. 从机向主机发送连接参数更新请求（想法）

2. 如 果 主 机 同 意 更 新 ， 那 么 需 要 主 机 发 送“LL_CONNECTION_UPDATE_REQ”这个命令详细连接参数给从机然后从机等到“瞬时”到后进行参数更新。

3. 主机 L2CAP 层连接参数应答

采集从机L2CAP层连接参数更新请求：

采集主机LL层连接参数更新请求：

采集主机L2CAP层连接参数应答：