BLE 链路层的状态机

       BLE的Link层，应当是了解BLE需要首先熟悉的一部分，BLE的Controller部分主要都在围绕这一部分实现的。Link层的内容规定了BLE底层是怎么实现蓝牙设备之间的控制，数据传输等等的。Link层使用了状态机，即通过不同的事件的发生来切换BLE的不同状态，这样使整个蓝牙通信的实现显得更加清晰。

       链路层定义设备处于状态机中五种状态的一种：

（1）就绪态；

   上电后，链路层进入并保持就绪态，直到接到主机的命令。从就绪态可进入广播态、扫描态或发起态，如图2所示。从其他任意状态也可以进入就绪态。就绪态是链路层状态机的中心状态。

（2）广播态；

   处于广播态的链路层可以发送广播报文，也可以发送扫描响应，用以回应主动扫描设备。可被发现或者可被连接的设备需要处于广播态。想向一定区域内其他设备广播数据的设备也需要处于广播态。

    广播态的设备停止广播后可进入就绪态。在收到发起者的连接请求之后，广播态的设备也可以进入连接态。

（3）扫描态；

   扫描态可监听那些设备正在广播。扫描态有两个字状态：被动扫描和主动扫描。被动扫描进接收广播报文。主动扫描则发送扫描请求给广播态设备、并获取附加的扫描响应数据。扫描态的设备只能进入就绪态，转换条件就是停止扫描。

（4）发起态；

    为了发起连接，链路层需要处于发起态，如下图所示。处于发起态的发起者，侦听自己想要连接的设备，如果收到了来自该设备的广播报文，链路层会向其发起连接请求并进入连接态，并假设广播者也进入了连接态。如果发起者不在试图发起连接，也可以进入就绪态。

（5）连接状态；

   从广播态或发起态都可进入连接态，如下图所示。连接态有两种子状态：主或从，也可以说是两种身份。主设备只能从发起态进入连接态，而从设备只能从广播态进入连接态。从设备不断向主设备进行广播，主设备则发起连接，这样双方都进入了连接态。进入连接态后，主设备必须定期向从设备发送报文，从设备只能通过回复这些报文才能发送自己的报文。

       该状态机只能有一个状态在激活状态，当然这只是对于单链路的情况。多链路的情况，可能一个设备的link1是处于Connection状态，而同时它在link2处于Advertising的状态。因此这里的状态机只是对一条链路的示意。

       对Advertising状态而言，Advertiser会通过Advertising data以广播的方式将数据发送出去，Advertising data中可以放服务UUID相关数据，也可以是Appearances或者是其他（这部分的详细描述是在蓝牙协议的补充协议当中给出的），这样的好处是，即使在没有建立连接时，其余的侦听设备也可以从Advertising数据中获取一定的信息。而且Advertising的方式也有多种，像undirected,directed, high duty等，这些都是根据不同的应用场景而做的。

      这里在建立连接前，可以看到，一般设备是处于Advertising,Initiation和Scanning中一种。其使用场景是，Advertising向外广播一些必要的信息，它可能期望有人能连接它，或者它只是想通过广播发一些数据而已。而Scanner则会侦听来自不同Advertiser的广播，如果发现有兴趣的可以发一个Scan Request过去，这样就可以从Advertiser那里得到Scan Response数据，可能要比Advertising的数据要略不同点。这时要是觉得有连接的必要了，那Scanner可以先切换到Standby, 然后切换为Initiator，结合刚才拿到的一些数据像有意向的Advertiser发起ConnectionRequest，这就促成了连接建立过程的第一步。连接建立后，两者自然都处于Connection的状态。

    ConnectionState

处于连接状态的设备，可以是master，或者是slave。master和slave是相对于link来说的，master一般在许多协商过程有决定作用。slave是由前面的Advertisers切换来的。master和slave的概念，应当在多链路的使用时，像scatter net，mesh中比较重要。其实蓝牙中不同的协议层可能都有自己的独特的Role，这里master和slave和GATT的server, client应当是没有什么关系的，不过跟GAP的角色还是有关系。像GAP里面的peripheral和broadcaster，都主要是用Advertiser的功能，peripheral还能建立连接，因此连接后就是作为slave。central和observer呢，主要是用scanner功能了，而central由于也可以建立连接，因此initiator自然不可少，而且连接建立后也就变成master了。