实战Linux Bluetooth编程（五） Socket与Bluetooth

Linux下Bluetooth编程，借用了Socket体制。也就是说，BlueZ Kernel部分将Bluetooth协议栈以网络协议的形式添加进网络协议栈，这样极大的方便了用户编程。下面Sam就结合Socket概念将Linux Bluetooth做个研究。

 

1957年10月4日，星期五，苏联发射了人类历史上第一颗人造地球卫星--Sputnik.这标志着人类外太空时代的开始。这颗卫星篮球大小，在发射98分钟后到达运转轨道，可以通过短波40.002MHz收听到它的声音。这也标志着苏联在航天科技领域超过美国。但当时谁能想到，Sputnik的升空竟然促进了TCP/IP和Internel的出现。(Sam：不知道朝鲜那个轨道高度几百米的卫星会促成什么出现，嘿嘿)。被Sputnik所刺激的美国总统艾森豪威尔五星上将积极推动ARPA。又因为美国政府为了公平起见，每次采购计算机时都从不同设备制造商处购买。大家很快发现，各个计算机无法兼容。1962年，Licklider提出：各个计算机高度自治，但他们也应该能够相互通讯。这就是ARPA网，它成为Internel的前身。

 

 

一：理解Socket：

在使用手机与女朋友联系时，必须用手机拨她的号码，然后心情坎坷的等待她的应答。当双方通话时，就建立了一个具有两个端点的通信线路。

Linux中的Socket与电话非常相似。具体问题，稍后再分析。

 

二：Socket域（domain），类型（type），协议（protoclo）以及Bluetooth中的具体使用：

Berkeley小组在构思BSD Socket时，TCP/IP协议也还处在发展之中，其他一些很有竞争力的协议如X.25等也在发展，其它很多协议还在构思与研究阶段（Bluetooth还没出生）。为了使Socket可以应用于各种不同协议，domain的作用就在于此。

domain指出想要使用的协议族。

不得不佩服Berkeley小组的前瞻力。他们考虑在指定Socket时，可能还需要进一步的细分类目：

1.某个协议族（Domain）中的一个或多个协议。

2.某个协议中的一个或多个地址格式。

这个规则在TCP/IP等协议栈时并不明显，因为某个协议族只有同一种地址格式。但在Bluetooth中则非常有用。

 

protocol则用来指出在此协议族中的具体某个协议。

虽然在TCP/IP协议栈中，因为协议族中某个type的协议栈只有一种，所以此项为0，但Bluetooth中，这一项则非常有用。

 

type用来指出此协议族中的具体协议的Socket类型为何种：SOCK_STREAM,SOCK_DGRAM,SOCK_SEQPACKET,SOCK_RAW.

 

三：Socket地址：

每一种通信协议都对网络地址格式作了明确规定。协议族（Domain）+ 协议（protocol）的作用就是指明使用哪种地址类型。

 

BSD Socket是在ANSI C 标准被采纳之前开发的，所以没有使用（void*)数据类型来接收结构化的地址。BSD的解决方案是定义了一个通用的地址结构：

struct sockaddr

{

  sa_family_t sa_family;  //地址族

  char sa_data[14];   //地址数据

};

sa_family长度2字节，用来存放地址族。

sa_data长度14字节，用来存放具体的协议的地址数据。

 

如果是用AF_INET(IPV4),则它的地址类型sockaddr_in如下，刚好与struct sockaddr对应

struct sockaddr_in

{

  sa_family_t sin_family;    //地址族

  uint16_t sip_port;         //端口

  struct in_addr sin_addr;   //Internel 地址

  unsigned char sin_zero[8]; //占位字节

};

 

如果是用Bluetooth协议族（PF_BLUETOOTH）中的协议l2cap（BTPROTO_L2CAP),则地址格式如下：

struct sockaddr_l2

{
 sa_family_t l2_family;  //地址族
 unsigned short l2_psm;  //PSM
 bdaddr_t l2_bdaddr;     //Bluetooth 地址
 unsigned short l2_cid;
};

 

 

四：Bluetooth Socket的建立和地址绑定：

int socket(int domain, int type, int protocol);

domain:使用 PF_BLUETOOTH。

protocol:使用想要建立的Socket的protocol.如果想建立HCI Socket：BTPROTO_HCI。 L2cap:BTPROTO_L2CAP

type:SOCK_SEQPACKET,以Packet为单位读取。SOCK_SAW:原始Socket。

 

int bind(int sockfd, const struct sockaddr *my_addr, socklen_t addrlen);

将socket与某个地址绑定。

嘿嘿，接着前面Socket与手机的话题，建立一个Socket。就相当于是一个手机，地址，则相当于手机号码。

一个手机想要别人打进来，就需要让别人知道电话号码。 而一个Bluetooth 设备想要别人能够连接，也需要将Socket与Bluetooth地址绑定。

山寨机让我们知道了双卡双待，Bluetooth也可以实现这一点。建立一个Socket，只是一个手机，它可以与多个bdaddr绑定。这就是hci0,hci1等等。

 

五：理解网络字序：

对于多字节数据，不同的CPU有不同的组织方式，最基本的字节序位：

小端（little-endian）: 将低序字节存储在起始位置。

大端（big-endian）:将高序字节存储在其实位置。

 

Intel CPU使用小端。Motorola等CPU使用大端，网络上传输数据的标准顺序为大端。

 

他们之间的转化：

htobs（）， htonl() 主机到网络

ntohl() , ntohs() 网络到主机。