一分钟读懂低功耗蓝牙(BLE)MTU交换数据包

VT纬图物联

1.概述
  *　MTU: 最大传输单元（MAXIMUM TRANSMISSION UNIT） ， 指在一个PDU （Protocol Data Unit： 协议数据单元，在一个传输单元中的有效传输数

据）能够传输的最大数据量（多少字节可以一次性传输到对方）。
  * MTU 交换是为了在主从双方设置一个PDU中最大能够交换的数据量，通过MTU的交换和双方确认（注意这个MTU是不可以协商的，只是通知对方，双方在知道对方的极限后会选择一个较小的值作为以后的MTU，比如说，主设备发出一个150个字节的MTU请求，但是从设备回应MTU是23字节，那么今后双方要以较小的值23字节作为以后的MTU），主从双方约定每次在做数据传输时不超过这个最大数据单元
    MTU交换通常发生在主从双方建立连接关系后（参见“一分钟读懂低功耗蓝牙连接数据包”）
    做个对比就可以知道BLE MTU 比较小（不过新的BLE 标准MTU 已经大幅提升，详见即将发表在VIEWTOOL BBS上的后续文章）。
  ****************************************************************“*************************      
   以太网：1500
  IEEE 802.3/802.2:　1492
  X.25: 576
  BLE: 23   => 这就是为什么WIFI 可以用于传输视频，传统蓝牙(BT)可以传输音频，而低功耗蓝牙（BTLE 或者BLE）只能够传输控制数据的原因了。
  ******************************************************************************************
  * MTU 交换命令：属于ATT 命令
  * MTU 交换过程：如下图

                               
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  * MTU 两个命令（“MTU 请求”及“MTU 响应”）详解如下（见“4”）

2.关键字：Hollong BLE 侦听仪，低功耗蓝牙嗅探器, BLE 分析仪，BLE 数据抓取
  Keyword: Hollong BLE Sniffer, BLE Data Analyzer，BLE Capture

3.抓取数据包的准备工作
  * 硬件：一个BLE设备（从设备）及对应的主设备（如智能手机里面的相关应用程序，或者通用BLE 工具软件）；
           一台HOLLONG BLE SNIFFER （Hollong BLE 侦听仪）
  * 软件：Hollong 蓝牙4.0/4.1 BLE协议监控分析仪 软件， 使用本软件可以打开本文中的数据包附件，进而可以更加方便及更加全面地了解更多细节（包括最全面的数据及数据解析）
        下载链接：

http://www.viewtool.com/index.php/22-2016-07-29-02-11-32/205-hollong-4-0-4-1-ble

4. MTU 请求（REQEUST）
   完整数据（以下关注蓝色标注部分）

                               
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    1)  存取地址
    Access Address: 0xaf9a8c69
    固定为4个字节，其值由连接请求数据包指定（详见“一分钟读懂低功耗蓝牙连接数据包”）

                               
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   2) 头信息
　Data Header: 0x0706    000. .... = RFU: 0
    ...0 .... = More Data: False
    .... 0... = Sequence Number: 0
    .... .1.. = Next Expected Sequence Number: 1
    .... ..10 = LLID: Start of an L2CAP message or a complete L2CAP message with no fragmentation (0x2)
    000. .... = RFU: 0
    ...0 0111 = Length: 7

                               
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　3) L2CAP 长度
    在BLE中，GAP,GATT,SMP 都使用L2CAP 通道将命令及数据打包送到链路层（LINK LAYER)，L2CAP 打包过程中需要指定L2CAP的长度及通道号。
    Length: 3

                               
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   4) L2CAP 通道号（CID)：channel ID
   CID: Attribute Protocol (0x0004)

                               
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    5) ATT 命令
     标准发下：

                               
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     实际数据包：
    Opcode: Exchange MTU Request (0x02)
    0... .... = Authentication Signature: False
    .0.. .... = Command: False
    ..00 0010 = Method: Exchange MTU Request (0x02)

                               
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   6) MTU 值 （请求的值）
    Client Rx MTU: 185

                               
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   7) CRC

                               
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4. MTU 响应（RESPONSE）
    完整数据包：

                               
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    1） 存取地址
    Access Address: 0xaf9a8c69
    固定为4个字节，其值由连接请求数据包指定（详见“一分钟读懂低功耗蓝牙连接数据包”）

                               
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    2. 头信息
    Data Header: 0x0712    000. .... = RFU: 0
    ...1 .... = More Data: True
    .... 0... = Sequence Number: 0
    .... .0.. = Next Expected Sequence Number: 0
    .... ..10 = LLID: Start of an L2CAP message or a complete L2CAP message with no fragmentation (0x2)
    000. .... = RFU: 0
    ...0 0111 = Length: 7

                               
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    3. L2CAP 长度
        解释同（请求包）。
        Length: 3

                               
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    4. L2CAP 通道号
        解释同（请求包）。
       CID: Attribute Protocol (0x0004)

                               
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    5. ATT 命令
       标准：

                               
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       实例：
       Opcode: Exchange MTU Response (0x03)    0... .... = Authentication Signature: False
    .0.. .... = Command: False
    ..00 0011 = Method: Exchange MTU Response (0x03)

                               
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     6） MTU 值
      Server Rx MTU: 23

                               
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      7）CRC
       CRC: 0xf4767e
    [Expert Info (Note/Checksum): CRC unchecked, not all data available]

                               
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       下载完整抓取到的数据包：

                               
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em9304 fineme 071117.zip (19.05 KB)

kshuang

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