传统蓝牙RFCOMM协议(Bluetooth rfcomm)流程介绍
零. 概述
本文章主要讲下蓝牙协议栈RFCOMM协议部分流控介绍
一. 声明
本专栏文章我们会以连载的方式持续更新,本专栏计划更新内容如下:
第一篇:蓝牙综合介绍 ,主要介绍蓝牙的一些概念,产生背景,发展轨迹,市面蓝牙介绍,以及蓝牙开发板介绍。
第二篇:Transport层介绍,主要介绍蓝牙协议栈跟蓝牙芯片之前的硬件传输协议,比如基于UART的H4,H5,BCSP,基于USB的H2等
第三篇:传统蓝牙controller介绍,主要介绍传统蓝牙芯片的介绍,包括射频层(RF),基带层(baseband),链路管理层(LMP)等
第四篇:传统蓝牙host介绍,主要介绍传统蓝牙的协议栈,比如HCI,L2CAP,SDP,RFCOMM,HFP,SPP,HID,AVDTP,AVCTP,A2DP,AVRCP,OBEX,PBAP,MAP等等一系列的协议吧。
第五篇:低功耗蓝牙controller介绍,主要介绍低功耗蓝牙芯片,包括物理层(PHY),链路层(LL)
第六篇:低功耗蓝牙host介绍,低功耗蓝牙协议栈的介绍,包括HCI,L2CAP,ATT,GATT,SM等
第七篇:蓝牙芯片介绍,主要介绍一些蓝牙芯片的初始化流程,基于HCI vendor command的扩展
第八篇:附录,主要介绍以上常用名词的介绍以及一些特殊流程的介绍等。
另外,开发板如下所示,对于想学习蓝牙协议栈的最好人手一套。以便更好的学习蓝牙协议栈,相信我,学完这一套视频你将拥有修改任何协议栈的能力(比如Linux下的bluez,Android下的bluedroid)。
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二. RFCOMM流程介绍
我们来介绍下一个例子,从RFCOMM signaling通道的连接到其他server channel的连接,数据交互,以及断开的流程来整个分析下,分别会包含flow以及raw data介绍,主要是达到回顾下上面说的内容,对知识点做一个巩固
整个交互流程如下:
主要步骤整理如下:
1)RFCOMM对方(之所以成为对方,是因为那个箭头)来来连接signaling通道,我们回应
2)交互PN UIH封包
3)对方来连接server channel 9
4)发送UIH给对方credit card
5)交互MSC UIH封包
6)交互UIH帧
7)我们主动断开server channel13
8)我们主动断开server channel13
9)我们主动断开server channel9
由于对方来连接signaling channel,也就是rfcomm channel0,所以对方是initiator,我方是responser.这是大前提要记住!
另外,我们再来贴下整个rfcomm的封包结构
其中address格式为:
control格式为:
Length的格式如下:
多路控制通道的格式为:
步骤1)RFCOMM对方来来连接signaling通道,我们回应
①对方来连接我们,rfcomm raw data为03 3F 01 1C(hex数据)
03 = 0000 0011b 那么EA=1,C/R=1,也就是command,DLCI为0,也就是signaling channel
3F = 0011 1111b ,也就是SABM,P/F为1
01 = 0000 0001b,EA=1,也就是只有1个byte,也就是L1~L7标示后续封包的长度,也就是0
1C ,FCS
为了验证下,我们来跟btsnoop对比下
②我们回应对方的signaling channel的连接,rfcomm raw data为03 73 01 D7(hex数据)
03 = 0000 0011b,那么EA=1,C/R=1,也就是command,DLCI为0,也就是signaling channel
73 = 0111 0011,UA帧,p/f为1
01 = 0000 0001b,EA=1,也就是只有1个byte,也就是L1~L7标示后续封包的长度,也就是0
1c也就是fcs
为了验证下,我们来跟btsnoop对比下
步骤2)交互PN UIH封包
①对方发PN UIH,rfcomm raw data为03 EF 15 83 11 12 F0 00 00 FA 03 00 00 70(hex data)
03 = 0000 0011b,那么EA=1,C/R=1,也就是command,DLCI为0,也就是signaling channel
EF = 0111 1111b,UIH帧,P/F为1
15 = 0001 0101 ,EA=1,所以只有1个byte代表长度,0001 010b代表长度,也就是10byte
83 = 1000 0011,是多路控制的type,可以看到EA=1,C/R=1,type是PN
11 = 0001 0001b ,EA=1,len = 0001 000,也就是8byte
剩下的就是PN具体的格式,先列一下格式再分析raw data
12 = 0001 0010b,也就是DLCI为01 0010b,DLCI为0x12,server channel为0x12>>1,也就是9
F0 = 1111 0000b,也就是UIH帧,CL为0
00 = 0000 0000b,priority为0,也就是最高优先级
00 = 0000 0000b,T为0
FA 03, N也就是0x3FA,也就是最大的frame size为1018byte(上层协议会用到此部分)
00 ,NA为0
00,K为0
70->FCS
我们来看下btsnoop是否跟我们分析的一样
可以看到完全一致
②我们发PN UIH
参照①所讲,都是PN分包,不做具体分析
步骤3)对方来连接server channel 9,我们回应
①对方来连接server channel9,rfcomm raw data为4B 3F 01 32(hex data)
4B = 0100 1011b,那么EA=1,C/R=1,也就是command,DLCI为0100 10,也就是0x12,由于我们前面讲了DLCI是D+server channel,initiator连接responder算法应该是DCLI=0+ server chanel<<1,所以部分就是signaling channel应该为9,D=0
3F = 0011 1111b,P/F为1,是SABM帧
01 = 0000 0001b,EA=1,也就是只有1个byte,也就是L1~L7标示后续封包的长度,也就是0
32也就是fcs
我们来看下btsnoop
②我们回应对方的连接,rfcomm raw data为4B 73 01 F9(hex data)
4B = 0100 1011b,那么EA=1,C/R=1,也就是command,DLCI为0100 10,也就是0x12,server channel为9
73 = 0111 0011b,P/F=1,UA帧
01 = 0000 0001b,EA=1,也就是只有1个byte,也就是L1~L7标示后续封包的长度,也就是0
F9也就是fcs
我们来看下btsnoop
步骤4)发送UIH给对方credit card
在这里又回牵扯到一个知识点,credit,如果UIH是在signaling通道发送,并且P/F=0那么就会普通的user数据,如果P/F=1,那么就是给对方credit,credit给对方10,那么在我们不补充的情况下,对方只能发送10包rfcomm数据,同样道理,对方也会给我们credit
Raw data为49 FF 01 07 08(hex数据)
49 = 0100 1001b,那么EA=1,C/R=0,也就是response,DLCI为0100 10,也就是0x12,server channel为9
FF = 1111 1111b,P/F=1,UIH帧,也就是给对方补充credit card
01 = 0000 0001b,EA=1,也就是只有1个byte,也就是L1~L7标示后续封包的长度,也就是0
07 也就是给对方补充7个credit
08也就是fcs
Btsnoop如图
可以看到给对方补充了7个credit
另外,raw data解析如图:
步骤5)交互MSC UIH封包
①我方发送MSC封包,rfcomm raw data为01 EF 09 E3 05 4B 8D AA(hex data)
01 = 0000 0001b,那么EA=1,C/R=0,DLCI为0
EF = 1110 1111b,P/F=0,为UIH帧类型
09 = 0000 1001b,EA=1,length为0000 100b也就是只有4个byte
E3 = 1110 0011b,也就是MSC帧
05 = 0000 0101b,EA=1,length为0000 010b,也就是2个byte
4B = 0100 1011b,EA=1 CR=1,D=0,server channel=9
8D = 1000 1101b,此部分为V.24的格式,如图
可以对比看到EA=1,FC=0,RTC=1,RTR=1 IC=0,DV=1
截个btsnoop看下
②对方回复MSC UIH
此部分不再做raw data说明,一样的分析流程
步骤6)交互UIH帧
前面已经讲过,我们就不做介绍
步骤7)我们主动断开server channel13
①我们主动断开server chanel13,rfcomm raw data为6D 53 01 A5(hex data)
6D = 0110 1101b,EA=1,C/R=0,DLCI=0110 11,D=1,server channel = 13
53 = 0101 0011b,P/F=1,为DISC帧
01 = 0000 0001b,EA=1,也就是只有1个byte,也就是L1~L7标示后续封包的长度,也就是0
A5也就是fcs
我们来看下btsnoop
②对方回应我们发送的断开消息,rfcomm raw data为6D 73 01 8F(hex data)
6D = 0110 1101b,EA=1,C/R=0,DLCI=0110 11,D=1,server channel = 13
73 = 0111 0011b ,P/F=1,UA帧
01 = 0000 0001b,EA=1,也就是只有1个byte,也就是L1~L7标示后续封包的长度,也就是0
8f也就是fcs
我们来贴下btsnoop
步骤8)我们主动断开server channel9
可以直接参照步骤7
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