【车载开发系列】CAN总线通信—PDU相关概念

总线通信---PDU相关概念

【车载开发系列】CAN总线通信---PDU相关概念
- 一.PDU（协议数据单元）
- 二.帧（frame）的概念
- 三.数据包（packet）的概念
- 四.分组的概念
- 五.数据报(datagram)的概念
- 六.报文（message）的概念
- 七.网络模型对应关系
- 八.数据封装的概念
- 九.数据解封装的概念
- 十.MAC和LLC层的区别
- 十一.A_PDU通用格式
- 十二.N_PDU通用格式
- 十三.CAN总线上如何判断帧类型

一.PDU（协议数据单元）

协议数据单元：Protocol Data Unit。它表示了对等层次之间的传递的数据单位；可以用它来表示发送方和接收方对等实体之间传递的信息和数据。
包括了PCL协议控制信息和Data数据两部分组成。除此之外还有寻址信息。

二.帧（frame）的概念

数据链路层的协议数据单元，它包括三部分：帧头、数据部分、帧尾。其中，帧头和帧尾包含一些必要的控制信息，比如同步信息、地址信息、差错控制信息等。

三.数据包（packet）的概念

在TCP/IP协议通信传输中的数据单元，也称为“包”。指自包含的，带有足够寻址信息，可独立地从源主机传输到目的主机，而不需要以来早期地源主机和目的主机之间交换信息以及传输网络地数据包。

四.分组的概念

分组是在网络中传输的二进制格式的单元，为了提供通信性能和可靠性，每个用户发送的数据会被分成多个更小的部分。在每个部分的前面加上一些必要的控制信息组成的首部，有时也会加上尾部，就构成了一个分组。它的起始和目的地是网络层。

五.数据报(datagram)的概念

面向无连接的数据传输，其工作过程类似于报文交换。采用数据报方式传输时，被传输的分组称为数据报。通常是指起始点和目的地都使用无连接网络服务的的网络层的信息单元。
注：TCP叫TCP报文段，UDP叫UDP数据报

六.报文（message）的概念

是网路中交换与传输的数据单元，也是网络传输的单元，报文包含了将要发送的完整的数据信息，其长短不一。报文在传输过程中会不断地封装成分组、包、帧来传输，封装的方式就是添加一些控制信息组成的不受，那些就是报文头

七.网络模型对应关系

数据链路层发送的数据包称为帧，地址是链路层的地址，如mac地址
网络层发出的数据包称为包，地址是网络层地址，如IP地址
第三层网络层结束以后把去掉报头的数据给第四层传输层，这些数据就是报文。
应用层———消息
传输层———数据段（segment）
网络层———分组、数据包（packet），数据报
链路层———帧
物理层———PDU（bit比特）

八.数据封装的概念

封装（ encapsulate/encapsulation）：数据要通过网络进行传输，要从高层一层一层的向下传送，如果一个主机要传送数据到别的主机,先把数据包装到一个特殊协议报头中，这个过程叫封装。

九.数据解封装的概念

数据被封装并通过网络传输后，接收设备将删除添加的信息，并根据报头中的信息决定如何将数据沿协议栈向上传给合适的应用程序。
在数据链路层去掉LLC和MAC头，在网络层去掉IP头，在传输层去掉TCP头，最后得到的数据供应用层以上使用就是数据解封装。

十.MAC和LLC层的区别

LLC（Logic Link Control）子层实现数据链路层与硬件无关的功能，比如流量控制、差错恢复等（LLC子层负责向其上层提供服务）
较低的MAC子层（Media Access Control）提供LLC和物理层之间的接口。（MAC子层的主要功能包括数据帧的封装/卸装，帧的寻址和识别，帧的接收与发送，链路的管理，帧的差错控制等。MAC子层的存在屏蔽了不同物理链路种类的差异性）

十一.A_PDU通用格式

A_PDU就是应用协议数据单元。它直接根据A_SDU（应用服务数据单元）和A_PCI（应用层具体控制信息）构建。A_PDU通用格式如下：
A_PDU (
Mtype,
SA,
TA,
TA_type,
[RA,]
A_Data = A_PCI + [parameter 1, …],
Length
）

十二.N_PDU通用格式

N_PDU是网络层的协议数据单元。是数据在两个或多个对等网络节点之间传递。多有的N_PDUs包含3个领域，它的通用格式如下：
N_PDU:{
N_AI,
N_PCI,
N_Data
}
N_AI:表示寻址信息（address information），隐含源地址，目标地址，寻址方式信息。网络层的地址映射到CANID上
N_PCI:协议控制单元，用于标示N_PDU类型：单帧、第一帧、连续帧和流控制帧
N_Data:数据，包含应用层协议控制信息A_PCI和数据A_Data

十三.CAN总线上如何判断帧类型

网络层对于N_PDU这四种类型的数据单元是通过协议控制信息（N_PCI，Protocol Control Information）进行区分的。通过CAB报文首字节的高4bit来表示N_PDU类型。
每一个N_PDU都只有一个N_PCI。也就是说，对于CAN诊断来说，就可以通过识别每条CAN帧数据域的首个字节来确定它属于四种类型中的哪类。