一分钟读懂低功耗蓝牙(BLE)MTU交换数据包

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
[img]http://www.viewtool.com/bbs/data/attachment/forum/201707/27/0916276km1tkm1w00r0kmk.png[/img]
     MTU Exchange.png 
  * 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.ph ... 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）
[img]http://www.viewtool.com/bbs/data/attachment/forum/201707/27/085943upjxphwzcevq5bcp.png[/img]
     MTU request complete.png 
    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”）
[img]http://www.viewtool.com/bbs/data/attachment/forum/201707/27/0859268x1bd3zr5rk44fkf.png[/img]


     MTU req access address.png 


   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
[img]http://www.viewtool.com/bbs/data/attachment/forum/201707/27/085930y4dovdt6ydfv7knp.png[/img]
     MTU req header info.png 


　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
[img]http://www.viewtool.com/bbs/data/attachment/forum/201707/27/085939j8xi2u2f6ba3r4r3.png[/img]
     MTU req l2cap size .png 


   4) L2CAP 通道号（CID)：channel ID
   CID: Attribute Protocol (0x0004)
[img]http://www.viewtool.com/bbs/data/attachment/forum/201707/27/085933ybrsz8sur8fyrfuh.png[/img]
     MTU req l2cap channel ID.png    


    5) ATT 命令
     标准发下：
[img]http://www.viewtool.com/bbs/data/attachment/forum/201707/27/085941jzl7l0eb7jlltret.png[/img]
       MTU REQUEST ATT FORMAT.png      
     实际数据包：
    Opcode: Exchange MTU Request (0x02)
    0... .... = Authentication Signature: False
    .0.. .... = Command: False
    ..00 0010 = Method: Exchange MTU Request (0x02)
[img]http://www.viewtool.com/bbs/data/attachment/forum/201707/27/0859378sy5s01152s2x5f1.png[/img]
       MTU req l2cap opcode.png     




   6) MTU 值 （请求的值）
    Client Rx MTU: 185
[img]http://www.viewtool.com/bbs/data/attachment/forum/201707/27/0859355rwsrrkyh3khnzwz.png[/img]
     MTU req l2cap MTU value.png 
   
   7) CRC 
[img]http://www.viewtool.com/bbs/data/attachment/forum/201707/27/085928du5clfwwouwvy4un.png[/img]
     MTU req CRC.png 


4. MTU 响应（RESPONSE）
    完整数据包：
[img]http://www.viewtool.com/bbs/data/attachment/forum/201707/27/091631fx22okv22fq51mtv.png[/img]
     mtu rsp complete.png 
    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”）
[img]http://www.viewtool.com/bbs/data/attachment/forum/201707/27/091630rlrzzlerzzmwrmom.png[/img]
     mtu rsp access address.png 


    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
[img]http://www.viewtool.com/bbs/data/attachment/forum/201707/27/091634rxew0zgrvew1jjl3.png[/img]
     mtu rsp header info.png 


    3. L2CAP 长度
        解释同（请求包）。
        Length: 3
[img]http://www.viewtool.com/bbs/data/attachment/forum/201707/27/091637ntrpxtxrzzarrrzr.png[/img]
        mtu rsp l2cap size.png 


    4. L2CAP 通道号
        解释同（请求包）。
       CID: Attribute Protocol (0x0004)
[img]http://www.viewtool.com/bbs/data/attachment/forum/201707/27/09163527837jp5w43p4qq3.png[/img]
        mtu rsp l2cap channel ID.png 


    5. ATT 命令
       标准：
[img]http://www.viewtool.com/bbs/data/attachment/forum/201707/27/091628m2g916durppp516p.png[/img]
        MTU Response ATT FORMAT.png 


       实例：
       Opcode: Exchange MTU Response (0x03)    0... .... = Authentication Signature: False
    .0.. .... = Command: False
    ..00 0011 = Method: Exchange MTU Response (0x03)
[img]http://www.viewtool.com/bbs/data/attachment/forum/201707/27/091639cwzm4mkazwymdc7e.png[/img]
        mtu rsp opcode.png 


     6） MTU 值
      Server Rx MTU: 23
[img]http://www.viewtool.com/bbs/data/attachment/forum/201707/27/0916388lp3ttc1qcipqptl.png[/img]
        mtu rsp mtu value.png 


      7）CRC
       CRC: 0xf4767e
    [Expert Info (Note/Checksum): CRC unchecked, not all data available]
[img]http://www.viewtool.com/bbs/data/attachment/forum/201707/27/091633o2ikkrwv3iggn6gi.png[/img]
        mtu rsp crc.png 
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       下载完整抓取到的数据包：   em9304 fineme 071117.zip (19.05 KB, 下载次数: 0) 
       原文链接：
        http://www.viewtool.com/bbs/forum.php?mod=viewthread&tid=63214
        微信公众号： 纬图物联 
[img]http://www.viewtool.com/bbs/data/attachment/forum/201707/27/093210s92bsceien2iz2bs.jpg[/img]
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