传统蓝牙RFCOMM协议(Bluetooth rfcomm)流程介绍

原创 专注于无线通信的蓬勃 2020-08-27 08:25

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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CSDN学院链接(进入选择你想要学习的课程):

蓝牙交流扣扣群:970324688

Github代码:

入手开发板:

蓝牙学习目录

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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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