四 蓝牙低功耗(BLE)协议栈 之 L2CAP层

L2CAP(逻辑链路控制和适配协议层)是一个复用层，可以让低功耗蓝牙复用三条不同的信道。它也支持数据的分割和重组功能，使得较大的报文可以在底层无线电中传输。在经典蓝牙无线电中，L2CAP层提供的功能比这更多，也更为复杂。

HCI层的ACL Data packet就是由L2CAP层构建的，或者说是L2CAP层的上一层委托L2CAP构建的。

低功耗蓝牙一共使用了三条信道，0x0004、0x0005、0x0006

L2CAP层的有效数据字段，Information payload的最大传输单元(MTU, Maximum Transmission Unit)为23个字节，这就意味着所有BLE的设备必须支持在空中传播27字节的数据包，4字节报头加上23字节的有效数据。

当CID为0x0004的时候，payload的数据内容由ATT层决定，在 ATT 一文中再做介绍。

CID = 0x0005表示信令通道，一般传输的是控制数据，比如改变对方的连接参数等。详细信息参看 《core_v5.1》 Vol 3 -> Part A -> 4 Signaling packet formats 数据格式如下图

当CID = 0x05时，传输的数据有三种类型：

code用来表示是哪一个信令。比如请求更新连接参数的code为0x12，响应更新参数请求的code为0x13，这里的id由L2CAP自己指定。

设备A给设备B发送Command，设备B可以回复Command Reject表示拒绝，或是回复Response。比如A给B发送了两个Command，Cmd1和Cmd2，Cmd1的id为123，Cmd2的id为124，B回复的Response分别为Res1(id为123)和Res2(id为124)，A设备就是通过这个id来判断当前的res是和哪一条cmd对应的。

L2CAP的另外一个重要作用就是对数据包的拆分和重组，上层通过L2CAP传输数据给对方，L2CAP不应该限制其大小，但是蓝牙的Controller一般资源比较有限，太多数据传到Controller层可能它的内存就不够用了。

拆分的原理如上图所示，当数据比较短不需要分包的时候，L2CAP层的数据直接对应到HCI层的data段，LL层会根据HCI的handle来构建自己的Access Address，Access Address就代表了对端设备，LL根据HCI的PB来来设置LLID(10b 表示起始包)，LL层根据HCI的length来构建header中的len，LL层将HCI的数据到封装到payload中，然后通过无线传输。

蓝色部分表示是需要拆分的后续包，后续包和第一包数据的差别在于HCI层的PB值为01b，LL层的LLID为01b，表示是后续包。

对端收到数据之后需要对数据包进行重组，L2CAP的length代表了payload、length(2个字节)和channel ID(2个字节)的总长度，第一包数据会将总长度、channel id以及部分数据传输给对端。对端收到数据之后，如果HCI中的 length等于 L2CAP 的length 值就表示已经收完了。如果HCI中的length小于 L2CAP的 length，表明还需要接收下一个延续包