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详解ISO 13400文档（DoIP协议）
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通过浏览别人的文章，虽然能快速了解自己完全不懂的协议，但是很多细节和知识点，还是应该通过学习ISO协议规范文档，对它们有更深入更全面的理解，下面我们就通过ISO 13400，全面深入地学习DoIP协议 网络层需求 整车网络架构
从图中可以看出，汽车内部不同的ECU具有不同的网络协议，比如LIN、CAN、Ethernet等，那么想要实现各个ECU诊断功能，就需要不同的网络通信，如果外部测试设备采用DoIP的形式，而内部的ECU网络协议各不相同，如何能让外部测试设备和汽车内部所有节点通信呢？答案是网关，网关可以实现收发两端不同协议之间的通信，所以整车必须有一个DoIP网关，它是和外部进行DoIP诊断通信的唯一接口 数据链路层由于以太网物理通信限制，数据链路层最大传输单元限制在1500字节，即MTU 网络层DoIP在网络层支持IPv4和IPv6协议 由于MTU的限制，所以报文在网络层需要先分片，再下发到数据链路层 使用IPv4的DoIP实体，支持ARP协议；使用IPv6的DoIP实体，也支持NDP协议 同样地 使用IPv4的DoIP实体，支持ICMPv4协议；使用IPv6的DoIP实体，也支持ICMPv6协议 传输层DoIP在传输层支持TCP和UDP协议 DoIP实体使用tcp协议，通过绑定监听在13400端口，接收诊断请求，发送诊断响应 每个DoIP实体的tcp套接字，支持多个并发的tcp连接，也就是说，每个DoIP实体，通过创建一个tcp套接字，可以和多个Tester进行诊断通信
DoIP的tcp协议用作诊断通信，而udp协议的用途是车辆信息服务 DoIP实体在启动时会发送udp广播报文(IPv4)或组播报文(IPv6)，告知外部测试设备车辆信息，这就是车辆公告消息，这个udp广播报文的目的端口是13400，源端口可以是13400，也可以随机，外部测试设备需要提前监听在13400，以便接收DoIP实体的车辆信息
可以看出 外部测试设备里的多个应用程序接收DoIP实体的车辆公告消息，有两种方式 由于车辆公告消息发给13400端口，所以这些程序都要监听在13400端口，多个程序的socket绑定在相同的(ip，port)时，需要重用端口 或者可以借助一个中间件，这个中间件监听在端口13400，接收到车辆公告消息后，分发给所有感兴趣的应用程序 而对于DoIP实体来说，它发送的车辆公告消息是相同的 源端口号：13400或随机目的端口号：13400目的IP地址：IPv4是广播地址或外部测试设备的地址，IPv6是组播地址 如果DoIP实体没有发送车辆公告消息，外部测试设备也可以通过向DoIP实体发送车辆信息请求，获取DoIP实体的车辆信息响应，请求消息的目的端口是13400，源端口是13400或随机，DoIP实体需要提前监听在13400，以便接收请求后响应外部测试设备发出请求后，需要在A_DoIP_Ctrl的时间内接收到响应 外部测试设备发送的请求报文，目的端口是13400，源端口随机 至于是不是广播报文(IPv4)或组播报文(IPv6)，文档里没有明确，不过我觉得对于外部测试设备来说，不论是单播还是多播，应该都是可以实现的 这里有个争议点，就是DoIP的响应报文的源端口号，图里标注13400或随机，既然DoIP实体是在13400监听的请求，按道理也是在13400发出响应，没必要再创建一个socket，通过其他端口发出响应，所以，这里只能说是多此一举，当然，这不是错误 外部测试设备还必须能处理异步到达的响应，策略就是当DoIP实体的响应报文未到达或延迟到达，外部测试设备重复发送请求，直到收到第一个响应报文，忽略后续的其他响应报文 应用层需求 DHCPDynamic Host Configuration Protocol，动态主机配置协议，由DHCP服务器使用UDP报文为联网的客户端分配动态IP地址 生活中常见的路由器，由于具有DHCP服务器的功能，就能为相连的设备分配IP地址 我们的手机，也具有无线DHCP服务器的功能，也就是热点功能 目前DoIP实体的IP地址都是静态写入的，所以这部分的内容暂时不表 数据传输顺序DoIP消息也是使用网络传输顺序-大端 DoIP协议ISO 13400明确了两个注意点 任何以组播地址或广播地址为源IP地址的报文，都应忽略每个udp数据报只能传输一个DoIP消息 DoIP消息通用结构
DoIP消息都是使用的通用结构，这点要明确 Protocol VersionDoIP协议版本号，1个字节 目前主流使用的是02的版本，03版本预留以后使用，ff是默认的版本 当通信一方支持的DoIP版本，另一方不支持时，就可以使用默认版本 Inverse Protocol Version反向协议版本，1个字节 它的值是协议版本号与0xff的异或运算 它与DoIP协议版本一起用于协议验证，以确保接收到DoIP消息格式正确 Payload TypeDoIP数据类型，2个字节 所有类型如下
Generic DoIP header negative acknowledge，通用DoIP报头否定确认 当DoIP实体接收到外部测试设备发来的DoIP消息时，首先会确认自己是否支持这条报文里的DoIP协议版本号、反向版本号、数据类型等 如果不支持，DoIP实体就会回复一条通用DoIP报头否定确认报文
这个NACK code占用一个字节，它不同的值表示不同的DoIP消息的错误类型，以及DoIP实体要如何处理接收到的DoIP消息
由于通用DoIP报头否定报文也是DoIP消息，所以它也使用DoIP消息通用结构，只是payload type是0x0000 当type为0x0000时，还会把NACK code的值放在payload里的第一个位置
下面看一下NACK code值对应的是哪种错误类型，以及这种错误类型的DoIP消息要如何处理 0x00DoIP实体不支持DoIP协议版本或反向协议版本错误 这种情况下，DoIP实体需要关闭socket，这里的socket应该是tcp socket 0x01DoIP实体不支持DoIP消息里的payload type 这种情况下，DoIP实体忽略这条错误的DoIP消息即可 0x02DoIP消息payload长度超过了DoIP实体支持的最大DoIP消息的长度 这种情况下，DoIP实体忽略这条错误的DoIP消息即可 0x03DoIP消息payload长度超过了DoIP实体的DoIP程序的处理内存 这种情况下，DoIP实体忽略这条错误的DoIP消息即可 0x04DoIP消息的Payload Length字段不正确 这种情况下，DoIP实体需要关闭socket，这里的socket应该是tcp socket 其他的一些注意点 通用DoIP报头否定报文是由DoIP实体发给外部测试设备的，外部测试设备收到这个报文后，不需要响应这个报文 外部测试设备不应该发送通用DoIP报头否定报文，但是如果硬要发给DoIP实体，DoIP实体会忽略它，不作处理 如果DoIP实体发送了错误的DoIP消息给外部测试设备，外部测试设备不需要对其进行处理，也就是没必要回复通用DoIP报头否定报文 DoIP报头处理流程如下，建议详细分析
这里有个有趣的点，之前一直不明白Alive check request和Alive check response是DoIP实体发、外部测试设备响应，还是外部测试设备发、DoIP响应，通过上图应该就很明显了，DoIP实体发确认DoIP是否存活请求给外部测试设备，外部测试设备作出响应 以上，就是ISO 13400文档的部分内容，后续文章请关注、点赞、转发不迷路 |
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