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引言
在BLE协议栈中，逻辑链路控制和适配协议 (Logical Link Control and Adaptation Protocol, L2CAP）作为链路层（LL）与上层协议（ATT/GATT/SMP）之间的适配层，承担着协议复用、数据分段和流控的核心职责。通过逻辑信道机制，L2CAP实现了多协议并行传输的能力，同时通过信令信道（CID 0x0005）动态管理连接参数与资源分配。本文将系统解析L2CAP帧格式、逻辑信道划分规则，为BLE设备开发提供协议层实现参考。
一、L2CAP主要功能
BLE 的 L2CAP（Logical Link Control and Adaptation Protocol）在数据信道上主要承担三个功能：
1）信道管理
- 负责逻辑信道的创建与关闭。
2）连接参数设置
- 用于更新连接参数。
3）多包传输控制
- 配合LL层分包机制实现对发送方的流控机制
注意：
LL层负责物理数据包(PDU)的分片与重组(基础分包)，而L2CAP在Credit-Based模式下则负责管理逻辑信道上的L2CAP SDU传输流控。
二、L2CAP帧格式及信道概念
2.1 逻辑链路是什么？
在介绍L2CAP帧格式之前我们先回顾下必要的背景知识。在前面的章节我们已知在蓝牙协议中，BR / EDR / LE 表示不同的物理规范，BR/EDR用于经典蓝牙，LE用于低功耗蓝牙：
- BR（Basic Rate）：经典蓝牙基础速率
- EDR（Enhanced Data Rate）：经典蓝牙高速率增强
- LE（Low Energy）：低功耗蓝牙
而 ACL-U、APB-U、LE-U 是对应物理层的逻辑链路（Logical Transport），用于承载上层协议的数据：
- ACL-U：BR/EDR 下的异步数据通道
- APB-U：EDR 下的增强异步数据通道
- LE-U：BLE 下的数据通道，主要承载L2CAP协议数据。L2CAP通过其逻辑信道(CID)向上层协议(如ATT/GATT、SMP)提供服务，或支持用户自定义协议。
换句话说，ACL-U / APB-U / LE-U 是 物理链路到逻辑数据传输的桥梁。本系列文章只关注BLE，即我们只需要关注LE-U逻辑链路相关的内容，因为 BLE 的所有数据上行/下行都通过LE-U逻辑链路承载，它承载着多个逻辑信道(Logical Channels, 由CID标识)。
2.2 逻辑信道的作用
BLE的分包是由LL层实现的，但是LL层并没有显式说明当前传输的分包来源，即接收方无法确认此分包是来自于GATT还是SMP，在此基础上为了实现虚拟逻辑信道以实现通道划分，L2CAP定义了若干个逻辑信道，每个逻辑链路可包含若干个逻辑信道。
2.3 L2CAP帧格式介绍
在介绍L2CAP帧格式之前，我们先来回顾下在第三篇学过了LL层数据信道报文格式（点此回顾【BLE系列-第二篇】数据链路层（LL）：基于1M PHY模式的报文详解）：
L2CAP作为LL层与上层的承接者，其负责的字段由以下几个部分组成：
- L2CAP PDU len：标识Info段的长度，最大长度为65535（包长大于247则使用LL层进行多包传输）
- L2CAP Channel ID（CID）：逻辑信道 ID，用于标识逻辑信道
- Info：L2CAP信息内容
其中 CID 用于标识逻辑信道，LE-U 逻辑链路包含了若干个协议规定（固定CID）以及用户自定义的逻辑信道，如下图（此图来自官方协议文档）：
由图可知，BLE可使用的逻辑信道包含以下部分：
| CID | 说明 |
|---|---|
| 0x0004 | GATT专用信道，L2CAP不做处理，只进行转发 |
| 0x0005 | L2CAP信令信道 |
| 0x0006 | SMP专用信道，L2CAP不做处理，只进行转发 |
| 0x0020~0x003E | 仅限蓝牙SIG内部测试使用，不可用于公开产品或商用 |
| 0x0040~0x007E | 用户自定义信道，使用L2CAP相关指令可以进行创建 |
其中CID 0x0004和CID 0x0005仅用于给上册模块提供透传接口，因此不再赘述。下文我们重点讲解下CID 0x0005 L2CAP信令信道。
三、L2CAP信令信道
3.1 信令信道帧格式说明
首先我们再来看一眼LL的帧格式：
对照上图讲解，信令信道其实就是在将 Info（至多247字节） 字段拆分成了以下两个部分：
- Code：1字节字段，用来标识不同的指令
- Info：至多246字节字节，不同的Code对应的Info格式不一致，具体以协议规定为准。
注意：
L2CAP Channel ID在信令指令中固定为0x0005。
3.2 信令信道指令介绍
3.2.1 信令信道指令一览表
由图可知BLE能使用的Code指令只有：0x01、0x06、0x07、0x12至0x1A。
可以分为以下几个类别：
1）错误与通用控制类
- 0x01 Command Reject
2）信道建立与管理类
- 0x06 LE Credit Based Connection Request
- 0x07 LE Credit Based Connection Response
- 0x14 Disconnection Request
- 0x15 Disconnection Response
3）连接参数与更新类
- 0x12 Connection Parameter Update Request
- 0x13 Connection Parameter Update Response
4）流控与数据管理类
- 0x16 LE Flow Control Credit
5）其他功能性控制类
- 0x17 Credit Based Connection Request（BR/EDR 共用型，LE 可能保留）
- 0x18 Credit Based Connection Response
- 0x19 Local Busy Detected
- 0x1A Local Busy Cleared
由于Code的定义针对每个BLE协议版本都不完全一致，还请自行参考协议。以下根据Ver 6.0版本给出参考路径及协议参考章节：
- 下载链接： 蓝牙 Core_v6.0
- 参考章节：Vol 3: Host > Part A: CreditsLOGICAL LINK CONTROL AND ADAPTATION PROTOCOL SPECIFICATION > 4 SIGNALING PACKET FORMATS
3.2.2 Credit流控规则
1）发送方每发1个L2CAP报文Credit值减1
2）接收方可以通过0x16指令刷新Credit值
3）Credit值为0时，发送方必须暂停传输，等待Credits重新刷新
注意：
LE Credit Based Flow Control 机制仅适用于通过LE Credit Based Connection建立的用户自定义逻辑信道(CID 0x0040~0x007E)。固定信道(0x0004, 0x0005, 0x0006)不使用此流控机制。
因为静态信道（CID x0004、0x0005、0x0006）都是固定用途、小数据量通信。应用自定义或大数据传输，必须使用流控进行通信通关。
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