【蓝牙协议栈】【BLE】【ATT】低功耗蓝牙之属性协议介绍

本文主要是介绍【蓝牙协议栈】【BLE】【ATT】低功耗蓝牙之属性协议介绍，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

1. 精讲蓝牙协议栈（Bluetooth Stack）：SPP/A2DP/AVRCP/HFP/PBAP/IAP2/HID/MAP/OPP/PAN/GATTC/GATTS/HOGP等协议理论

2. 欢迎大家关注和订阅，【蓝牙协议栈】和【Android Bluetooth Stack】专栏会持续更新中.....敬请期待！

1. ATT概念

2. ATT部分术语

2.1 属性类型(Attribute type)

2.2 属性句柄(Attribute handle)

2.3 属性句柄组(Attribute handle grouping)

2.4 属性值(Attribute value)

2.5 属性权限(Attribute permissions)

2.6 控制点属性(Control-point attributes)

2.7 协议方法(Protocol methods)

2.8 交互 MTU(Exchanging MTU size)

2.9 长属性值(Long attribute values)

2.10 原子操作(Atomic operations)

1. ATT概念

ATT，Attribute Protocol，用于发现、读、写对端设备属性的协议(针对 BLE设备)，ATT分为两个角色：Server/Client，ATT允许设备作为服务端提供拥有关联值的属性集，让作为客户端的设备来发现、读、写这些属性；同时服务端能主动通知客户端。整个 ATT协议在整个蓝牙协议栈中的位置如下：

在 L2CAP协议层之上，响下是基于 L2CAP的数据传输机制来通信！对了 BLE来说ATT有固定的 L2CAP CID，也就是 0x0004，如图所示：

向上为 GATT提供一些数据的交互方式，支持 GATT client跟 server之间 Feature的交互！

2. ATT部分术语

2.1 属性类型(Attribute type)

通过 UUID(universally unique identifier)来标识，说起 UUID一般分为16bit/32bit/128bit的 UUID，在 ATT协议中，32bit的 UUID必须转换为 128bit的 UUID！另外，16bit的UUID是通过加一个128 bit的base uuid来转换为128bit的UUID，base UUID为：00000000-0000-1000-8000-00805F9B34FB，只所以本来 128bit的 UUID，大部分却采用 16 bit来发送数据，主要是为了提搞传输速率以及减少交互次数！

2.2 属性句柄(Attribute handle)

采用 16bit的值用于标识一个属性，范围是 0x0000~0xffff，0x0000是保留数值，0xffff是最大数值，所以我们一般不用！

2.3 属性句柄组(Attribute handle grouping)

Grouping是一由高层协议定义的一组属性，他们位于其他属性组之前，客户可以请求第一个和最后一个与属性组关联的 Handle

2.4 属性值(Attribute value)

Attribute value是一个字节数组，长度可能是固定的也可能是可变的，例如：可能是1个字节的值、或者4个字节的int、或者可变长度的字符串。一个attribute包含的attribute value长度可能大于一个PDU的长度，所以会分成多个PDU传输。Attribute value数组的编码由attribute type决定在request、response、notification、indication中传输attribute value时，PDU中时没有attribute value length这个字段的，attribute value length是可以通过PDU数据包的长度计算出来的，这意味着：（1）在一个request、response、notification、indication中只能有一个attribute value，除非server和client都可以通过attribute type确attribute value的长度。（2）在一个request、response、notification、indication中只有attribute value字段的长度是可变的（3）bearer protocol (e.g. L2CAP)会保留数据包的边界注意：有些response包含多个attribute value，但是这些attribute value的长度都是attribute type定义好的固定长度。

2.5 属性权限(Attribute permissions)

Attribute permissions是access permissions、encryption permissions、authentication permissions和authorization permissions的组合。（1）access permissions用来表示attribute是否允许client进行读写，取值包括：Readable、Writeable、Readable and writable；（2）encryption permissions用来表示是否加密，取值包括：Encryption required、No encryption required （3）authentication permissions用来表示当client访问attribute value时是否需要一个已认证的物理链路，同样也表示当server向client发送notification和indication时是否需要一个已认证的物理链路，取值包括：Authentication Required、No Authentication Required （4）authorization permissions用来表示当client访问attribute value时是否需要授权，取值包括：Authorization Required、No Authorization Required

注意：（1）如果server设置authentication permissions为Authentication Required，但是client的链路没有通过认证，当client访问attribute value时，会收到错误码：«Insufficient Authentication»，此时client需要进行链路认证，认证成功后才能访问attribute value （2）如果server设置encryption permissions为Encryption required，但是client的链路没有加密，当client访问attribute value时，会收到错误码：«Insufficient Encryption»，此时client需要进行链路加密，加密成功后才能访问attribute value （3）如果server设置encryption permissions为Encryption required，client的链路已经加密，但是encryption key size小于要求的长度，当client访问attribute value时，会收到错误码：«Insufficient Encryption Key Size»，此时client需要用符合长度要求的link key进行加密，加密成功后才能访问attribute value

2.6 控制点属性(Control-point attributes)

不可读,但是可写,可通知(Notified)和可指示(Indicated)的属性被称为Control-Point Attribute高层协议可使用该属性来使能设备特定过程，比如设备上一个给定过程的命令或指示已经完成.

2.7 协议方法(Protocol methods)

ATT使用 Protocol Methods来发现、读、写、通知、指示属性，方法可分为如下几种 Request/Response/Command/Notification/Indication/Confirmation,如下图所示，这个我们会在后续详细介绍

2.8 交互 MTU(Exchanging MTU size)

ATT_MTU定义了 Client和 Server之间数据包的最大值；其默认值由高层协议来定义,Client和 Server可通过 Exchange MTU Request and Response PDUs来交换最大数据包然后均使用交换值中的最小值进行通信，同时作为 Server和Client的设备应该使用相同的 Client Rx MTU和 Server Rx MTU,每个 ATT Bearer均有其 ATT_MTU；当一个设备拥有多个 ATT Bearer时，不同 ATT Bearer的 ATT_MTU可能不同

2.9 长属性值(Long attribute values)

（1）一个数据包最大可以发送的attribute长度是ATT_MTU-1个字节，至少Attribute Opcode要占一个字节，如果attribute value的长度大于ATT_MTU-1个字节，则称为Long Attribute （2）read长度大于ATT_MTU-1个字节Attribute，需要使用read blob request，使用read request可能读取到前面的ATT_MTU-1个字节（3）write长度大于ATT_MTU-3个字节Attribute，使用prepare write request和execute write request，使用write request可能写入前面的ATT_MTU-3个字节（4）在ATT协议中无法确定一个attribute的长度是否可以大于ATT_MTU-3，在上层协议中将声明给定属性的最大长度可以大于(ATT_MTU-3)字节（5）attribute value最大长度是512个字节