蓝牙学习五（广播包分析wireshark）

1.简介

        软件工具：wireshark

        硬件抓包工具：nrf52840 dongle

2.数据包分析

        使用wireshark抓到的数据包分为两个部分，一部分是软件自己添加的内容，另一部分才是广播出来的数据。

 

 2.1软件添加部分

        软件添加的大部分内容可以不关注。这里需要关注的内容如下：

         这里主要关注信道和时间戳。

        还记得在上一章的内容吗？蓝牙总共有40个信道，而广播是在37、38、39三个信道依次发送。且广播间隔不超过10ms。不记得得话，可以回去复习一下。蓝牙学习四（广播）_t_guest的博客-CSDN博客

         这里我们截取三个相邻的广播包来分析一下：

         上边截取了相邻的三个广播数据包。可以看到1号的信道为37，开始到结束时间为296us。2号的信道为38，开始到结束时间为296us。3号的信道为39，开始到结束时间为296us。1号到2号的间隔为1000us左右，2号到3号的间隔为1000us左右。

        可以看到，此时广播是从37信道开始，依次为37、38、39信道。当在39信道广播数据后，收到了SCAN_RSP。此时则停止广播。下次再进行广播的话，又从37信道开始。

         如果说在一次广播事件中，没有广播到39信道就收到SCAN_RSP会如何呢？上一章我们也说过，就算收到了SCAN_RSP，依旧会继续广播。见下图：

 

 

        从上图可以看到，1号广播是37信道，并且在37信道接收到了SCAN_RSP。而此时广播事件并没有停止，而是继续在38、39信道进行广播。这也与上一章我们介绍的相同。

 2.2 广播数据内容

        2.2.1 非定向可连接广播事件（ADV_IND）

         

         蓝色数据部分就是真是广播的内容。这里进行拆分。总共分为6部分。

       Access Address（目标地址）：

        4字节，小端。上图的值为 0x8e89bed6。所以BLE设备的广播帧都是使用这个地址。

         PDU Header（PDU 包头）

        PDU Header 虽然只有2字节。但是包含了很多内容。

        PDU Header拆分如下：

         PDU type为广播类型：

        ADV_IND：非定向可连接广播，即通用广播

        ADV_DIRECT_IND：定向可连接广播，即快速广播。

        ADV_NONCONN_IND：非定向必可连接广播，即不能建立连接的广播。

        ADV_SCAN_IND：扫描帧，是由scanner（手机、平板、PC）发出的。主动扫描时使用。

        SCAN_REQ：扫描请求帧，是由scanner（手机、平板、PC）发出的。只在scanner想从advertiser获取更多的广播数据的时候才由scanner发出。

        SCAN_RSP：当advertiser收到SCAN_REQ时的回应。

        CONNECT_REQ（CONNECT_IND）：scanner（手机、平板、PC）向advertiser发送的连接请求。

        本次抓的数据，使用的就是ADV_IND。

         Advertising Address （广播设备MAC地址）

         Advertising Data （广播包数据）

        广播包数据都是以 长度+内容来表示的。比如这里我们抓的数据。

         02 01 06为一组，11-00为一组。

        长度为02，01表示指令类型， 表示当前设备不支持经典蓝牙，是通用可发现模式。

         长度为0x11（17），0x16表示为服务数据。后续内容为在程序中组包的内容。

        CRC（CRC校验值）

        广播数据内容的校验值

        2.2.2扫描应答（SCAN_RSP）

 

         数据结构与ADV_IND是相同的，这里不再重复介绍。直说关键点。

        PUD type：显示为0100，即为SCAN_RSP

         与ADV_IND不同的是，SCAN_RSP中的advertising data变成了Scan Response Data。

        因为SCAN_RSP是对SCAN_REQ的回应，所以其中会包含一些其他的信息。这些信息是程序中自己设置的。此次抓的包中内容为外貌和设备名称。scanner也就是获得了这些内容，才知道扫描到的设备是什么类型，叫什么名字。

        2.2.3连接请求（CONNECT_REQ/CONNECT_IND）

        连接请求包的格式是固定的：

         通过wireshark抓取到的连接请求包如下图： 

       

        Access Address：还是我们的老熟人，固定广播地址。

        Packet Header：包含了PUD类型为连接请求包（Connect_ind），发送地址和接收地址类型。

        Initiator Address：初始地址，也就是主机的地址

        Advertising Address：广播者地址，也就是设备的MAC地址。

        Link Layer Data：负载信息，可以展开介绍。

 

         Access Address：接入地址

        CRC Init：CRC校验

        Window Size：传输窗口大小，2.5ms

        Window Offset：传输窗口偏移，2.5ms

        Interval：连接间隔30ms

        Latency：潜伏周期0

        Timeout：连接最大超时时间5000ms

        Channel Map：信道映射，可用的信道为1，不可用的为0.

         Hop：调频增加（跳频算法使用）

        Sleep Clock Accuracy：主机睡眠时间精度

        Connect_IND数据包中的一些信息，在Nrf connect中也是可以看到的。