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從空中截獲BLE資料包看藍牙5協定流程【第四部分:Ellisys藍牙5連接配接分析】

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從空中截獲BLE資料包看藍牙5協定流程前兩系列已經講過藍牙5的廣播與連接配接資料包分析,但所用的工具為BT4.2抓包工具,今天采用Ellisys抓包工具分析藍牙5的連接配接,更新PHY幾個關系的步驟,以圖文為主,詳細SPEC流程請參考從空中截獲BLE資料包看藍牙5協定LL層連接配接部分。需要原始完整抓包資料的同學,可以背景和我取得聯系。

從空中截獲BLE資料包看藍牙5協定流程【第一部分:beacon廣播】

從空中截獲BLE資料包看藍牙5協定流程【第二部分:藍牙LL層連接配接】

使用的抓包工具:Ellisys

今天用的Ellisys的界面如下所示,可以分為三個部分, 左上為40個信道監視圖,左下為某一個或者多個裝置(MAC位址)的互動資料,我們隻談隻談BLE,是以其他wifi,zigbee等功能可以忽略。

從空中截獲BLE資料包看藍牙5協定流程【第四部分:Ellisys藍牙5連接配接分析】

藍牙裝置工作狀态介紹:

1.從機裝置廣播狀态:

  • Connectable LE Coded -> LE Coded 
  • Connectable LE Coded -> 2M on aux 

2.主機連接配接從機過程:

  • 主機在2M PHY 下建立連接配接
  • 2M PHY切換到1M PHY
  • 1M PHY切換到編碼Coded PHY

3.藍牙MAC位址:

  • Slave: 0xF0F8F2D2BB7F
  • Master: F0:F8:F2:1F:57:1B

藍牙連接配接

上一講講了藍牙5廣播資料分析,今天接着看連接配接過程,下圖是一個請求連接配接全過程,總共分為6個階段,1-4階段為廣播,5為請求連接配接,6為回應連接配接。

1-4階段分析請參考上一篇文章:

5,6階段發生在資料信道上,5為連接配接請求,因為是專屬藍牙5連接配接,可以看到其指令為AUX_CONNECT_REQ(主請求),AUX_CONNECT_REQ攜帶的參數和BT4.2并無太大差異,hopping channel,interval,latency等等。

在接收到信号之後從機會回應一幀AUX_CONNECT_REP。

從空中截獲BLE資料包看藍牙5協定流程【第四部分:Ellisys藍牙5連接配接分析】
從空中截獲BLE資料包看藍牙5協定流程【第四部分:Ellisys藍牙5連接配接分析】
從空中截獲BLE資料包看藍牙5協定流程【第四部分:Ellisys藍牙5連接配接分析】

PHY層更新

如上面所示,Sniffer是在2M PHY下建立的連接配接,整個抓包實驗,我把藍牙的PHY 從2M PHY更新到1M PHY,最後更新到Coded PHY,三個階段,如下圖所示。

從空中截獲BLE資料包看藍牙5協定流程【第四部分:Ellisys藍牙5連接配接分析】

2M -> 1M PHY更新和Coded PHY更新

從下圖可以看到,更新PHY階段有三個階段,主機發送更新請求:LLCP_PHY_REQUEST,在下圖右下可以看到,主機請求更新PHY 層到1M PHY, 從機接收到請求,并回複LLCP_PHY_RESPONSE,RSPONSE中回複主機可以用1M PHY,最後主機發送LLCP_PHY_UPDATE,進過幾個資料包的調整之後方能更新到1M PHY上。

從空中截獲BLE資料包看藍牙5協定流程【第四部分:Ellisys藍牙5連接配接分析】
從空中截獲BLE資料包看藍牙5協定流程【第四部分:Ellisys藍牙5連接配接分析】
從空中截獲BLE資料包看藍牙5協定流程【第四部分:Ellisys藍牙5連接配接分析】

1M PHY -> Coded PHY更新

過程和上面一緻,不過多贅述。

從空中截獲BLE資料包看藍牙5協定流程【第四部分:Ellisys藍牙5連接配接分析】
從空中截獲BLE資料包看藍牙5協定流程【第四部分:Ellisys藍牙5連接配接分析】
從空中截獲BLE資料包看藍牙5協定流程【第四部分:Ellisys藍牙5連接配接分析】

總結

用兩張圖來總結我覺得恰到好處,圖1,藍牙5連接配接過程,圖2,藍牙5 PHY更新流程。

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