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Bluetooth Controller硬件位置蓝牙芯片Nordic / Broadcom / CSR / Intel软件层不存在这里只有Link Layer Radio PHY协议格式LL PDU链路层 PDU┌──────────────┐ │ Link Layer │ (Connection, Advertising) └──────────────┘ ┌──────────────┐ │ PHY (RF) │ (1M, 2M, Coded PHY) └──────────────┘硬件执行发射/接收 BLE 无线电帧LL PDU加密/解密信道跳频广播、扫描、连接管理✅2. 内核 (Kernel) – HCI 层位置Linux 内核 BlueZ 内核模块硬件 → 内核之间通过HCI 协议主机控制接口通信。协议格式HCI Packet┌──────────────────────────────┐ │ HCI Command (Host → Controller) │ │ HCI Event (Controller → Host) │ │ HCI ACL Data │ └──────────────────────────────┘例HCI Command: LE Set Advertising Enable HCI Event: LE Connection Complete这三个是蓝牙协议栈 HCI 层里最核心的三类数据通道它们的作用完全不同1. HCI Command主机 → 控制器方向从 Host操作系统/协议栈发给 Controller蓝牙芯片。作用下达控制指令配置和管理蓝牙硬件。典型用途打开/关闭适配器设置扫描参数发起连接请求配对、加密、功耗模式切换特点命令是“控制面”的操作不承载用户数据。2. HCI Event控制器 → 主机方向从 Controller 返回给 Host。作用反馈命令执行结果报告状态或异步事件。典型用途命令完成/失败通知发现新设备Inquiry Result连接建立/断开事件错误码、状态更新特点事件是“通知面”告诉主机硬件发生了什么。3. HCI ACL Data异步连接链路数据方向双向Host ↔ Controller。作用传输实际的用户数据包L2CAP 层数据。典型用途音频流A2DP文件传输OBEXHID 键盘鼠标数据特点这是“数据面”真正承载应用层的蓝牙数据。整体关系Command主机下达指令 → 控制器执行。Event控制器反馈结果 → 主机获知状态。ACL Data双方传输实际数据 → 用户应用得以工作。可以把它类比成网络协议里的三层Command 控制报文像 TCP 的 SYN/ACK 控制Event 状态反馈像 ICMP 或 ACKACL Data 用户数据像 TCP/UDP payload✅总结Command主机发指令控制硬件。Event硬件返回状态和通知。ACL Data双方传输实际业务数据。内核负责控制蓝牙芯片收发 ACL数据 和 SCO音频 包向 bluetoothd 暴露 “hci0” 设备✅3. 内核 (Kernel) – L2CAP 层位置仍然在内核 BlueZ 驱动里协议格式L2CAP PDU┌──────────────────────────┐ │ L2CAP Header (CID, Len) │ │ Payload (ATT / SMP / etc)│ └──────────────────────────┘用途多路复用 ACL DataGATT、SMP 全都通过 L2CAP 传输✅4. 用户空间 – bluetoothdBlueZ 守护进程位置用户空间进程/usr/lib/bluetooth/bluetoothd它负责GATTATT 解释器配对SMPProfileHID/A2DP/GATT Server与内核通信通过 MGMT socket提供 DBus API 给应用程序协议格式ATT / GATT┌──────────────────┐ │ ATT PDU │ (Read, Write, Notify) └──────────────────┘ ┌──────────────────┐ │ GATT Attribute │ (Service, Characteristic) └──────────────────┘例ATT: Read By Type Request ATT: Write Request✅5. 用户空间 – BlueZ MGMT管理协议协议格式MGMT Command / EventLinux 专用MGMT Event: Device Connected MGMT Command: Set Advertising用于bluetoothd ←→ 内核通信设置控制器状态开关机、配对、广告参数等✅6. 用户应用层 – AppPython/C/ROS/etc通过 DBus API 或 GATT 直接操作gatttool旧bluetoothctlC/C BlueZ APIPython BlueZ / Bleak / PyBluezAndroid/iOS 应用应用不直接接触 HCI只操作GATT 服务。协议格式取决于使用的 API应用层数据格式GATT Characteristics Value字节流 GATT Notifications DBus messages (properties, methods)蓝牙协议封装关系从上到下✔ 应用发送一个“写入 GATT 特征值”实际流程如下App (GATT Write Value) ↓ bluetoothd 生成 ATT Packet ↓ ATT PDU ↓ 封装进 L2CAP PDU ↓ 封装进 HCI ACL Data ↓ 封装成 LL Data PDU由硬件发送 ↓ 无线电发送逐层封装结构最关键LL PDU └─来自 HCI ACL Data └─来自 L2CAP PDU └─来自 ATT PDU └─来自 应用程序的 GATT 请求蓝牙协议拆解关系从下到上设备接收到 BLE 数据Radio PHY → LL PDU → HCI ACL Data (Kernel) → L2CAP → ATT → GATT 事件 → DBus 回调到 App 终极简化总结最短版本蓝牙层顺序从硬件到应用PHY物理层 LL链路层 HCI主机控制接口 ← 内核 L2CAP逻辑链路 ← 内核 ATT/GATT属性层 ← bluetoothd ApplicationApp ← 用户空间数据封装顺序App → GATT → ATT → L2CAP → HCI → LL → AIR数据接收顺序AIR → LL → HCI → L2CAP → ATT → GATT → App如果你愿意我可以继续画蓝牙完整数据报文结构图LL/HCI/L2CAP/ATT 全层解剖btmon 日志逐层对应关系你看到的每条日志来自哪一层BlueZ 源码位置kernel, bluetoothd, GATT 实现函数要哪个