2. BLE协议栈基础回顾：GAP与GATT角色、Service与Characteristic、MTU与PDU
好，咱们进入第二章。在做OTA升级之前，有些基础概念必须得捋清楚。说实话，我见过太多开发者在OTA上栽跟头，根子就是没搞懂这几个协议栈的基本概念。今天咱们就一次性把它们说透。
2.1 GAP与GATT角色——谁在说话，谁在听？
BLE协议栈分两层，GAP和GATT。很多人搞混，我简单解释一下。
GAP（Generic Access Profile），负责设备怎么被发现、怎么建立连接。说白了，就是管“广播”和“连接”的。
GAP定义了四种角色：
- Broadcaster：只发广播，不连。比如蓝牙信标。
- Observer：只收广播，不连。比如扫描器。
- Peripheral：从设备，发广播，等别人来连。比如手环。
- Central：主设备，主动扫描并发起连接。比如手机。
做OTA升级时，手机是Central，设备是Peripheral。这个关系要记牢。
GATT（Generic Attribute Profile），负责连接建立之后的数据交互。它定义了谁是Server，谁是Client。
- GATT Server：提供数据的一方。设备端通常是Server。
- GATT Client：读写数据的一方。手机端通常是Client。
关键点：GAP管“能不能连”，GATT管“连上后怎么传数据”。OTA升级中，设备既是GAP的Peripheral，又是GATT的Server。手机既是Central，又是Client。
我记得有一次，一个同事把GAP角色和GATT角色搞混了，在代码里把设备配成了GATT Client，结果手机死活读不到数据。排查了半天才发现是角色配反了。嗯，这种低级错误，犯一次就记住了。
2.2 Service与Characteristic——数据怎么组织？
GATT的数据模型，说白了就是一个树形结构。最顶层是Profile，下面挂Service，Service下面挂Characteristic，Characteristic下面还有Descriptor。
我画个简化的结构：
Profile
└── Service (UUID: 0x180A)
├── Characteristic (UUID: 0x2A24, 型号)
│ └── Descriptor (CCCD)
├── Characteristic (UUID: 0x2A25, 序列号)
└── Characteristic (UUID: 0x2A26, 固件版本)
Service：一组功能的集合。比如“设备信息服务”、“电池服务”。每个Service有唯一的UUID。
Characteristic：具体的数据点。比如“固件版本号”、“电池电量”。每个Characteristic也有UUID，并且有属性（读、写、通知等）。
Descriptor：对Characteristic的描述或配置。最常用的是CCCD（Client Characteristic Configuration Descriptor），用来开关通知。
做OTA升级时，我们通常会自定义一个OTA Service，里面放几个Characteristic：
- OTA Control Point：写属性，用来发送升级命令（开始、暂停、取消）。
- OTA Data：写属性，用来传输固件数据包。
- OTA Status：通知属性，设备用来上报升级进度和状态。
个人经验：我建议把OTA Service的UUID设成自定义的128位UUID，不要用标准UUID。这样可以避免和其他Service冲突。我曾经见过一个产品，因为用了标准UUID，结果手机端同时连了两个设备，数据串了，升级到一半就崩了。
2.3 MTU与PDU——一次能传多少数据？
这是OTA升级中最容易出问题的地方。很多人不理解MTU和PDU的关系，导致传输效率极低，甚至丢包。
MTU（Maximum Transmission Unit），指的是ATT层一次能传输的最大数据包大小。默认是23字节，其中3字节是ATT头，实际有效载荷只有20字节。
但我们可以协商更大的MTU。手机和设备在连接建立后，可以通过MTU Exchange Request把MTU提升到512字节甚至更大。
PDU（Protocol Data Unit），指的是链路层的数据包。一个ATT包可能会被拆成多个PDU来传输。
我直接给个表格，大家看得更清楚：
| 层级 | 数据单元 | 说明 |
|---|---|---|
| 应用层 | 固件数据 | 你要传输的.bin文件 |
| ATT层 | ATT PDU | 受MTU限制，最大MTU-3字节 |
| L2CAP层 | L2CAP PDU | 加4字节L2CAP头 |
| 链路层 | LL PDU | 实际在空口传输的数据包 |
做OTA升级时，我建议：
- 连接建立后，立即协商MTU到最大值（通常247或512）。
- 每个数据包不要超过MTU-3字节（ATT头开销）。
- 如果MTU是247，每个包最多传244字节数据。
避坑指南：我曾经在一个项目里，MTU协商到了512，但每次写数据时还是按20字节分包。结果传输速度只有可怜的2KB/s。后来发现是应用层没改分包大小，白白浪费了大MTU的优势。记住：协商了MTU，就要用满它！
还有一个容易忽略的点：PDU的时序。BLE的链路层有严格的时序要求，两个PDU之间必须有150微秒的间隔（T_IFS）。如果你连续发太多包，设备来不及处理，就会丢包。我一般会在每发10-20个包后，加一个小的延时，给设备喘口气。
嗯，这些基础概念看起来简单，但真正做OTA时，每一个细节都可能成为瓶颈。下一章咱们就进入正题，聊聊OTA升级的整体架构设计。