车载以太网网络测试-20【传输层-DOIP协议-3】

1 摘要

本文继续对ISO 13400-2定义的节点管理报文进行介绍，主要对路由激活请求/响应报文以及在线检查请求/响应报文的作用、帧结构以及示例进行介绍。
上文回顾：
车载以太网网络测试-19【传输层-DOIP协议-2】
在进行详细介绍之前，还是先回顾一下DOIP诊断通信流程的示意图，如下图：
原文链接：
车载网络测试-DOIP诊断通信流程分析

2 0x0005：Routing activation request报文

在车辆发现阶段结束后，外部诊断仪已经知道了对哪台车以及哪个DoIP节点进行诊断，也获取了必要的信息，这时就需要发送路由激活请求报文，在诊断设备和被诊断的DoIP节点间建立起TCP连接，以便于发送诊断数据（诊断报文都是用TCP来发送的）。

2.1 Routing activation request报文的作用

DOIP（Diagnostics over Internet Protocol）协议中的 Routing Activation Request 报文是用于在车辆诊断通信中激活诊断通信路径的重要报文。
它的主要作用如下：

• 激活通信路径：
  在DOIP协议中，诊断通信的双方（如诊断工具和车辆ECU）需要建立一个逻辑连接，才能进行后续的诊断数据传输。
  Routing Activation Request 报文用于请求激活某个特定的通信路径，使诊断工具能够与目标ECU建立连接。

• 工作流程：

  • 诊断工具向目标ECU发送 Routing Activation Request 报文。
  • 目标ECU接收到请求后，检查自身状态和请求参数。
  • 如果请求有效，ECU会回复 Routing Activation Response 报文，确认通信路径已激活。
  • 诊断工具收到确认后，即可开始发送诊断请求（如读取故障码、写入数据等）。

Routing Activation Request 报文是DOIP协议中用于建立诊断通信连接的关键报文。它确保了诊断工具与目标ECU之间的通信路径被正确激活，为后续的诊断操作提供了基础。

2.2 Routing Activation Request 报文帧结构

报文的数据格式如下：
DOIP协议的Routing Activation Request报文帧结构如下：

字段	长度（字节）	描述
Source Address(SA)	2	发送方的逻辑地址
Activation Type	1	激活类型，表示请求的路由激活类型
Reserved by this document	4	保留字段，通常为 0x00000000
Reserved for VM-specific use	4	保留字段，通常为 0x00000000

数据共11字节，包含以下内容：
1.源地址（SourceAddress）：
外部诊断设备的逻辑地址。这个逻辑地址用于对某个特定的DoIP节点进行寻址，与UDSonCAN中的CAN ID是类似的概念，是在网络架构设计阶段就分配好的。

标准中的范围划分如下图所示：

其中：

• 红色框内的范围用于诊断设备的逻辑地址，0x0E00-0x0E7F用于OBD诊断，0x0E80-0x0EFF用于增强型诊断。
• 蓝色框内的逻辑地址用于DoIP节点，与UDSonCAN类似，节点的逻辑地址有两个，一个是物理逻辑地址，在0x0001-0x0DFF或0x1000-0x7FFF范围内，另一个是功能寻址，是0xE000。

2. 激活类型（activation type）：
用于诊断设备通知被诊断DoIP节点进入哪种类型的诊断状态。定义如下：

• 表示请求的路由激活类型，常见的值包括：
  • 0x00：默认激活类型，用于常规诊断通信。
  • 0x01：用于全球统一的车辆诊断（World Wide Harmonized On-Board Diagnostics）。
  • 0xE0：用于中央安全相关的诊断通信。

2.3示例报文

流程如下图所示，先与DoIP实体通过TCP建立连接：

然后测试仪发送负载类型为0x0005的路由激活请求，Doip实体响应负载类型为0x0006的激活响应报文。

3 0x0006：Routing activation response报文

3.1 Routing activation response报文的作用

在DoIP协议中，Routing activation response报文的作用是确认诊断请求的激活状态。
具体来说，Routing activation response报文的作用包括：

1. 确认激活请求：当诊断工具发送Routing activation request报文请求激活某个通信通道时，车辆中的DoIP实体（如ECU）会通过Routing activation response报文来确认该请求是否成功。

2. 返回激活状态：Routing activation response报文中包含一个状态码，用于指示激活请求的结果。例如，状态码可以表示成功激活、激活失败或激活被拒绝等。

3. 提供附加信息：除了状态码外，Routing activation response报文还可能包含其他相关信息，如激活的通信通道的详细信息或错误描述。

4. 确保通信准备就绪：通过发送Routing activation response报文，车辆中的DoIP实体通知诊断工具通信通道已准备好进行后续的诊断数据传输。

总结来说，Routing activation response报文的主要作用是确认诊断请求的激活状态，并确保诊断工具和车辆之间的通信通道已成功建立，为后续的诊断数据传输做好准备。

3.2 Routing activation response报文帧结构

路由激活响应报文主要是对上面路由激活请求报文的响应，的数据格式如下：

响应中的参数定义如下：

1. 诊断设备逻辑地址（Logical address of the external test equipment）：诊断仪的逻辑地址。
2. DoIP节点逻辑地址（Logical address of the responding DoIP entity）：DoIP节点物理逻辑地址。

ISO 13400-2 是诊断通信标准的一部分，主要涉及基于IP的诊断通信（DoIP，Diagnostics over Internet Protocol）。在DoIP协议中，路由激活响应码（Routing Activation Response Code）是一个关键参数，用于指示路由激活请求的处理结果。

3. 路由激活响应码（Routing activation response code）：1字节，它由DoIP实体（如车辆中的DoIP网关或ECU）发送，以告知请求方（如诊断工具）路由激活请求的处理状态。它确保了诊断通信的可靠性和高效性，并提供了明确的错误处理机制。通过理解和使用路由激活响应码，诊断工具可以更好地管理与车辆ECU的通信。比如：用来表示TCP连接建立是否成功，以及不成功的原因。
   定义如下表所示，Required Action栏展示了DoIP节点在返回响应后应该采取的操作。
   
4. 其余字段为预留或自定义字段，不常用。

3.3 常见Routing activation response code示例

1. 路由激活成功（10）
   
2. 不支持的SA地址（0x00）
   如下图， 0x0101是DoIP实体不支持的SA地址，所以DoIP实体响应了0x00 状态码。
   
3. 已经激活的TCP连接上使用不同的SA地址（0x02）
   如下图，在已经激活的TCP连接上，使用了不同的SA地主，DoIP实体报0x02状态码
   
4. 不同的TCP连接上使用相同的SA地址（0x03）
   如下图，在不同的TCP连接上，不可以使用相同的SA地址，否则Doip实体报0x03状态码
   

4 0x0007：Alive check request与0x0008：Alive check response报文

在ISO 13400-2标准中，0x0007：Alive Check Request 报文用于诊断通信中的连接保持机制。它的主要作用是确认通信双方（客户端与服务器）之间的连接是否仍然活跃。

4.1 Alive check request与Alive check response报文作用

1. 检测连接状态
   客户端（如诊断工具）向服务器（如车辆ECU）发送Alive Check Request报文，以确认服务器是否仍然在线并能够响应请求。

2. 保持会话活跃
   在某些诊断协议中，会话可能会因为长时间无通信而超时关闭。通过定期发送Alive Check Request报文，可以防止会话超时，保持会话的活跃状态。

3. 网络健康检查
   通过发送Alive Check Request报文，可以检测网络通信是否正常，是否存在丢包或延迟等问题。

应用场景：

• 在长时间诊断过程中，定期发送Alive Check Request以保持会话。
• 在网络通信不稳定时，检测连接是否正常。
• 在测试或调试过程中，验证诊断通信的可靠性。

不携带DoIP数据，报文中只有DoIP报头。

4.2 Alive check request与Alive check response报文示例

前提：已经建立了TCP连接，测试仪再次发送路由激活请求的时候，DoIP实体才会发出在线检测请求报文。

• 情况1：
  如下图日志，在第二次TCP连接后，发送路由激活请求后，DoIP实体发送负载类型为0x0007的在线检测报文，这里测试仪给了逻辑地址为0x0008的响应报文，并且Soure address参数为0E80，告诉DoIP实体，SA地址为0E80的诊断仪仍然在线。
  
• 情况2：
  Doip实体发出在线检测报文后，诊断设备没有在超时时间(T_TCP_Alive_Check )内给出响应，Doip节点会主动断开TCP连接，并且给出路由激活肯定响应报文。
  注意，TCP断开连接的端口是第一次TCP连接时的端口。
  

4.3 0x0008：Alive check response

诊断设备收到DoIP节点Alive check request报文后，发送Alive check response报文，数据中携带两字节的诊断设备逻辑地址：

此外，诊断设备也可以在没有收到请求报文的情况下向DoIP节点发送该响应报文，以通知DoIP节点诊断设备仍然在线，类似于CAN总线的3E 00/80报文。

5 总结

上个专题与本文对ISO 13400-2定义的所有节点管理报文的作用、帧结构以及示例进行了详细介绍。希望能对大家理解DOIP协议所有帮助！