1 摘要

本文继续对DOIP协议进行介绍，主要是DOIP相关的时间参数、时间参数定义以及流程示例。推荐大家对上文专题进行回顾，有利于系统性学习DOIP协议。
上文专题回顾：
车载以太网网络测试-21【传输层-DOIP协议-4】

2 DoIP时间参数

2.1 ISO 13400定义的时间参数

下表为标准中定义的DoIP时间参数：


以上，是ISO 13400-2定义的时间参数：

1. A_DoIP_Ctrl
   该参数值诊断设备发送完上一个UDP报文后的等待响应的最长等待时间（Timeout：2S），注意两点：
   （1）如果该UDP报文以广播形式发送给多个DoIP节点，那么这个时间指等待所有节点响应的完成的时间。
   （2）该时间参数只针对UDP报文。

2. A_DoIP_Announce_Wait
   该时间参数指定了DoIP实体在响应车辆识别请求之前等待的初始时间，以及在配置有效IP地址后DoIP实体在发送车辆公告消息之前等待的时间。

3. A_DoIP_Announce_Interval
   该时间参数指定了在配置了有效的IP地址后，由DoIP实体发送的三条车辆声明报文之间的时间间隔。延迟时间：500 ms

4. A_DoIP_Announce_Wait
   这个时间参数应用场景有两个：
   （1）DoIP节点在获取IP地址成功到发送第一个车辆声明报文的时间间隔
   （2）DoIP节点在收到诊断设备发送的车辆信息请求报文后发送车辆信息响应报文的时间间隔
   此时间参数的值应在最小值和最大值之间随机确定，随机时间：0-500ms；之所以设置为随机值是为了避免所有DoIP节点同时发送车辆声明报文或车辆信息响应报文，造成网络堵塞。

5. A_DoIP_Announce_Num
   该参数指定了在配置了有效的IP地址后，由DoIP实体发送的车辆公告报文的数量。标准定义：重复：3 次

6. A_DoIP_Diagnostic_Message
   这是指指DoIP节点在接收到DoIP诊断报文的最后一个字节之后，到发送确认ACK或NACK之间的时间间隔。
   该参数有两层含义：
   （1）对DoIP节点来说，它是对性能的要求，要求DoIP节点要在50ms内做出相应；**性能时间：50 ms
   （2）对诊断设备来说，它是发送完诊断报文后的等待时间，超时时间为2s，超时后仍未收到诊断响应报文的话，应该重复发送该诊断报文。

7. T_TCP_General_Inactivity
   该参数指DoIP节点在收到路由激活报文后，且没有进行TCP数据交互的情况下，保持TCP连接的最长时间，超时时间为5min，超时后仍没有任何TCP数据交互的话将关闭TCP连接。

8. T_TCP_Initial_Inactivity
   此超时时间规定了在TCP_DATA套接字建立后，允许的最大无活动时间。如果在指定时间内（超时时间：2S）没有路由激活，DoIP实体将关闭该TCP_DATA套接字。Timeout: 2 s

9. T_TCP_Alive_Check
   该参数指DoIP节点在发送了一个诊断设备在线检查请求报文后等待响应的时间，超时时间为500ms，如果超时后未收到响应，则DoIP节点判断诊断设备已离线，关闭TCP连接。注意，当DoIP节点向TCP socket发送请求失败时也应该启动该定时器，应为这意味着诊断设备通信失败，可能已经离线。 Timeout: 500 ms

10. A_Processing_Time：这个超时时间定义为从外部测试设备发送不需要响应报文（例如禁止肯定响应位为TRUE）但可能需要一些时间进行处理的时间间隔。因此，外部测试设备必须等待至少A_Processing_Time（处理时间）才能向同一个DoIP实体发送另一个请求。Timeout: 2 s

11. A_Vehicle_Discovery_Timer
    该参数是指留给车上DoIP节点做GID同步的时间，诊断设备只有在收到的车辆信息响应报文或车辆声明报文中带有**有效的 VIN/GID 且 VIN/GID sync. status 为 “incomplete(0x10)”**时，才会启动该定时器，等待车上的DoIP节点进行GID同步。Timeout: 5 s

2.2 参数示例

我们把这些时间参数放在通讯流程中，能更加清晰直观地看出各参数的作用：

3 DoIP节点内部状态机

DoIP实体通过TCP的五元组（源IP地址、目的IP地址、源端口号、目的端口号、协议类型）加逻辑地址来识别唯一的DoIP连接。因此，除了TCP socket连接状态外，还维护着一个DoIP逻辑连接状态，状态转换示意图如下图所示：

图中各个事件详解：

1. Connection state -: Listen
   逻辑连接的初始状态为Listen，表示节点正在等待与外部实体的连接。
   （1）Listen状态是DoIP节点在初始化完成并准备好接收连接请求时进入的状态。
   （2）在该状态下，节点会监听来自外部实体的TCP连接请求（通常是诊断客户端或其他DoIP节点）。
   （3）如果节点是服务器角色（例如ECU），它会持续监听来自客户端的连接请求。
   （4）如果节点是客户端角色（例如诊断工具），它可能会主动发起连接请求。

2. 当TCP连接建立并进入ESTABLISHED状态后，逻辑连接跳转至Initialized状态并启动Initial inactivity timer；
   注：Initial inactivity timer，当DoIP逻辑连接处于Initialized状态时，如未收到有效的路由激活报文，当Initial inactivity timer超时后，DoIP实体会主动关闭此类无效的初始连接。ISO 13400中建议其初始值为2秒。

3. 当接收到诊断仪发送的正确的路由激活报文后，跳转至Registered [pending for authentication] 状态，停止Initial inactivity timer并开启General inactivity timer；
   注：General inactivity timer，当DoIP逻辑连接处于Registered状态时，如一段时间之内没有数据的收发行为发生，当General inactivity timer超时后，DoIP实体会主动关闭此类不活跃连接。ISO 13400中建议其初始值为5分钟，计时器在每一次数据收发时均会被重置为初始值。

4. Registered [pending for authentication] 状态下，如认证完成或无需认证，跳转至Registered [pending for confirmation]；如果认证失败、General inactivity timer超时或Alive check报文无响应，会跳转至Finalize状态；

5. Registered [pending for confirmation] 状态下，如确认完成或无需确认，跳转至 Registered [routing active]，到此状态，DoIP逻辑连接激活完成，可以开始进行诊断会话。如果确认失败、General inactivity timer超时或Alive check报文无响应，会跳转至Finalize状态。
   状态机中认证（Authentication）和确认（Confirmation）的方法在ISO 13400中并无定义，如果有需求，可使用路由激活报文中的Activation type和Reserved for OEM-specific use字段来实现。

4 UDSonIP概述

ISO 14229-5 是 统一诊断服务（UDS） 标准的一部分，具体规定了 UDS over Internet Protocol (UDSonIP) 的实现方式。UDSonIP 是一种将 UDS 协议应用于基于 IP 网络的诊断通信的方式，主要用于现代车辆中支持以太网通信的电子控制单元（ECU）。
1.UDS服务的特殊规定：
部分UDS服务在应用于DoIP的时候，由于以太网通信的特性，会有下文所述的一些特殊规则。
（1）DiagnosticSessionControl (0x10) service
诊断会话控制切换会导致TCP连接中断，在再次开始诊断前要重新建立TCP连接，并发送路由激活报文。
（2）ECUReset (0x11) service
ECU复位会同样会导致TCP连接断开，路由激活失效，在再次开始诊断前也要重新建立TCP连接，并发送路由激活报文（针对所有相关DoIP节点）。
（3）ReadDataByPeriodicIdentifier (0x2A) service
这个服务我觉得其实没啥影响，只是服务原语和CAN有所不同，涉及到的具体章节是ISO 14229-5-6.5，我也没有仔细研究，大家用到的时候可以详细查查标准原文。
2. 时间参数：
ISO 14229-2中定义的有关UDS会话层的时间参数，UDSonIP中常用的时间参数如下：
（1）P6
P6的概念和P2很像，都是发送方等待接收方的响应的时间，不同之处在于P2是刚开始接收到响应即停止，P6是响应完全接收完毕才停止。车载以太网因为本身实时性就不如CAN这一类的网络，还可能涉及到路由转发，所以网络延迟可能比较长，所以有时候需要考虑P6。
（2）P4Server
P4Server这个时间参数其实不只是UDSonIP用到，UDSonCAN也可能用到，但用的比较少。它的含义是ECU接收到诊断请求后到最终的诊断肯定响应或否定响应（不包含NRC 0x78）的时间间隔，它是对ECU性能的要求，目的是防止ECU长时间返回NRC 0x78的否定响应。
当P4Server_max与P2Server_max相同的时候，就意味着不允许ECU返回NRC 0x78的否定响应。
标准中还规定，连续返回NRC 0x78时，时间间隔不能小于0.3 * P2*Server_max，以避免网络中存在过多不必要的否定响应。
以上就是有关UDSonIP的内容，UDSonIP在其他方面与UDSonCAN没有太大的不同。

5 总结

以上是对DOIP协议所有内容的介绍，希望能对大家学习DOIP协议所有帮助！