背景

在之前专题介绍过DOIP诊断路由相关的知识，仅简单对DOIP诊断通信流程做了介绍，大家可能在实际学习或者做项目过程中会不太好理解，本文将从CANoe的log进行详细介绍。
车载网关测试入门4【路由功能】补充3-DOIP诊断路由

DOIP诊断流程

我们知道在进行DOIP诊断通信之前，必须完成以下步骤：

• 建立物理层连接
• 车辆发现
• 建立TCP连接
• 路由激活
• 诊断通信

但是，具体这些步骤是怎么进行的呢？详细做了哪些操作呢？在进行详细介绍之前，还是先看看上文展示的DOIP诊断通信流程的示意图，如下图：

建立物理连接

• 物理硬线的连接
  也即是测试设备（比如VN5650）与DUT（被测件，本文选取的是边缘节点）的正确连接；何谓正确连接？直观表现是Link up，那如何Link up呢？其实这就是以太网物理层的概念了。需要按照主机厂需求进行以下配置：
• 通信俩主机的主从模式；
  比如：对于以太网通信的两个主机来说，必须在物理层，设置一端是Master，一端是Slave，当然有的主机是支持Master/Slave Auto-Detect的，那么对端不管是固定Master或者固定Slave或者Auto-Detect都是可以通信的；
• 通信速率
  比如：10M、100M、1000M；（如果配置Auto-Negotiation自动协商，即便通信速率不一致也不会影响Link状态）
• 以太网线缆的类型
  比如：TX和T1
  由于，本例DUT选择的是边缘节点（比如智能网关、中央域控），所以咱们需要也把DOIP激活线连接上，DoIP激活线的作用是是控制以太网诊断功能启停的硬件信号线（通常为硬线或唤醒信号），这样咱们能保证DUT的后续功能正常。
  如下图：
  

获取IP地址

IP的分配目前有三种方式：静态IP、AutoIP、DHCP，三种分配方式的总结见下图：

本文选择的是DCHP与Auto IP俩种方式。如下图：

如上图，控制器发送DHCP DISCOVER报文，等待服务器分配IP，由于没有连接服务器，所以控制器IP获取失败；一分钟后（项目需求），如果还未通过服务器给控制器分配IP地址，控制器将会自己给自己配置IP地址。
由于服务器在超时时间后未成功给控制器分配IP，因此，控制器会自动随机给自己分配一个IP，并且会广播发送三帧ARP报文xxx.xxx.xxx.201（网关自己分配的）的网络中（目的是询问该IP有人有吗？没人用我就用了，也叫做ARP探针报文），如果网络中没有其它节点回复，也就是该IP地址没有被网络中的节点使用，因此，控制器就可以放心大胆使用xxx.xxx.xxx.201这个IP了。
至此，控制器成功获取了IP。

上图有个有意思的现象，也就是控制器发送的三帧ARP报文是：
源MAC：02：00：00：00：10：21
源IP：0：0：0：0
目标MAC：00：00：00：00：00：00
目标IP：xxx.xxx.xxx.201（网关自己分配的IP）
为什么senderIP不是源主机的IP地址（xxx.xxx.xxx.201），而是全0呢？
因为这三条是为了刺探网络中有没有IP和它冲突（也就是有没有其他节点使用该IP），还不代表这个IP地址可以正式使用
只有发送三条ARP Probe后没有收到ARP响应，说明没有冲突，配置成功，此时ARP协议层还会再发送一条ARP Announcement，senderIP和targetIP都是xxx.xxx.xxx.201（表明我正式用这个IP了）。如下图：

车辆发现

• 3*车辆公告报文
  成功分配到IP地址后，边缘节点会发送三帧车辆公告报文，车辆声明报文（Vehicle announcement），标准规定，当一个DoIP节点成功获取到IP地址后，应在500ms内发送3条车辆声明报文，向网络中的所有DoIP节点广播自己的车辆信息（例如：EID、、GID、VIN码、逻辑地址、Further action required）。如下图：
  
• 车辆识别请求报文
  如果诊断仪（上位机）没有成功接收到控制器发送的三帧车辆公告报文，这时候控制器可以自己主动发送车辆识别请求报文，以获取控制器的车辆信息。如下图：
  
  控制器收到诊断仪（上位机）的车辆识别请求报文后，回复识别应答报文，该报文的内容和三帧车辆公告报文的内容是完全一样的。如下图：
  

添加车辆至列表

在经过上文的物理连接建立和车辆发现步骤后，诊断设备已经获取到了DoIP节点的必要信息，此时诊断设备应将该DoIP节点的信息添加至车辆列表中，供操作人员选择。

建立TCP连接

操作人员选择该车辆后，诊断设备与DoIP节点间建立TCP连接，也即是咱们说的三次握手。如下图：

路由激活

TCP连接建立成功后，诊断设备发送路由激活报文，DoIP节点给出响应。诊断设备向操作人员指示连接成功，这样就可以进行DOIP诊断了。

诊断通信

路由激活步骤执行完毕后，就可以进行诊断通信了，在诊断设备和DoIP节点间传输诊断数据，比如进行故障诊断、软件升级。如下图：

所有诊断操作完成后，操作人员注销诊断设备，诊断设备关闭与DoIP节点间的TCP连接（也即是四次挥手）。

总结

以上，是DOIP诊断通信的流程介绍，希望能帮助到大家更好地理解DOIP诊断。如果本文存在描述问题，也欢迎大家一起探讨！