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@21小跑堂
对于USB（通用串行总线）这个词，大家耳熟能详，基本上工作时都要与其打交道，也会使用很多USB设备，比如USB键盘，鼠标，U盘，摄像头和USB HUB等等。那对于不同的USB设备，数据通信方式是一样的吗？也就是说什么又是USB的数据传输类型呢？通俗一点来说，其实就是USB主从设备在进行数据通信时，通过什么方式来进行数据交互的，我们就以一张通过wireshark软件抓取的USB报文截图来开始这篇文章：
上图里的“URB transfer type：URB_INTERRUPT (0x01)”指的就是当前报文数据是通过什么数据类型进行传输的，很明显，直译过来就是中断方式，其中的0x01对应中断方式。 标准USB协议其实是定义了四种主要的数据传输类型，包括： 控制传输（Control Transfer）； 中断传输（Interrupt Transfer）； 批量传输（Bulk Transfer）； 同步传输（Isochronous Transfer）. 对于这四种数据传输方式的特点、用途和典型设备，我们通过下面这个表格来对比看下就比较清楚了： | 数据传输类型 | | | | | 控制传输 | | | | | 中断传输 | | | | | 批量传输 | | 用于传输数据量大、但对时间不敏感的数据，保证数据内容100%正确（有错误会重传） | USB串口设备、U盘（读写文件）、USB外置硬盘、打印机和扫描仪等 | | 同步传输 | | 用于流媒体，允许偶尔丢帧，但不能容忍因重传造成的卡顿或延迟 | USB摄像头（实时画面）、USB麦克风和USB音响/耳机（音频流）等 |
另外，数据传输类型这个字段在USB协议里面一般定义为transfer_type，被封装在URB数据块里面，如下所示：
USB其实是通过一个称为URB（USB Request Block，USB请求块）的东西和所有的USB通信；USB数据传输都是以URB请求、URB生成、URB递交、URB释放为主线。 所以你看到的报文，数据传输类型都在URB树下面，也可以称之为URB数据传输类型：
接下来我们结合wireshark抓取的报文数据再来逐个认识一个几个数据传输类型吧。 1、控制传输：类型码0x02 当USB设备插入主机时，主机都是通过控制传输先读取设备的相关描述符，然后分配地址和加载驱动程序等，也就是说几乎所有USB设备都必须支持控制传输的端点0。下面的报文就是插入一个USB键盘到电脑上时抓取的报文：
带“GET”字样的报文一般就是USB主机（电脑）向USB设备（USB键盘）请求获取相关描述符信息，“Request”是主机到设备的请求，“Response”是设备到主机的数据响应。我们看下请求设备描述符的报文：
再看下响应配置描述符的报文：
其他请求描述符也是一样，USB数据传输类型都是控制传输（URB_CONTROL 0x02）。 2、中断传输：类型码0x01 当你操作USB按键或者操作USB鼠标的时候，交互的数据类型就是中断传输。比如我们操作几次按键对应的报文如下： 当然，为了方便查看报文，你可以加入过滤报文的命令，比如当你通过描述符数据知道对应USB设备的设备地址（device address）为10后，就可以加入usb.device_address == 10命令来只抓取和显示此设备的报文：
USB按键的按下和松开都会发送报文数据，其实不用看具体报文内容，在Info栏都能直接看出是中断传输了吧。 我们来看下报文也可以：
另外，如果你对传输类型字段的名称和类型码比较熟悉，也可以按照设置过滤命令的方法来快速找到对应类型的报文：usb.transfer_type == 类型码
3、批量传输：类型码0x03 当你通过U盘进行文件等拷贝的时候，应该就能看到批量传输的报文了，不过这里我不用这种方式抓取，我正在开发的一款USB键盘板子上有一个串口，通过USB转串口工具连接到了电脑上，按键时会有数据打印到串口助手，正好可以来查看，CH340的USB转串口工具也是一个USB设备：
按照上面的方法，输入过滤命令usb.transfer_type == 0x03进行查找：
果然确实有，这种方法其实很高效的：
如果你好奇这段批量数据是什么，可以用工具将hex格式转成ascii格式查看一下：
就是串口打印数据的一部分内容：
4、同步传输：类型码0x04 对于实时性要求比较高的场景和设备，比如USB摄像头等等，都是通过同步传输实现的。大家可以想想通信领域的同步概念（比如串口USART等），其实主要目的就是为了保证通信数据的实时性。 由于手头上没有这类设备，所以就没办法看一看报文了，真是抓不到：
我这边从网上找了一个同步传输的报文，大家也可以看一下，基本都是类似的：
感兴趣的坛友们如果正好有对应的USB设备的话，不妨一试，然后把抓到的同步传输报文发来一起看看。 USB设备里面涉及的USB HID协议的内容其实是非常丰富的，如果你正在学习，不妨可以通过这种抓包结合的方式来深入学习，我觉得会有事半功倍的效果呢，也欢迎随时讨论。
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