MCTP协议的简单介绍

Hi。IC验证工程师在日常工作中会接触到各种各样的协议，小杜最近就在验证的时候接触到了MCTP协议，虽然硬件媒介层只负责传输数据，确保数据传输流程、数据包格式、数据正确即可，具体的数据包分析由软件控制，但正如小杜师傅所说，既然验到了，最好还是对协议及应用做深一步了解，这样才能对验的东西有更好的认知。本文只是对MCTP协议和基于MCTP框架的部分协议的简单介绍，如有错误，还请批请指教。

MCTP(Management Component Transport Protocol)是一种用于在计算机系统中传输管理信息的协议，具有很强的灵活性、扩展性，可用于不同的管理控制器和设备之间进行通信。因为MCTP协议可以在多种底层传输媒介上运行，如I2C、SMBus、I3C、PCIe、USB和以太网等，因此MCTP在不同的硬件平台和通信环境中具有广泛的适用性。

MCTP采用分层架构，包括MCTP控制协议层、消息传输层和底层传输媒介层。

控制协议层负责消息格式和控制命令。

消息传输层负责处理消息的分片、重组和传输。由于MCTP协议规定底层最多一次传输69 bytes，因此当消息(message)超过时，发送端需要对消息分片，接收端对片消息进行重组。这种方式可以提高传输和效率和可靠性。‍‍‍‍

底层传输媒介层负责实际的物理传输，每次传输一个MCTP packet。‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍

MCTP还支持多级地址映射和路由，允许在复杂的系统拓扑中灵活地传输消息。

MCTP协议框架可以承载多种上层协议。比如PLDM、SPDM、NC-SI、VDM以及OEM定制协议。这里只着重介绍下PLDM和SPDM。

PLDM有多种子协议，每个子协议针对特定的管理功能，比如：‍

SPDM消息格式包含以下字段：

SPDM的工作流程如下：

PLDM(Platform Level Data Model)

PLDM是由DMTF定义的一组管理协议，旨在标准化系统管理组件之间的数据交换。PLDM Message由固定格式的头(Message Header)和可变长度的负载组成。头部包含以下字段：

PLDM Type：标识消息的PLDM类型

PLDM Command/Respone：标识具体的命令或响应。

Instance ID：标识消息的实例，确保消息的唯一性和可追踪性。

Payload Length：负载数据的长度，长度可变。‍‍‍‍‍‍

Payload：实际的消息内容，根据不同的PLDM类型和命令具有不同的格式。

PLDM for Firmware Update：提供固件更新的标准机制，支持固件映像的传输、验证和应用，主要用于服务器、存储设备、网络设备的固件更新。

PLDM for Monitoring and Control：提供设备状态监控和控制的标准接口，主要用于实时监控设备的健康状态，执行远程控制操作。

PLDM for Platform Initialization：定义了平台初始化和配置的标准流程，应用于系统启动过程中的设备初始化和配置管理。

PLDM for BIOS Control and Configuration：提供BIOS设置和控制的标准接口，应用于远程配置和管理BIOS设置。

SPDM (Security Protocol and Data Model)

SPDM用于设备认证和安全通信。SPDM提供设备间的双向认证机制，确保通信双方身份真实性，并且定义了建立安全通信通道的流程，确保数据传输的机密性和完整性。同时，SPDM支持多种认证和加密算法以满足不同安全级别的需求。

SPDM Version：协议版本号。

Request/Response Code：标识请求或响应的类型。

Session ID：标识会话的唯一ID。

Payload Length：负载数据的长度，长度可变。

Payload：实际的消息内容，包括认证信息、密钥协商信息和加密数据。

认证过程：通信双方发现对方的存在，初始化认证流程，随后通过数字证书和挑战-响应机制验证对方身份，认证通过后，双方协商生成会话密钥用于后续通信加密。

安全通信：使用认证过程中生成的会话密钥对传输的数据进行加密，通过消息认证码或数字签名保护数据的完整性，防止篡改，并且每次通信都会附加认证信息，确保消息的真实性，防止重放攻击。

NC-SI(Netword Controller Sideband Interface)

‍NC-SI协议用于管理网络和控制器，通过带外通信通道(如基板管理控制器，BMC)与网络控制器进行通信。

VDM (Vendor Defined Message)

供应商自己定义的私有消息类型，以满足其特定功能需求。

通过上述基于MCTP协议框架的协议不难猜到，MCTP主要应用于数据中心、服务器管理和高性能计算环境。‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍

服务器和数据中心管理：通过BMC和其他管理控制器，实现对服务器硬件的监控、配置和控制。

固件更新：通过PLDM for Firmware Update协议，在运行过程中安全、可靠地更新系统固件。

安全认真和通信：通过SPDM协议来确保管理通信的安全性，防止未授权的访问和数据篡改。

网络控制器管理：通过NC-SI协议配置和管理网络控制器，以提高网络性能和安全性。

小杜这里只是对MCTP和一些承载协议的特性、功能和使用场景做了简单的介绍，具体到每个协议的使用还需要看对应的spec及具体使用场景，因为小杜目前还不涉及软件层，也尚无精力研究每一份spec，所以就先写到这儿啦。感谢你看到这里。