请求类型
在介绍事务层之前，首先简单地了解一下PCIe总线的通信机制。假设某个设备要对另一个设备进行读取数据的操作， 首先这个设备（称之为Requester）需要向另一个设备发送一个Request，然后另一个设备（称之为Completer）通过Completion Packet返回数据或者错误信息。 在PCIe Spec中，规定了四种类型的请求（Request）：Memory、IO、Configuration和Messages。 其中，前三种都是从PCI/PCI-X总线中继承过来的，第四种Messages是PCIe新增加的类型。详细的信息如下表所示：
只有Memory Write和Message是Posted类型的，其他的都是Non-Posted类型的。
所谓Non-posted，就是Requester发送了一个包含Request的包之后，必须要得到一个包含Completion的包的应答，这次传输才算结束，否则会进行等待。
所谓Posted，就是Requester的请求并不需要Completer通过发送包含Completion的包进行应答，当然也就不需要进行等待了。 很显然，Posted类型的操作对总线的利用率（效率）要远高于Non-Posted型。
那么为什么要分为Non-Posted和Posted两种类型呢？对于Memory Writes来说，对效率要求较高，因此采用了Posted的方式。 但是这并不意味着Posted类型的操作完全不需要Completer进行应答，Completer仍然可采用另一种应答机制——Ack/Nak的机制（在数据链路层实现的）。
PCIe的TLP包共有一下几种类型：
几种事务传输
Non-Posted Transaction（包括Ordinary Read、Locked Read和IO/Configuration Writes）与Posted Writes（包括Memory Writes和Message Writes）。
Non-Posted Transaction
Ordinary Reads （普通读）
下图显示的是一个Endpoint向System Memory发送读请求（Read Request）的例子。
在这个例子中，Endpoint的读请求通过了两个Switch，然后到达其目标，即Root。
Root对读请求的包进行解码后，并从中识别出操作的地址，然后锁存数据，并将数据发送至Endpoint，即包含数据的Completion包，ClpD。
需要注意的是，PCIe允许每个包的最大数据量（Max Data Payload）为4KB，但实际上设计者往往会采用较小的Max Payload Size（比如128，256，512，1024和2048）。
因此，常常一个读请求会对应多个ClpD，即将大于Max Payload Size的数据分成多个包发送。如果遇到错误，则Root会通过Completion包告知相应的Endpoint。 （Payload 4KB正好对应linux MMU的页（page）大小，默认也是4KB）
注：Root向发送请求的Endpoint发送Completion包，是通过Request包中的BDF信息（Bus，Device和Function）进行查找对应的Endpoint的。
Locked Reads
Locked请求实际上是PCIe为了兼容早期的PCI总线而设置的一种方式，对于非PCI兼容的设计中，是不允许使用Locked操作的。 并且也只有Root可以发起Locked请求操作，Endpoint是不可以发起Locked请求操作的。下图显示的是一个简单的Locked Read请求操作：
Locked Read主要用于支持一种叫做Atomic Read-Modify-Write操作，这是一种高优先级且不可被打断的操作。主要用于测试链路状况等任务。
（针对PCI设备，PCIe设备禁止使用Locked操作）
此外，Locked操作采用的是目标存储寻址（Target Memory Address）来寻找Legacy Endpoint（PCI设备），而不是采用前面介绍的BDF。
个人补充：这个Locked Read是PCIE用来兼容老的PCI的一种方式，本身PCIE设备是不会使用这种方式的， 只有在PCIE中桥接了老的PCI设备时，访问老的PCI设备时才会用到这种读。为了兼容老的PCI设备专门做的。
IO/Configuration Writes
下图是一个Non-Posted IO写操作的例子。和Locked操作一样，IO操作也是为了兼容早期的PCI设备，在PCIe设备中也是不建议使用。
Posted Writes
Memory Writes
前面的文章有所提及，PCIe中的Memory写操作都是Posted的，因此Requester并不需要来自Completer的Completion。一个简单的Memory Writes例子如下图所示：
因此没有返回Completion，所以当发生错误时，Requester也不会知道。但是，此时Completer会将错误记录到日志（Log），然后向Root发送包含错误信息的Message。
Message Writes
和其他的几种类型不太一样，Message支持多种Routing方式。比如Requester可以将Message发送至一个指定的Completer， 但是不管指定的Completer是不是Root，Root都会自动的收到来自任何一个Endpoint发送的Message。 此外，当Requester是Root的时候，Requester还可以向所有的Endpoint进行广播发送Message。
不得不说，Message机制的提出帮助PCIe总线省去了很多PCI总线中的边带信号。 PCI中很多用于中断、功耗管理、错误报告的边带信号，在PCIe中都通过了Message来进行实现了。
服务质量（QoS）
PCIE支持QoS，PCI和PCI-X不支持。QoS，包括传输速率，有效带宽，延迟，优先级，误码率等等。 比如，音视频相对于硬盘类存储设备，需要更高的优先级，以及稳定的带宽保证，低延迟保证。
PCIe Spec中为每一个包都分配了一个优先级，通过TLP的Header中的3位（即TC，Traffic Class）。如下图所示：
TC值越大，表示优先级越高，对应的包也就会得到优先发送。一般来说，支持QoS（Quality of Service）的PCIe总线系统， 对于每一个TC值都会有一个独立Virtual Channel（VC）与之对应。这个Virtual Channel实际上就是一个Buffer，用于缓存数据包。
注：当然也有那些只有一个VC Buffer的，此时不管包的TC值如何，都只能缓存在同一个VC Buffer中，自然也就没有办法保证按优先级传输了。 这样的PCIe设备称之为不支持QoS的PCIe设备。
图中左下角的Endpoint（即Isochronous Traffic）的优先级（假设为7）比右边的Endpoint（即Ordinary Traffic）的优先级（假设为0）要高。 因此，在Switch中，来自左边的Endpoint的包会得到优先传输。而Switch的这种判决操作叫做端口仲裁（Port Arbitration）。 (Switch 将两个数据包分别移动到各自的虚拟信道缓冲区中Virtual Channels，VC0和VC7，VC缓冲区的优先级是可配的， 假设VC7优先级更高，则VC7优先发送，因为公共的出端口就一个。这样就实现了QoS 带宽保证，低延迟保证)
默认情况下，VC Buffer中的数据包是按照包达到的时间顺序，依次放入VC Buffer中的。但是也并不是总是这样， PCIe总线继承了PCI/PCI-X总线关于Transaction-Ordering和Relaxed-Ordering的架构，但也只是针对相同的TC值才有效。 关于Transaction-Ordering和Relaxed-Ordering，可以去参考PCI-X的Spec。
流量类别TC和虚拟信道VC
TC是在数据包内发送的一个TLP头字段，在端到端通过结构时没有改变。本地应用软件和系统软件应根据性能要求确定某个TLP使用什么样的TC标志。 VC是物理缓冲区，它通过使用发送和接收器虚拟信道缓冲区，提供一种在物理链路上支持多个独立逻辑数据流的手段。 不同的TC会被映射到不同的VC，最简单的方式是将TC和VC一一对应。
端口仲裁和VC仲裁
对于每个出端口，交换器能实现两种类型的仲裁：端口仲裁和VC仲裁。 端口仲裁在抵达不同的入端口、但映射到公共出端口的同一虚拟信道（经过TC-VC映射之后）的两个数据包之间进行仲裁。端口仲裁器能实现循环仲裁、加权循环仲裁或基于时间的可编程循环仲裁方案，可通过配置寄存器来选择。 VC仲裁发生在端口仲裁之后。对于给定的出端口，来自所有VC的数据包竞争同一个出端口发送。VC仲裁解决不同的VC缓冲区中的TLP转发至链路的顺序问题。所支持的VC仲裁策略包括严格的优先级仲裁、循环仲裁和加权循环仲裁方案，可通过配置寄存器选择。 另外，端点设备Endpoint和只有一个端口的Root Complex不支持端口仲裁。它们仅支持处理层VC仲裁。
