Android 4.1 Netd詳細分析（一）概述與應用實例

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近來再看Android Netd作為Android 網路很基礎的部分,從這部分開始入門Android network.屬於偏底層的部分，現將個人的一點收穫分享給大家~個人使用的代碼來自Google Android 4.1和 開源論壇 https://www.codeaurora.org/這個論壇可以直接拉下部分公司提供的開放代碼我是用的是QCOM高通的，代碼可能會有細微差異但Netd整體構架不會變化。

個人郵箱：xiaokeweng@gmail.com

基本的環境配置和搭建就不贅述，如果你自己認為自己還是嶄新的新手，我有個人看過的關於Android底層開發，系統級別需要了解的知識的博客列表~LINK（待完善）：

所謂 Netd 就是Network Daemon 的縮寫，表示Network守護進程，類似的命名還有很多，例如 Vold（Volumn Deamon）---磁碟管理，Rild（Radio Interface Layer Deamon）--- 電話的基本數據功能……類似的還有好多，遍及Android各類服務，各個層次~

Netd負責跟一些涉及物理埠的網路操作相關的功能實現，例如帶寬控制（Bandwidth），網路地址轉換（NAT），個人區域網（pan），PPP鏈接，soft-ap，共享上網（Tether）等等……都是按照模塊（.cpp+.h）組織在netd文件目錄下的~

Android Netd 相關的基本框架的四大部分：

(1)Linux Kernel 用於檢測 network 相關的所有 event 事件。

(2)Netd 作為 Kernel 與 Framework 之間通信的橋樑。

(3)Framework 層操作 Netd,向 Netd 發送操作命令。

(4)UI 與 Framework 交互,用於用戶進行網路的操控。

涉及主要源碼位置：

Netd:

/System/netd

/system/core/libsysutils/src

/system/core/include/sysutils

Framework:

/frameworks/base/services/java/com/android/server

先統領一下~整體的框架圖~ 很不規範，會意即可，之後還會詳細介紹：

如下式Netd下的文件，我們將按照從下至上的流程分析它

~leo/myAndroid/System/netd/

0:[+] Android.mk *0:[+] BandwidthController.cpp *0:[+] BandwidthController.h *0:[+] CleanSpec.mk *0:[+] CommandListener.cpp *0:[+] CommandListener.h *0:[+] DnsProxyListener.cpp *0:[+] DnsProxyListener.h *0:[+] IdletimerController.cpp *0:[+] IdletimerController.h *0:[+] List.h *0:[+] MDnsSdListener.cpp *0:[+] MDnsSdListener.h *0:[+] NatController.cpp *0:[+] NatController.h *0:[+] NetdCommand.cpp *0:[+] NetdCommand.h *0:[+] NetdConstants.cpp *0:[+] NetdConstants.h *0:[+] NetlinkHandler.cpp *0:[+] NetlinkHandler.h *0:[+] NetlinkManager.cpp *0:[+] NetlinkManager.h *0:[+] PanController.cpp *0:[+] PanController.h *0:[+] PppController.cpp *0:[+] PppController.h *0:[+] ResolverController.cpp *0:[+] ResolverController.h *0:[+] ResponseCode.h *0:[+] RouteController.cpp *0:[+] RouteController.h *0:[+] SecondaryTableController.cpp *0:[+] SecondaryTableController.h *0:[+] SoftapController.cpp *0:[+] SoftapController.h *0:[+] TetherController.cpp *0:[+] TetherController.h *0:[+] ThrottleController.cpp *0:[+] ThrottleController.h *0:[+] logwrapper.c *0:[+] main.cpp *0:[+] ndc.c *0:[+] oem_iptables_hook.cpp *0:[+] oem_iptables_hook.h *

從init.rc文件中可以看到，是在啟動就開始運行的一個系統級的守護進程。而且同 Vold 基本並列~ 對於init.rc文件的意義請參考附錄2

二.基本實例

就拿手機的soft-ap功能來舉例吧~

以使用 softap(Soft Access Point - 軟 AP)為例。軟 Ap 可以為遊戲應用提供聯機對戰的功能, 也可以基於軟 ap 實現網路共享, 即連接到軟 Ap 上的設備可以共享軟 Ap 設備的網路, 比如手機可以作為軟 Ap, 筆記本連進來就可以通過手機的 3g 上網。以htc 中的 WLAN 熱點的 app,如下圖所示。

1)設置並開啟 softap(攜帶型 WLAN 熱點)

在 Setting 選項中進行設置,該設置功能的開啟將涉及相關的UI 路徑下相關的文件,packages /apps/Settings/src/com/android/settings/wifi 路徑下,程序中的 WifiApEnabler. OnPreferenceChange 里, 設置 soft ap 在 wifiApDialog.onClick 里。知道就行，因為你不一定有……?

2)調用相應的處理函數,通過 socket 向 netd 下發命令。

對於 app 層的函數調用關係不做詳細介紹,最終會調用到 Framework 層的 NetworkManagementService.startAccessPoint 函數。

[java] view plaincopy?

1. //NetworkManagementService.java
2. @Override
3. publicvoidstartAccessPoint(
4. WifiConfigurationwifiConfig,StringwlanIface,StringsoftapIface){
5. mContext.enforceCallingOrSelfPermission(CONNECTIVITY_INTERNAL,TAG);
6. try{
7. wifiFirmwareReload(wlanIface,"AP");
8. if(wifiConfig==null){
9. mConnector.execute("softap","set",wlanIface,softapIface);
10. }else{
11. mConnector.execute("softap","set",wlanIface,softapIface,wifiConfig.SSID,
12. getSecurityType(wifiConfig),wifiConfig.preSharedKey);
13. }
14. mConnector.execute("softap","startap");
15. }catch(NativeDaemonConnectorExceptione){
16. throwe.rethrowAsParcelableException();
17. }
18. }

NetworkManagementService 顧名思義是 Android 系統的網路管理服務, 負責比較特殊的網路的設置(比如網路共享(Tether)和網路地址轉換(Nat)和 ip 轉發(ip forwording))和向上層通知網路相關的事件。mConnector 是一個 NativeDaemonConnector, 這裡用來和系統的 netd 守護進程通過 socket 進行通信。

3) netd 接受命令並進行處理,並將處理結果反饋給 Framework 層。

NetworkManagementService 的好多功能都是通過 Netd 實現的。 Netd 的代碼在/system/netd 里。Netd 中 softap 控制的功能在/system/netd/SoftapController.{h,cpp}里, 具體的執行是通過調用網卡驅動的 ap 功能, 適具體網卡驅動提供的 soft-ap 介面不同而不同。NetworkManagementService 通過 NativeDaemonConnector 向下通過 socket 向下 softap 相關的字元串命令,NativeDaemonConnector 中維護著與 Netd 中 CommandListener 相關聯的內部socket 線程。兩者可以通過它相互通信。

[cpp] view plaincopy?

1. //CommandListener.cpp
2. intCommandListener::SoftapCmd::runCommand(SocketClient*cli,
3. intargc,char**argv){
4. intrc=0,flag=0;
5. char*retbuf=NULL;
7. if(argc<2){
8. cli->sendMsg(ResponseCode::CommandSyntaxError,"SoftapMissingargument",false);
9. return0;
10. }
12. if(!strcmp(argv[1],"start")){
13. rc=sSoftapCtrl->startDriver(argv[2]);
14. }elseif(!strcmp(argv[1],"stop")){
15. rc=sSoftapCtrl->stopDriver(argv[2]);
16. }elseif(!strcmp(argv[1],"startap")){
17. rc=sSoftapCtrl->startSoftap();
18. }elseif(!strcmp(argv[1],"stopap")){
19. rc=sSoftapCtrl->stopSoftap();
20. }elseif(!strcmp(argv[1],"fwreload")){
21. rc=sSoftapCtrl->fwReloadSoftap(argc,argv);
22. }elseif(!strcmp(argv[1],"clients")){
23. rc=sSoftapCtrl->clientsSoftap(&retbuf);
24. if(!rc){
25. cli->sendMsg(ResponseCode::CommandOkay,retbuf,false);
26. free(retbuf);
27. return0;
28. }
29. }elseif(!strcmp(argv[1],"status")){
31. ……
32. ……

4) Framework 受到回饋的信息,並通知 UI 處理結果,呈現給用戶。

5)相關的 Log 實例:（adb logcat NetdConnector:D NetworkManagementService*:S）

如果不懂logcat參考附錄（4）

D/NetworkManagementService( 1760):===================startAccessPointcommandLine=softap set wlan0 wlan0 "HTC Portable Hotspot E2D4" "wpa2-psk" *** 0 0 5 0D/NetdConnector( 1760): SND -> {softap set wlan0 wlan0 "HTC Portable Hotspot E2D4""wpa2-psk" "3FF8F7531FBB9" 0 0 5 0} {null}D/NetdConnector( 1760): already send Command (Wait Response)D/NetdConnector( 1760): listenToSocket read--: (31,0)D/NetdConnector( 1760):RCV <- {200 Softap operation succeeded}D/NetdConnector( 1760):RSP <- {200 Softap operation succeeded}D/NetdConnector( 1760): No Resp times=0D/NetdConnector( 1760): finish send Command (complete)D/NetdConnector( 1760): SND -> {softap startap} {null}D/NetdConnector( 1760): already send Command (Wait Response)D/NetdConnector( 1760): listenToSocket read--: (31,0)D/NetdConnector( 1760): RCV <- {600 Iface linkstate wlan0 down}D/NetdConnector( 1760): listenToSocket read--: (24,0)D/NetdConnector( 1760): RCV <- {600 Iface added m.wlan0}D/NetdConnector( 1760): listenToSocket read--: (33,0)D/NetdConnector( 1760): RCV <- {600 Iface linkstate m.wlan0 down}D/NetdConnector( 1760): listenToSocket read--: (31,0)D/NetdConnector( 1760): RCV <- {600 Iface linkstate m.wlan0 up}D/NetdConnector( 1760): listenToSocket read--: (31,0)D/NetdConnector( 1760):RCV <- {200 Softap operation succeeded}D/NetdConnector( 1760):RSP <- {200 Softap operation succeeded}D/NetdConnector( 1760): No Resp times=0D/NetdConnector( 1760): finish send Command (complete)D/NetdConnector( 1760): SND -> {softap setMaxConns 5} {null}D/NetdConnector( 1760): already send Command (Wait Response)D/NetdConnector( 1760): listenToSocket read--: (31,0)D/NetdConnector( 1760): RCV <- {200 Softap operation succeeded}D/NetdConnector( 1760): RSP <- {200 Softap operation succeeded}D/NetdConnector( 1760): No Resp times=0D/NetdConnector( 1760): finish send Command (complete)D/NetdConnector( 1760): listenToSocket read--: (29,0)D/NetdConnector( 1760): RCV <- {600 Iface linkstate wlan0 up}D/NetdConnector( 1760): listenToSocket read--: (29,0)D/NetdConnector( 1760): RCV <- {600 Iface linkstate wlan0 up}D/NetdConnector( 1760): listenToSocket read--: (29,0)D/NetdConnector( 1760): RCV <- {600 Iface linkstate wlan0 up}D/NetdConnector( 1760): SND -> {interface getcfg wlan0} {null}D/NetdConnector( 1760): listenToSocket read--: (65,0)D/NetdConnector( 1760): already send Command (Wait Response)D/NetdConnector( 1760): RCV <- {213 1c:b0:94:36:bf:cb 0.0.0.0 0 [up broadcast runningmulticast]}D/NetdConnector( 1760): RSP <- {213 1c:b0:94:36:bf:cb 0.0.0.0 0 [up broadcast runningmulticast]}

D/NetworkManagementService( 1760): rsp <213 1c:b0:94:36:bf:cb 0.0.0.0 0 [upbroadcast running multicast]>D/NetworkManagementService( 1760): flags <[up broadcast running multicast]>D/NetdConnector( 1760): SND -> {interface setcfg wlan0 192.168.1.1 24 [up]} {null}D/NetdConnector( 1760): listenToSocket read--: (32,0)D/NetdConnector( 1760): RCV <- {200 Interface configuration set}D/NetdConnector( 1760): already send Command (Wait Response)D/NetdConnector( 1760): RSP <- {200 Interface configuration set}D/NetdConnector( 1760): No Resp times=0D/NetdConnector( 1760): finish send Command (complete)E/NetworkManagementService( 1760): DEBUG softap setmaclist: softap setmaclist 0 "" ""D/NetdConnector( 1760): SND -> {softap setmaclist 0 "" ""} {null}D/NetdConnector( 1760): already send Command (Wait Response)D/NetdConnector( 1760): listenToSocket read--: (31,0)D/NetdConnector( 1760): RCV <- {200 Softap operation succeeded}D/NetdConnector( 1760): RSP <- {200 Softap operation succeeded}D/NetdConnector( 1760): No Resp times=0D/NetdConnector( 1760): finish send Command (complete)D/NetdConnector( 1760): SND -> {tether interface add wlan0} {null}D/NetdConnector( 1760): already send Command (Wait Response)D/NetdConnector( 1760): listenToSocket read--: (31,0)D/NetdConnector( 1760):RCV <- {200 Tether operation succeeded}D/NetdConnector( 1760):RSP <- {200 Tether operation succeeded}D/NetdConnector( 1760): No Resp times=0D/NetdConnector( 1760): finish send Command (complete)D/NetdConnector( 1760): SND -> {softap getassoclist} {null}D/NetdConnector( 1760): already send Command (Wait Response)D/NetdConnector( 1760): listenToSocket read--: (7,0)D/NetdConnector( 1760): RCV <- {222 0|}D/NetdConnector( 1760): RSP <- {222 0|}D/NetdConnector( 1760): No Resp times=0D/NetdConnector( 1760): finish send Command (complete)E/NetworkManagementService( 1760): DEBUG softap getassoclist: 0|D/NetdConnector( 1760): SND -> {ipfwd enable} {null}D/NetdConnector( 1760): already send Command (Wait Response)D/NetdConnector( 1760): listenToSocket read--: (30,0)D/NetdConnector( 1760): RCV <- {200 ipfwd operation succeeded}D/NetdConnector( 1760): RSP <- {200 ipfwd operation succeeded}D/NetdConnector( 1760): No Resp times=0D/NetdConnector( 1760): finish send Command (complete)D/NetworkManagementService( 1760): stopTetheringD/NetdConnector( 1760): SND ->{tether status} {null}D/NetdConnector( 1760): listenToSocket read--: (31,0)……

……

附錄(待完善……)

（1）Android啟動流程&結構框架

（2）Vold+12篇章

（3）init.rc文件的意義

（4）logcat

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