玩转「Wi-Fi」系列之Connman剖析(六)

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译者：程序手艺人
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连接管理器（ConnMan）是一个连接管理守护进程（connmand），用于管理运行Linux操作系统的设备中的Internet连接。它提供低内存消耗，并对网络条件变化进行快速，连贯，同步的反应。

ConnMan有各种插件，是一个完全模块化的系统，可以扩展以支持各种有线或无线技术.插件方法可以轻松适应和修改各种用例。诸如DHCP和域名解析之类的配置方法是使用插件实现的。

所有应用程序都应该使用D-Bus与ConnMan进行通信。它与嵌入式Yocto构建系统一起使用，是GENIVI车载信息娱乐规范的一部分。

ConnMan根据GPL v2.0许可证分发。英特尔是ConnMan项目的主要贡献者。

ConnMan体系结构

ConnMan内部基础设施

功能和特点

以下功能内置于连接管理器中：

通用插件基础结构
设备和网络抽象（具有基本的存储支持）
IPv4，IPv4-LL（链路本地）和DHCP - IPv6，DHCPv6和6to4隧道
高级路由和DNS配置
内置DNS代理和智能缓存
内置WISPr热点登录和门户检测
时间和时区配置（使用NTP进行手动和自动）
代理处理（手动和自动使用WPAD）
共享支持（USB，蓝牙和WiFi AP模式）
详细的统计处理（家庭和漫游）

各种插件可以启用网络支持：

以太网插件
WiFi插件与WEP40 / WEP128和WPA / WPA2（个人和企业）
蓝牙插件（使用BlueZ）
2G /3G / 4G插件（使用oFono）

Pugins还提供其他功能：

环回接口设置
PACrunner代理处理
PolicyKit授权支持

Connman D-BUS接口

D-Bus interfaces

应用程序应该使用D-Bus与ConnMan进行通信。
主要入口点是通过管理器对象。
Manager对象包含对服务对象的引用（接口）。
其他接口包括VPN，时钟，任务，技术，会话，通知，对等，代理和计数器。

管理D-BUS接口

应用程序入口点是管理器对象
所有的方法和属性都有解释

管理属性

检索所有全局属性的简单方法如下所示：

bus = dbus.SystemBus()
manager = dbus.Interface(bus.get_object(“net.connman”, “/”), “net.connman.Manager”)
properties = manager.GetProperties()

更改全局属性也很简单。例如，启用所谓的离线模式（AKA飞行模式）就足以设置该属性： manager.SetProperty(“OfflineMode”, dbus.Boolean(1)).

服务界面

先进的界面使用户界面可以轻松访问网络细节和用户选择的偏好。这是服务列表和界面。ConnMan维护一个单一的平面和所有可用服务的排序列表。

服务顺序　

服务状态

每项服务的基本状态都是“闲置”。这意味着此服务目前尚未使用。它也不是试图连接或做任何事情。
“关联”状态表示该服务试图建立与网络的低级连接 - 例如，与WiFi接入点关联/连接。
在“配置”状态下，该服务表明它正在尝试检索/配置IP设置。
“就绪”状态表示成功连接的设备。这并不意味着它具有默认路由，但基本的IP操作将会成功。
在“断开”状态下，服务指示它将要终止当前连接并返回到“空闲”状态。
另外，“失败”状态表示错误的行为。由于服务未连接，因此与“空闲”状态类似。

服务D-Bus接口

以下是如何获取服务对象：

-properties = manager.GetProperties()
-for path in properties["Services"]:
service = dbus.Interface(bus.get_object("net.connman", path), "net.connman.Service")

它还包含连接或断开特定服务的方法。ConnMan还可以根据他的策略或通过外部事件（如插入以太网电缆）自动连接服务。手动连接（或断开）特定服务就像告诉它一样简单。

connect: service.Connect() or service.Disconnect()

服务属性

技术接口

基本的设备配置任务由技术接口完成。例如，打开和关闭设备（例如通过RFKILL）应通过技术接口完成。

技术属性

用户可以通过Manager OfflineMode属性激活离线（飞行）模式。在离线模式下，包括以太网在内的所有技术均关闭。在离线模式下，用户可以使用rfkill命令或某些笔记本电脑中的Fn-Fx组合键，通过Technology Powered属性临时激活单个技术。

Connman内部

启动connmand

选项：

-c, --config=FILE             Load the specified configuration file instead of /usr/local/etc/connman/main.conf
-d, --debug=DEBUG             Specify debug options to enable
-i, --device=DEV              Specify networking device or interface
-I, --nodevice=DEV            Specify networking interface to ignore
-p, --plugin=NAME,...         Specify plugins to load
-P, --noplugin=NAME,...       Specify plugins not to load
-W, --wifi=NAME               Specify driver for WiFi/Supplicant
-n, --nodaemon                Don't fork daemon to background
-r, --nodnsproxy              Don't enable DNS Proxy
--nobacktrace                 Don't print out backtrace information

用法示例：

# CONNMAN_SUPPLICANT_DEBUG=1 connmand -n -d &> connman.log
#connmand -i wlan0 -I eth0 --nodnsproxy --nodaemon >& connman.log

主要配置文件

main.conf

InputRequestTimeout = 120 (default)---------> input request ( ex. passphrase) timeout
BrowserLaunchTimeout = 300 ( default) -----> The request for launching a browser for portal pages
BackgroundScanning = true --------------------> option for background scanning
FallbackTimeservers = --------------------------> List of fallback timeservers ( used by NTP sync) separated by ","
FallbackNameservers = -------------------------> List of fallback nameservers
DefaultAutoConnectTechnologies = -----------> List of technologies that are marked autoconnectable by default.
PreferredTechnologies = ------------------------> List of preferred technologies from - most preferred one to least preferred
NetworkInterfaceBlacklist = vmnet,vboxnet,virbr,ifb,ve-,vb-   ---> List of blacklisted network interfaces
AllowHostnameUpdates = true -----------------> Allow connman to change the system hostname ( ex. dhcp hostname option)
SingleConnectedTechnology = false -----------> Keep only a single connected technology at any time
TetheringTechnologies = wifi,bluetooth,gadget
PersistentTetheringMode = false --------------> Restore earlier tethering status when returning from offline mode
Enable6to4 = false ------------------------------> Automatically enable Anycast 6to4 if possible (not recommended. see RFC6343 )
EnableOnlineCheck = false --------------------> Enable use of http get as on online status check
AlwaysConnectedTechnologies = -------------> List of technologies with AutoConnect = true which are always connected regardless of PreferredTechnologies setting

Connman配置文件

Connman使用配置文件来调配现有服务。Connman将在/ var / lib / connman /下查找它的配置文件。配置文件名称不得包含除字母或数字之外的其他字符，并且必须具有.config后缀。

Ex.      #cat /var/lib/connman/example.config
[global]
Name = Example
Description = Example network configuration[service_home_ethernet]
Type = ethernet
IPv4 = 192.168.1.42/255.255.255.0/192.168.1.1
IPv6 = 2001:db8::42/64/2001:db8::1
MAC = 01:02:03:04:05:06
Nameservers = 10.2.3.4,192.168.1.99
SearchDomains = my.home,isp.net
Timeservers = 10.172.2.1,ntp.my.isp.net
Domain = my.home[service_home_wifi]
Type = wifi
Name = my_home_wifi
Passphrase = secret
IPv4 = 192.168.2.2/255.255.255.0/192.168.2.1
MAC = 06:05:04:03:02:01Ex.      #cat /var/lib/connman/example.config
[global]
Name = Example
Description = Example network configuration[service_home_ethernet]
Type = ethernet
IPv4 = 192.168.1.42/255.255.255.0/192.168.1.1
IPv6 = 2001:db8::42/64/2001:db8::1
MAC = 01:02:03:04:05:06
Nameservers = 10.2.3.4,192.168.1.99
SearchDomains = my.home,isp.net
Timeservers = 10.172.2.1,ntp.my.isp.net
Domain = my.home[service_home_wifi]
Type = wifi
Name = my_home_wifi
Passphrase = secret
IPv4 = 192.168.2.2/255.255.255.0/192.168.2.1
MAC = 06:05:04:03:02:01

设置

设置和配置文件会自动为用户经常连接的网络创建。

# cat /var/lib/connman/settings [global]OfflineMode=false[WiFi]Enable=trueTethering=false[Bluetooth]Enable=falseTethering=false

配置文件设置存储在/ var / lib / connman /目录下的服务名称下。VPN设置可以在/ var / lib / connman-vpn /中找到。

编写插件

基本插件包含通过CONNMAN_PLUGIN_DEFINE的插件描述以及通过该描述定义的init / exit回调。

#include <connman/plugin.h>static int example_init(void)
{return 0;
}static void example_exit(void)
{
}CONNMAN_PLUGIN_DEFINE(example, "Example plugin", CONNMAN_VERSION,example_init, example_exit)

插件使用技术，网络和设备以及其他基础设施与ConnMan的核心功能进行交互。这里是技术基础设施：

ex. bluetooth pluginstatic struct connman_technology_driver tech_driver = {.name           = "bluetooth",.type           = CONNMAN_SERVICE_TYPE_BLUETOOTH,.probe          = bluetooth_tech_probe,.remove         = bluetooth_tech_remove,.set_tethering  = bluetooth_tech_set_tethering,};

为了使Connection Manager知道新的Technology插件，我们需要通过调用connman_technology_driver_register（）来注册它的驱动程序。

connman_technology_driver_register(&tech_driver);

设备基础设施

设备代表给定技术的真实设备。每种技术可能有很多设备。

static struct connman_device_driver device_driver = {.name           = "bluetooth",.type           = CONNMAN_DEVICE_TYPE_BLUETOOTH,.probe          = bluetooth_device_probe,.remove         = bluetooth_device_remove,.enable         = bluetooth_device_enable,.disable        = bluetooth_device_disable,};

要注册驱动程序：

connman_device_driver_register(&device_driver);

此外，需要为每个插件编写处理新设备检测的代码;蓝牙插件通过注册BlueZ D-Bus接口的观察器来实现。一旦出现新的蓝牙设备，插件需要通过调用connman_device_create（）来通知ConnMan核心。对于蓝牙插件，通话将是：

struct connman_device *device;device = connman_device_create("bluetooth", CONNMAN_DEVICE_TYPE_BLUETOOTH)

网络基础设施

连接管理器提供了一种插件来处理为每种类型的技术建立/处理连接的细节。对于蓝牙插件，需要注册connman_network_driver：

    static struct connman_network_driver network_driver = {.name           = "bluetooth",.type           = CONNMAN_NETWORK_TYPE_BLUETOOTH_PAN,.probe          = bluetooth_pan_probe,.remove         = bluetooth_pan_remove,.connect        = bluetooth_pan_connect,.disconnect     = bluetooth_pan_disconnect,};

然后，调用注册函数：

 connman_network_driver_register(&network_driver);

Connman源文件/基础设施

在运行主循环之前，init函数将在src / main.c中调用。

src/util.c - /dev/urandom support
src/inotify.c - used by the core (config.c) and the session policy plugin
src/technology.c – used for technology interface
src/notifier.c – basic notifier infrastructure
src/agent.c – agent interface
src/service.c – used for service interface
src/peer_service.c – p2p peer service API
src/peer.c – p2p peer object’s core logic
src/provider.c – provider infrastructure
src/network.c – network infrastructure used by plug-ins
src/config.c – framework for configuration files
src/device.c – device infrastructure used by plug-ins
src/iptables.c – iptables support (netfilter chains and rules)
src/firewall-iptables.c, nftables.c (older firewall.c) – firewall infrastructure.
src/nat.c – used for NAT
src/tethering.c  – tethering infrastructure
src/manager.c – Manager interface
src/stats.c – used for storing service stats ( mmaped into memory)
src/ipconfig.c – IP configuration framework
src/rtnl.c – netlink support
src/session.c – Allows 3rd party applications to request a network session
src/resolver.c – resolver framework
src/dhcp.c, dhcpv6.c – dhcp framework
src/rfkill.c – rfkill interface support
src/machine.c -  basic systemd-hostnamed ( machine-type- “chassis”) support

Connmanctl

ConnMan有一个标准的命令行客户端connmanctl。它可以运行在两种模式下：

在命令模式下，命令作为connmanctl命令的参数输入，就像systemctl一样。
通过输入不带参数的connmanctl来启动交互模式。提示将变为connmanctl>，表示它正在等待用户命令，就像python交互模式一样。

Connmanctl例子

示例1. 启用和禁用WiFi

$ connmanctl technologies - check for the line that says Powered: True/False.
$ connmanctl enable wifi - To power the wifi on.
$ connmanctl disable wifi – To power off the wifi.

其他启用wifi的方式可能包括 - ip link set 向上。ConnMan将自动处理有线连接。

示例2. 连接到一个开放的接入点

本节中的命令显示如何在命令模式下运行connmanctl。扫描网络connmanctl接受称为技术的简单名称。扫描附近的WiFi网络：

$ connmanctl scan wifi To list the available networks found after a scan run (example output):
$ connmanctl services
*AO MyNetwork wifi_dc85de828967_68756773616d_managed_psk OtherNET wifi_dc85de828967_38303944616e69656c73_managed_psk AnotherOne wifi_dc85de828967_3257495245363836_managed_wep FourthNetwork wifi_dc85de828967_4d7572706879_managed_wep AnO6penNetwork wifi_dc85de828967_4d6568657272696e_managed_none
$ connmanctl connect wifi_dc85de828967_4d6568657272696e_managed_none

您现在应该连接到网络。使用ip addr或connmanctl状态进行检查。

示例3. 连接到受保护的接入点

对于受保护的访问点，向ConnMan守护进程提供一些信息，至少一个密码。

$ connmanctl
connmanctl> scan wifi ----- To list services:
connmanctl> services
connmanctl> agent on --- register the agent to handle user requests.
connmanctl> connect wifi_dc85de828967_38303944616e69656c73_managed_psk

代理程序要求获取更多信息，具体取决于您要连接的网络类型。该代理还将打印有关其所需信息的其他数据，如以下示例中所示。

Agent RequestInput wifi_dc85de828967_38303944616e69656c73_managed_psk Passphrase = [ Type=psk, Requirement=mandatory ] Passphrase?

提供请求的信息（在本例中为密码），然后键入：

connmanctl> quit

如果您提供的信息是正确的，您现在应该连接到受保护的接入点。

Connmanctl其他用法

ConnMan将各种硬件接口称为Technologies。要列出可用技术，请运行：　

$ connmanctl technologies

技术可以通过以下方式打开/关闭：

$ connmanctl enable technology_type$ connmanctl disable technology_type

例如，要关闭WiFi：

$ connmanctl disable wifi

ConnMan测试脚本

Connman还提供了基本的Python脚本（例如test-connman，list-services等）。诸如连接，断开连接，自动连接，服务，扫描，启用，禁用，脱机模式，状态等基本操作均通过这些脚本得到支持。

ConnMan 调试　

激活调试

我们可以使用-d命令行选项在ConnMan中激活调试打印。

-d Activate all normal debug prints
-d src/service.c This prints debugging info from src/service.c file only
-d src/network.c:src/ipconfig.c This activates debug prints in src/network.c and src/ipconfig.c files.
-d 'src/n*.c' This would activate debug print from all the C source files starting with letter 'n' in src directory. Note the quotation marks around option, that is to prevent shell expansion.
-d '*/n*.c:*/i*.c' Activate debug prints for all C source files starting with letters 'n' or 'i' in any sub-directory.

子组件调试

ConnMan的某些组件具有环境变量激活的调试打印。如果设置了环境变量，那么相应的组件会打印一些额外的调试信息。

可以使用以下环境变量：

CONNMAN_DHCP_DEBUG：与DHCPv4相关的调试信息
CONNMAN_DHCPV6_DEBUG：与DHCPv6相关的调试信息
CONNMAN_IPTABLES_DEBUG：使用iptables时的额外信息
CONNMAN_RESOLV_DEBUG：名称解析器调试打印。当ConnMan解析自己使用的主机名时使用这些调试打印。请注意，DNS代理调试打印不使用此环境变量。为此，可以使用“-d src / dnsproxy.c”命令行选项。
CONNMAN_SUPPLICANT_DEBUG：调试connmand和wpa_supplicant进程之间的通信打印。
CONNMAN_WEB_DEBUG：ConnMan在Wispr和6to4组件中进行Internet连接检查时的调试信息。

例如:

CONNMAN_SUPPLICANT_DEBUG=1 src/connmand -n

示例：获取CONNMAN_IPTABLES_DEBUG日志

确保在内核中启用iptables支持：

#zcat /proc/config.gz | grep "CONFIG_IP_NF_IPTABLES"

在内核中必须启用Iptables：

CONFIG_IP_NF_IPTABLES=m or CONFIG_IP_NF_IPTABLES=y

清除所有iptable过滤器：

# iptables –F

在iptable规则下面设置以过滤ICMP数据包（输入，输出和转发数据包）：

# iptables -t filter -A INPUT -p icmp --icmp-type echo-request -j LOG --log-prefix="filter INPUT:"# iptables -t filter -A INPUT -p icmp --icmp-type echo-reply -j LOG --log-prefix="filter INPUT:“# iptables -t filter -A OUTPUT -p icmp --icmp-type echo-request -j LOG --log-prefix="filter OUTPUT:“# iptables -t filter -A OUTPUT -p icmp --icmp-type echo-reply -j LOG --log-prefix="filter OUTPUT:“# iptables -t filter -A FORWARD -p icmp --icmp-type echo-request -j LOG --log-prefix="filter FORWARD:“# iptables -t filter -A FORWARD -p icmp --icmp-type echo-reply -j LOG --log-prefix="filter FORWARD:"

导出下面的环境变量来启用ConnMan的iptables调试：

# export CONNMAN_IPTABLES_DEBUG=1

启用调试选项启用Connmand连接管理器：

# /usr/sbin/connmand -d -n -I eth0

ConnMan守护进程消息日志应该在涉及ICMP数据包时显示。