Unisoc RNDIS上网业务流程学习笔记

RNDIS启动流程图

这是从RNDIS标准协议上截取的一个流程图，本文将以此流程图并结合Wireshark的抓包展开说明。

总体流程概述

根据RNDIS的初始化流程图，我们可以看到USB从上电启动到进行上网，粗略可分为以下三个阶段：

设备描述符枚举阶段（此流程非本文重点，暂且略过）；
RNDIS控制协商阶段，此阶段主要进行数据业务前RNDIS设备的配置操作及状态管理；
RNDIS数据包业务阶段，即上网业务；

RNDIS消息类型

RNDIS控制消息

Initialize消息

从抓包截图可以看到，初始化消息主要确定Host与Device两端的版本号，媒介承载协议，MTU以及对齐方式等等。

Query消息

抓包可以看出，Query和Set的消息很多，且相互穿插在一起，终其原因，主要是需要Query和Set的OID（Objective ID）消息较多，主要涉及的OID包括：

OID_GEN_SUPPORTED_LIST
OID_GEN_PHYSICAL_MEDIUM
OID_GEN_MAXIMUM_FRAME_SIZE
OID_GEN_LINK_SPEED
OID_GEN_MEDIA_CONNECT_STATUS
OID_802_3_MAXIMUM_LIST_SIZE
OID_802_3_CURRENT_ADDRESS
OID_802_3_PERMANENT_ADDRESS
OID_GEN_MAXIMUM_TOTAL_SIZE
OID_GEN_VENDOR_DESCRIPTION
OID_GEN_XMIT_OK
OID_GEN_RCV_OK

以查询OID_802_3_CURRENT_ADDRESS为例，在该消息中Host端获得了本端MAC地址，此为网络业务的第1个配置。

Set消息

Set的OID相对Query阶段来说，不是很多，主要为了识别组播报文和设置过滤器吧，从抓包的结果来看，目前主要有2条，涉及的OID包括：

OID_GEN_CURRENT_PACKET_FILTER
OID_802_3_MULTICAST_LIST

KeepAlive消息

当RNDIS相关的配置协商完成之后，Host侧便发起了保活消息，从抓包结果看Unisoc的保活周期为2.5s。

Indicate Status消息

从抓包的结果来看，状态消息大部分场景下用来指示Device端的网络连接情况。

RNDIS数据消息

DHCP阶段

Host在保活阶段一旦收到网络已连接的Indicate Status通知，即会发起DHCP报文，此阶段一旦协商成功，Host将获得本端IP地址和对端IP地址，此为网络业务的第2、3个配置。此阶段结束，离上网业务只剩一步之遥，那就是对端MAC地址。

ARP阶段

该阶段主要是为了获得上网业务的第4个配置（对端MAC地址），如图，又分为3个子阶段。

IP传输阶段

至此，网络传输所需的底层链路（4元组配置）打通，此后便进入IP数据传输流程。在传输过程中，RNDIS会发送Query的控制消息，查询设备侧发送和接收状态（OID）是否正常。

后记

此文为项目中RNDIS上网业务的调研笔记，若有错误，请多指正。

后后记

RNDIS数据的解析，原生Wireshark只能解析到USB URB层，后面是RAW DATA；为了调研方便，我就用lua语言开发了rndis的解析插件，因为lua的插件是wireshark从某个版本以来一直就支持的。
rndis.lua的解析插件本人也已上传至资源库。
链接: link.
具体使用方法：在安装目录的init.lua文件最后一行添上**dofile(DATA_DIR…“rndis.lua”)**就可以了。