Android app 指定网络发送数据包的实现与原理分析 |
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Android app 指定网络发送数据包的实现与原理分析
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Android app 指定网络发送数据包的实现与原理分析
APP 和 native 使用的说明App 使用默认网络Native进程使用指定网络
原理分析申请网络requestNetwork绑定网络 BindProcessToNetworkBindProcessToNetwork底层原理分析问题思考
总结
APP 和 native 使用的说明
App 使用默认网络
在android 中 一个app使用网络，需要在manifest 申请一下 这种方式将使用default网络，比如WIFI 和 数据网络，android 同一个时间点，只能有一个default网络（这个默认网络实质是什么或者怎么实现的，后面分析netd的文章会写） 那有没有一种方式可以不使用默认网络呢，比如使用一个专有的网络通道访问专有的服务，答案是有的 APP使用指定网络 通过 requestNetwork 申请一个网络在NetworkCallback中的onAvailable的方法去调用bindProcessToNetwork 去bind这个网络上两步后APP的网络流量将会走这个network，或者说走这个network 指定的 网卡 补充说明一下 ：NetworkRequest 在CS对应一个NetworkRequestInfo ，一般情况下一个NetworkRequestInfo对应了一个client进程一个例子 NetworkRequest request = new NetworkRequest.Builder() .addCapability(NetworkCapabilities.NET_CAPABILITY_INTERNET) .addTransportType(NetworkCapabilities.TRANSPORT_CELLULAR) .build(); mNetworkCallback = new ConnectivityManager.NetworkCallback() { @Override public void onAvailable(final Network network) { runOnUiThread(new Runnable() { @Override public void run() { // requires android.permission.INTERNET if (!mConnectivityManager.bindProcessToNetwork(network)) { } else { Log.d(TAG, "Network available"); } } }); } Native进程使用指定网络 #include “NetdClient.h” 此文件,此文件在netd的源码中,并动态链接libnetd_client.so ,注意一定是动态链接,调用 setNetworkForProcess()强调一下，一定是动态链接 原理分析 申请网络requestNetwork //frameworks/base/core/java/android/net/ConnectivityManager.java public void requestNetwork(NetworkRequest request, NetworkCallback networkCallback) { } NetworkRequest 可以设置 TransportType 比如 TRANSPORT_CELLULAR或者 TRANSPORT_WIFINetworkRequest 可以设置NetworkCapabilities比如NET_CAPABILITY_INTERNET或者其他类型 这个方法可能导致一个新的Network的出现，对应ConnectivityService中就是一个NetworkAgentInfo，关于这一点另一篇文章会详细的说一下，这里可以简单的认为一个NetworkAgentInfo代表一个网络通道NetworkCallback 里面有一些回调，说明一下
bindProcessToNetwork ，这个方法通过jni的方式调用了libnetd_client.so 用network中netId作为mark 设置到socket，导致app socket的数据包打上此mark，这个mark将会匹配到android的策略路由中，走到network对应网卡的路由表中. 例如network 的netId =101 adb 查看策略路由 0: from all lookup local 9000: from all lookup main 10000: from all fwmark 0xc0000/0xd0000 lookup legacy_system 10500: from all oif dummy0 uidrange 0-0 lookup dummy0 10500: from all oif rmnet_data1 uidrange 0-0 lookup rmnet_data1 10500: from all oif rmnet_data0 uidrange 0-0 lookup rmnet_data0 10500: from all oif p2p0 uidrange 0-0 lookup local_network 13000: from all fwmark 0x10063/0x1ffff lookup local_network 13000: from all fwmark 0x10066/0x1ffff lookup rmnet_data1 13000: from all fwmark 0x10065/0x1ffff lookup rmnet_data0注意这个 0x10065 ,就是101的16进制,就是说设置netid 101 mark的数据包会走到这条策略路由,进而通过rmnet_data网卡发送数据 问题思考为什么调用了setNetworkForProcess ,之后app不管采用何种方式的访问网络,比如okhttp 或者HttpURLConnection的原生方式都能路由到特定的网卡上呢 不管采用方式,本质都使用了socket的,最终都会调用到sys/socket.h的socket(c库) bionic/libc/include/sys/socket.h #include 代码使用 int socket(int domain, int type, int protocol) { return __netdClientDispatch.socket(domain, type, protocol); }__netdClientDispatch.socket 最初会被赋值为__socket(int, int, int); extern "C" __socketcall int __socket(int, int, int);在__libc_preinit_impl 的时候会通过dlsym的方式调用/system/lib/libnetd_client.so中的netdClientSocket(前面说的要动态链接的原因) extern "C" void netdClientInitSocket(SocketFunctionType* function) { if (function && *function) { libcSocket = *function; *function = netdClientSocket; }}netdClientInitSocket 执行后会使得 __netdClientDispatch.socket 被赋值为netdClientSocket 而libcSocket赋值为__scoket(系统调用) Android app 和 native 创建的socket最终会调用到netClientSocket int netdClientSocket(int domain, int type, int protocol) { int socketFd; #ifndef USE_WRAPPER // 系统调用得到一个标准的socket socketFd = libcSocket(domain, type, protocol); #else if( __propClientDispatch.propSocket ) { socketFd = __propClientDispatch.propSocket(domain, type, protocol); } else { socketFd = libcSocket(domain, type, protocol); } #endif if (socketFd == -1) { return -1; } unsigned netId = netIdForProcess; // **将socket 打上 netId的mark** if (netId != NETID_UNSET && FwmarkClient::shouldSetFwmark(domain)) { if (int error = setNetworkForSocket(netId, socketFd)) { return closeFdAndSetErrno(socketFd, error); } } return socketFd; }在netdClientSocket创建的socket 会给socket打上netIdForProcess数值的mark,这个netIdForProcess其实就是bindProcessToNetwork 设置的netId,这样导致创建的socket都含有此mark,自然路由到netId对应的网卡了,hook的思想的体现!! 总结再次感叹android的源码真牛逼,设计的如此巧妙,修改了linux的c库,通过hook的方式,在app 创建的socket自动打上mark,实现了数据包的路由!! |
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