WPA_Supplicant使用及配置
WPA_Supplicant这个工具的下载和移植都很简单。一般来说，移植后能得到wpa_supplicant和wpa_cli这两个工具wpa_supplicant运行在后台，使用socket与前台进行数据通信
wpa_cli可以用来进行调试和查看wpa_supplicant的运行，能够帮助我们学习它的命令用法，以及了解返回数据的格式。
不过，我们最终的目的实际上是需要集成wpa_cli的发送接受功能，同时能够处理接收数据的程序。 可以参考里面的参考程序wpa_gui-qt4。
我的项目中对wifi的管理需要以下功能：
1、扫描wifi热点，每个热点需要显示名字和信号强度，必要时可显示加密方法
2、连接指定热点，支持WPA/WPA2/WEP常用加密方法，连接成功后分配IP
3、定期获取并更新wifi信号强度
4、支持wifi开启和关闭
将这些功能封装成wpa_controller的类：
class wpa_controller: public QObject
{
Q_OBJECT
enum{
WPA_STARTED,
WPA_STOP
};
public:
static wpa_controller * Instance()
{
static wpa_controller* _instance=NULL;
if(_instance==NULL)
{
_instance=new wpa_controller();
JYZ_ASSERT(_instance);
}
return _instance;
}
static void ParseFlags(const QString& flag,int& auth,bool &encr);
bool IsInited() {return mInited;}
bool ImportConfigureFromFile(const char* filename); //从配置文件中导入网络配置参数
QString GetWIFIStatus(); //查询网卡状态
QString GetConnectedSSID(){return mCurrentSSID;} //当前的SSID
void Scan(); //发送扫描命令
bool AddNetWork(int auth,int enc,int& ,const char* ssid,const char* key); //添加网络参数
void SelectNetwork(int id=-1); //选择热点
bool RemoveNetWork(QString ssid); //删除网络参数
bool BSS(int,QString&,QString&,QString&,QString&,QString&); //查询热点具体信息
void EnableNetworkInCfg(void);
bool Disconnect(); //断开连接
//重启
void Reset();
//开启
bool Start();
//停止
void Stop();
signals:
//wifi 扫描结果
void wifiScanResultUpdate();
//wifi 链接信息
void wifiConnected(bool connected,int reason,QString bssid);
//信号强度信息
void signallevelupdate(quint32 level);
private:
bool StopWpaSupplicant();
bool StartWpaSupplicant();
bool InstallDriver(); //初始化
bool UninstallDriver();
void timerEvent(QTimerEvent *);
bool Ping(); //测试连接，需要定时调用
void Reconfigure(); //重新配置
void updateStatus(); //更新链接状态
void updateNetworks(); //更新连接列表
~wpa_controller();
wpa_controller();
void EnableNetwork(int id=-1); //使能网络
int ctrlRequest(const QString& cmd, QString&);
int setNetworkParam(int id, const char *field,const char *value, bool quote);
void processMsg(char *msg);
int openCtrlConnection();
private slots:
void receiveMsgs();
void resetWifi();
void startWifi();
void stopWifi();
public:
QMap WifiHotPotSavedList;
private:
QString mRequestReply;
QSocketNotifier *msgNotifier;
struct wpa_ctrl *ctrl_conn;
struct wpa_ctrl *monitor_conn;
bool mWPSCapable; //是否支持WPS
QString mWIFIStatus; //WIFI当前状态
QString mIPAddress; //当前IP地址
QString mBSSID; //BSSID
QString mCurrentSSID; //当前连接SSID
quint32 mSignalLevel;
QMutex m_lock;
int mTimerHandle;
bool mDriverInstalled;
unsigned int mWifiFailCount;
bool mInited;
}; 1、加载好驱动并且开启了网卡
2、建立/var/run/文件夹
3、建立一个或者使用原有的配置文件
这个文件的前两行如下：
ctrl_interface=/var/run/wpa_supplicant
update_config=1ctrl_interface指向的是一个目录，在这个目录中默认会生成一个文件/var/run/wpa_supplicant/wlan0，这是local socket address，用于我们的程序和后台程序wpa_supplicant进行通信（我们必须知道wpa_supplicant作为后台服务程序是通过本地socket和客户端进行通信的）
update_config为1时会在特定时候（客户端发送SAVE_CONFIG命令）更新这个配置文件。
B、启动
1、wpa_supplicant后台服务程序
我的项目使用的是wpa_supplicant -Dwext -iwlan0 -c./wpa.conf -qq&
2、openCtrlConnection()
这个接口是演示程序自己封装的，它执行的主要过程是使用wpa_ctrl_open打开两次，获得两个wpa_ctrl变量。这些变量代表着后台服务程序wpa_supplicant，通过这两个变量可以和wpa_supplicant进行通信。不过他们的分工有点不同，一个变量用于客户端主动给服务程序发起命令，另外一个变量用于监控wpa_supplicant的是否有数据发给客户端程序。
wpa_ctrl定义
struct wpa_ctrl {
#ifdef CONFIG_CTRL_IFACE_UDP
int s;
struct sockaddr_in local;
struct sockaddr_in dest;
char *cookie;
char *remote_ifname;
char *remote_ip;
#endif /* CONFIG_CTRL_IFACE_UDP */
#ifdef CONFIG_CTRL_IFACE_UNIX
int s;
struct sockaddr_un local;
struct sockaddr_un dest;
#endif /* CONFIG_CTRL_IFACE_UNIX */
#ifdef CONFIG_CTRL_IFACE_NAMED_PIPE
HANDLE pipe;
#endif /* CONFIG_CTRL_IFACE_NAMED_PIPE */
};
wpa_ctrl_open函数接口
struct wpa_ctrl * wpa_ctrl_open(const char *ctrl_path)
{
struct wpa_ctrl *ctrl;
static int counter = 0;
int ret;
size_t res;
int tries = 0;
int flags;
ctrl = os_malloc(sizeof(*ctrl));
if (ctrl == NULL)
return NULL;
os_memset(ctrl, 0, sizeof(*ctrl));
ctrl->s = socket(PF_UNIX, SOCK_DGRAM, 0);
if (ctrl->s < 0) {
os_free(ctrl);
return NULL;
}
ctrl->local.sun_family = AF_UNIX;
counter++;
try_again:
ret = os_snprintf(ctrl->local.sun_path, sizeof(ctrl->local.sun_path),
CONFIG_CTRL_IFACE_CLIENT_DIR "/"
CONFIG_CTRL_IFACE_CLIENT_PREFIX "%d-%d",
(int) getpid(), counter);
if (ret < 0 || (size_t) ret >= sizeof(ctrl->local.sun_path)) {
close(ctrl->s);
os_free(ctrl);
return NULL;
}
tries++;
if (bind(ctrl->s, (struct sockaddr *) &ctrl->local,
sizeof(ctrl->local)) < 0) {
if (errno == EADDRINUSE && tries < 2) {
/*
* getpid() returns unique identifier for this instance
* of wpa_ctrl, so the existing socket file must have
* been left by unclean termination of an earlier run.
* Remove the file and try again.
*/
unlink(ctrl->local.sun_path);
goto try_again;
}
close(ctrl->s);
os_free(ctrl);
return NULL;
}
#ifdef ANDROID
chmod(ctrl->local.sun_path, S_IRUSR | S_IWUSR | S_IRGRP | S_IWGRP);
chown(ctrl->local.sun_path, AID_SYSTEM, AID_WIFI);
/*
* If the ctrl_path isn't an absolute pathname, assume that
* it's the name of a socket in the Android reserved namespace.
* Otherwise, it's a normal UNIX domain socket appearing in the
* filesystem.
*/
if (ctrl_path != NULL && *ctrl_path != '/') {
char buf[21];
os_snprintf(buf, sizeof(buf), "wpa_%s", ctrl_path);
if (socket_local_client_connect(
ctrl->s, buf,
ANDROID_SOCKET_NAMESPACE_RESERVED,
SOCK_DGRAM) < 0) {
close(ctrl->s);
unlink(ctrl->local.sun_path);
os_free(ctrl);
return NULL;
}
return ctrl;
}
#endif /* ANDROID */
ctrl->dest.sun_family = AF_UNIX;
res = os_strlcpy(ctrl->dest.sun_path, ctrl_path,
sizeof(ctrl->dest.sun_path));
if (res >= sizeof(ctrl->dest.sun_path)) {
close(ctrl->s);
os_free(ctrl);
return NULL;
}
if (connect(ctrl->s, (struct sockaddr *) &ctrl->dest,
sizeof(ctrl->dest)) < 0) {
close(ctrl->s);
unlink(ctrl->local.sun_path);
os_free(ctrl);
return NULL;
}
/*
* Make socket non-blocking so that we don't hang forever if
* target dies unexpectedly.
*/
flags = fcntl(ctrl->s, F_GETFL);
if (flags >= 0) {
flags |= O_NONBLOCK;
if (fcntl(ctrl->s, F_SETFL, flags) < 0) {
perror("fcntl(ctrl->s, O_NONBLOCK)");
/* Not fatal, continue on.*/
}
}
return ctrl;
}从上面可以看出打开的操作实际上就是给wpa_ctrl这个结构体赋值的过程，这个结构体最重要的元素s就是以后客户端程序和服务程序进行通讯的接口了。
3、客户端发送命令
为了获取wifi设备的一些信息，客户端程序需要给服务程序发送命令。我的项目中使用到的命令包括：
scan：发起扫描热点请求
status：查询wifi设备状态。主要用于获得wifi信号强度以及链接指定热点时查看连接是否成功("wpa_state")
list_networks：查询已经保存的热点信息，同时查看当前连接的热点名称
ping：用于查看后台服务程序是否异常退出
BSS %d：查看指定热点信息，如加密信息等
ADD_NETWORK：添加热点，需要配合SET_NETWORK使用
SAVE_CONFIG：保存热点信息更新到配置文件中（若update_config=1）
RECONFIG：重新加载配置文件
项目中，定时发送的命令包括PING和STATUS。 STATUS获得信号强度并显示，同时获取wifi设备状态（当状态从非Completed状态到Completed状态表明设备非连接状态变为连接状态）
4、侦听服务程序主动发送的数据
openCtrlConnection时总共打开了两个wpa_ctrl，第一个用于客户端发送命令，第二个用于侦听服务程序主动发送给客户端程序的命令。如何侦听？使用QSocketNotifier。
msgNotifier = new QSocketNotifier(wpa_ctrl_get_fd(monitor_conn),QSocketNotifier::Read, this);
if(connect(msgNotifier, SIGNAL(activated(int)), SLOT(receiveMsgs()))==false)不管怎样，当发现有数据能读取时，读取socket并处理。
为什么还需要侦听服务程序？ 有些命令的回复是异步的，例如scan，扫描的结果并不是马上能得到。 也有一些wifi状态信息wifi设备连接或者断开变化。
扫描网络时：
1、发送SCAN命令
wpa_supplicant异步返回SCAN_RESULT事件
2、发送SCAN_RESULT命令得到扫描结果。（注意，必须等到SCAN_RESULT异步事件接受到后，SCAN_RESULT命令才能拿到正确的结果）
（SCAN_RESULT一次能得到所有的扫描结果，若想一次获得一个热点，可以使用BSS命令）
添加热点时：
1、通过扫描网络（BSS命令）能够得到指定热点的一些信息（SSID，安全策略，加密方式等）
2、根据安全策略和加密方式信息，设置加密密码
3、使用ADD_NETWORK添加这些信息到wpa_supplicant的配置文件中
此过程比较难理解的是第二步，不同的安全策略对于不同的加密方式对密码的要求不一样
ADD_NETWORK步骤
1、得到Network ID（若不知ID，可以发送ADD_NETWORK不带参数，将会得到ID)
设置 ssid、 auth_alg、proto、key_mgmt、
若支持WPA_PSK获知WPA2_PSK需要设置pairwise、 group、 psk
若支持WEP需要设置wep_keyx和wep_txt_keyidx
若支持EAP，需要设置eap、pcsc、phase1、pac_file、phase2（EAP挺复杂的，我的产品里没有支持他）
ENABLE_NETWORK
SAVE_CONFIG
SELECT_NETWORK
查询当前网卡的信息
1、通过STATUS命令能够得到当前链接状态（是否连接或断开，信号强度等）
查询当前网卡连接热点的信息
1、通过LIST_NETWORK，能够列出wpa_supplicant配置文件中所有保存热点的信息。
2、解析热点列表可以得到当前链接到的热点SSID（有current后缀）
不过例外情况是：
A 当使用错误密码连接一个热点时，LIST_NETWORK会将此热点当成已连接热点。
B 当使用正确密码连接热点，但分配不到IP时，LIST_NETWORK得到的信息也是有问题的。
所以，一般来说，还是STATUS命令更加有效，它能得到当前的网卡的状态是否为COMPLETED(代表密码正确，且连接成功），能得到IP_address（代表分配地址成功）
最后说说网络安全策略和加密方式的一些摘抄：
身份校验算法(WEP没有身份校验）两种:
802.1x + EAP
Pre-shared Key
数据加密两种（类似WEP的RC4加密算法）：
TKIP
AES
数据完整性编码校验两种（类似WEP的CRC32校验算法）：
MIC
CCMP