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Android WIFI体系

news 来源：原创 2025/4/30 5:45:19

先说说WifiLock、MulticastLock 、IWificond

  1. WifiLock 允许应用强制保持 WiFi 活跃，即便设备处于休眠状态。如WIFI_MODE_FULL_HIGH_PERF：保持高性能 WiFi 活跃状态，适用于高带宽需求，如视频通话、流媒体。经测试有的场景能减少100ms的延迟
  2. MulticastLock 允许应用接收 WiFi 组播数据包，适用于需要使用 UDP 多播通信的场景。组播会导致较高的电量消耗，建议在不需要时及时释放。
  3. wificond的话见下图
    在这里插入图片描述
    文章主要就是介绍wifi扫描的代码逻辑、lock的实现还有80211中的一些知识

wifi的帧有以下几种：
管理帧、控制帧和数据帧（都是洋大人制定的协议罢了）
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
常见的三种Wifi协议，速度和频段以及调制决定，这个就偏硬件了
802.11ax 2019 Wi-Fi6
802.11ac 2013 Wi-Fi5，MU-MIMO，支持5G
802.11n 2009 Wi-Fi4，MIMO最大4*4

主动扫描wifi的时候，STA主动发送probe-request帧到空中，AP收到后回复probe-response给STA；
隐藏SSID的扫描：如果probe-request中包含具体的SSID，那么只有SSID匹配的AP才会回复probe response，通常用来扫描隐藏AP；
被动扫描wifi的时候如下图：（这个广播包里可以包含任何数据其实）。
在这里插入图片描述
连接的话就是
在这里插入图片描述
目前Wi-Fi在打开状态下芯片一直是活动状态，Wi-Fi芯片支持一系列offload功能，可以把一些任务交给芯片处理，主机可以休眠。Wi-Fi在不需要传输数据时释放wake lock，使主机有机会睡下去，同时会启用包过滤，只有收到特定类型的包之后才会唤醒主机，并传输给kernel，比如单播和特定的多播帧。通过周期唤醒，接收并解析Beacon帧中的TIM IE，看AP是否有缓存的数据，如果没有则继续睡下去

漫游强调的是 在同一网络中 AP 之间的切换，IP 不变，体验平滑。
中继强调的是 物理信号转发扩展，可能存在网段隔离或额外延迟。

4. wifi open 扫描的流程

层级描述
WifiManager应用层接口，如 enableNetwork()、connect()
WifiServiceImplFramework 层 Wi-Fi 服务实现
WifiNative封装底层操作接口，如 connectToNetwork()、startScan()
wificond用于扫描控制、监听事件、构建 netlink 消息与内核交互
Wifi HAL调用 vendor 提供的 HAL 接口，如 scan、connect（用于兼容芯片）
wpa_supplicant由 wpa_supplicant 进程处理连接和认证流程，通过 HIDL 接口暴露

wifiService的主要参数

mResourceCache	缓存 Wi-Fi 相关的资源，提升访问效率。
mWifiInjector	依赖注入器，提供 Wi-Fi 模块所需的各种组件和服务。
mClock	提供系统时间相关的功能，常用于记录事件时间戳。
mSettingsConfigStore	管理 Wi-Fi 设置的存储和加载。
mFacade	框架外观接口，封装了对系统服务的访问。
mWifiMetrics	收集和记录 Wi-Fi 性能和使用情况的指标数据。
mWifiTrafficPoller	定期轮询 Wi-Fi 流量数据，用于流量统计和分析。
mUserManager	管理用户账户信息，处理多用户环境下的 Wi-Fi 设置。
mCountryCode	管理和设置设备的国家代码，影响 Wi-Fi 频段和功率设置。
mActiveModeWarden	管理 Wi-Fi 的活动模式，如 STA（客户端）和 AP（热点）模式的切换。
mScanRequestProxy	代理扫描请求，协调多个组件的扫描需求。
mSettingsStore	存储和管理 Wi-Fi 的持久化设置。
mPowerManager	管理设备的电源状态，控制 Wi-Fi 在不同电源模式下的行为。
mAppOps	管理应用的操作权限，确保应用有权限进行 Wi-Fi 操作。
mWifiLockManager	管理 Wi-Fi 锁，防止 Wi-Fi 在特定情况下进入休眠状态。
mWifiMulticastLockManager	管理多播锁，允许应用接收多播数据包。
mWifiBackupRestore	处理 Wi-Fi 设置的备份和恢复功能。
mSoftApBackupRestore	处理软 AP 设置的备份和恢复功能。
mWifiSettingsBackupRestore	处理 Wi-Fi 设置的备份和恢复功能。
mBackupRestoreController	控制备份和恢复过程的协调器。
mWifiApConfigStore	存储和管理 Wi-Fi 热点的配置。
mWifiPermissionsUtil	工具类，检查和管理应用的 Wi-Fi 权限。
mLog	日志记录器，用于记录 Wi-Fi 模块的日志信息。
mFrameworkFacade	框架外观接口，封装了对系统服务的访问。
mTetheredSoftApTracker	跟踪和管理设备作为热点时的状态和连接。
mLohsSoftApTracker	跟踪和管理本地仅热点（LOHS）的状态。
mWifiNetworkSuggestionsManager	管理应用提供的 Wi-Fi 网络建议。
mWifiNetworkFactory	处理 Wi-Fi 网络的请求和连接。
mDppManager	管理 DPP（设备配对协议）功能。
mWifiThreadRunner	管理 Wi-Fi 操作的线程执行。
mWifiHandlerThread	处理 Wi-Fi 操作的线程。
mWifiConfigManager	管理 Wi-Fi 网络配置。
mHalDeviceManager	管理与硬件抽象层（HAL）的交互。
mWifiBlocklistMonitor	监控和管理 Wi-Fi 网络的黑名单。
mPasspointManager	管理 Passpoint（热点 2.0）功能。
mWifiScoreCard	记录和评估 Wi-Fi 网络的性能评分。
mWifiHealthMonitor	监控 Wi-Fi 的健康状态。
mMemoryStoreImpl	存储 Wi-Fi 相关的内存数据。
mWifiConnectivityManager	管理 Wi-Fi 的连接策略和流程。
mWifiDataStall	检测和处理 Wi-Fi 数据阻塞情况。
mWifiNative	与底层 Wi-Fi 驱动进行交互的接口。
mCoexManager	管理 Wi-Fi 与其他无线技术的共存。
mConnectHelper	辅助 Wi-Fi 连接过程的工具类。
mWifiGlobals	存储全局的 Wi-Fi 设置和状态。
mSimRequiredNotifier	通知用户需要 SIM 卡以连接特定 Wi-Fi 网络。
mWifiCarrierInfoManager	管理运营商相关的 Wi-Fi 信息。
mWifiPseudonymManager	管理 Wi-Fi 的伪匿名信息。
mMakeBeforeBreakManager	管理 Wi-Fi 的“先连接后断开”策略。
mLastCallerInfoManager	记录最后调用 Wi-Fi 接口的应用信息。
mWifiDialogManager	管理 Wi-Fi 相关的对话框和提示。
mBuildProperties	存储构建相关的属性信息。
mDefaultClientModeManager	管理默认的客户端模式。
mCountryCodeTracker	跟踪国家代码的变化。
mWifiTetheringDisallowed	标记是否禁止 Wi-Fi 网络共享。
mMultiInternetManager	管理多网络连接的策略。
mDeviceConfigFacade	访问设备配置的接口。
mFeatureFlags	管理功能开关的标志位。
mApplicationQosPolicyRequestHandler	处理应用的 QoS 策略请求。
mWifiPulledAtomLogger	记录 Wi-Fi 的统计数据。
mAfcManager	管理 AFC（自动频率控制）功能。
mTwtManager	管理 TWT（目标唤醒时间）功能。
mWepNetworkUsageController	控制 WEP 网络的使用。🔧 mIfaceMgr 的作用
mIfaceMgr 是 WifiVendorHal 类中的成员变量，全称为 InterfaceManager。​它主要负责管理 Wi-Fi 接口的生命周期，包括创建、删除和查询接口等操作。​主要职责：
接口创建与删除：​通过调用底层 HAL 接口，创建或删除 Wi-Fi 接口（如 STA、AP）。
接口信息管理：​维护当前系统中所有 Wi-Fi 接口的信息，供上层查询和使用。
接口状态监听：​监听接口状态的变化，及时通知上层组件进行相应处理。

一、setWifiEnabled 方法概述
setWifiEnabled(String packageName, boolean enable) 是 Android 系统提供的用于启用或禁用 Wi-Fi 的接口。​该方法首先进行一系列权限和状态检查，确保调用者有权进行此操作，并且当前系统状态允许 Wi-Fi 状态的更改。
二、权限和状态检查流程

  1. 权限验证：
    调用 enforceChangePermission(packageName) 检查调用者是否具有修改 Wi-Fi 状态的权限。
    通过 isPrivileged 判断调用者是否为系统应用或具有特权的应用。​
  2. 第三方应用限制：
    对于非特权的第三方应用，若其目标 SDK 版本高于 Android Q（API 29），则禁止其更改 Wi-Fi 状态。​
  3. 飞行模式限制：
    在飞行模式下，仅允许特权应用更改 Wi-Fi 状态。​
  4. 热点模式限制：
    当设备处于热点（SoftAp）模式时，仅允许特权应用更改 Wi-Fi 状态。​
  5. 用户限制：
    若用户设置了禁止更改 Wi-Fi 状态的限制，且调用者不是设备所有者（DO）或配置文件所有者（PO），则禁止更改 Wi-Fi 状态。​
  6. 用户确认对话框：
    对于目标 SDK 版本低于 Android Q 的第三方应用，系统可能会弹出用户确认对话框，询问用户是否允许该应用更改 Wi-Fi 状态。
    三、打开的调用栈为
    ActiveModeWarden -> ConcreteClientModeManager-> mWifiNative-> HalDeviceManager-> WifiHal

HalDeviceManager：Handles device management through the HAL interface. 很明显
WifiNative： Native calls for bring up/shut down of the supplicant daemon and for sending requests to the supplicant daemon
在WifiNative中的setupInterfaceForClientInScanMode：为客户端模式（用于扫描）操作设置界面，此方法在本机守护程序（wificond，供应商 HAL）中以 STA 模式配置接口。最后就掉到了hal那边，如下图：
在这里插入图片描述
Wi-Fi HAL(libwpa_client.so):
socket通信中的client端程序；作为Client端与wpa_supplicant这个Server端进行通信。

wpa_supplicant:
无线STA端的一个解决方案；它实现了WPA/WPA2的密钥协商以及802.1X认证，并控制WLAN Driver的认证，关联以及漫游等。

hostapd:
无线AP端的一个解决方案；

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