Linux Wlan hostapd框架梳理

官方框架图

这个框架图展示了hostapd的软件架构和主要组件

简单做个说明：

文档获取路径：

• https://w1.fi/wpa_supplicant/devel/

从如上可以梳理个简单流程：

• 驱动事件上报：
  驱动事件 → driver i/f → 相应状态机处理
• 控制流：
  GUI/cli → ctrl i/f → configuration → 各子系统
• 数据流：
  无线数据包 → driver i/f → IEEE 802.11 MLME → Station table

讲个题外内容的框架

源码获取

• git clone git://w1.fi/hostap.git

安装依赖库

• sudo apt-get install libnl-3-dev libnl-genl-3-dev
• sudo apt-get install libssl-dev

编译

1. 复制默认配置：cp defconfig .config
2. make

备份原hostapd

• sudo cp /usr/sbin/hostapd /usr/sbin/hostapd.bak

替换系统hostapd

• sudo cp hostapd /usr/sbin/

调整日志级别

• 在 hostapd 配置文件（如 /etc/hostapd/hostapd.conf）中设置

等等

梳理了一下繁琐的函数调用，附带解析

hostapd_global_init()		//初始化eloop这个全局变量
	eap_server_register_methods()		//注册eap server支持的安全模式，并存放在一个链表里面
	eloop_init()		//初始化全局变量eloop结构体，初始化 eloop（事件循环），用于处理 socket 事件、定时器、信号等
	random_init();//对各个事件注册
		eloop_register_read_sock()
			eloop_sock_table_add_sock()//将相应的handler和data放进sock_table表中，实现注册
					
hostapd_interface_init()	//读取配置文件井初始化BSS数据,不会启动实际的驱动程序操作。此函数用于解析全接口(一个或多个BSS共享相同的无线电)的配置文件，并为BSS*接口分配内存。不会启动实际的驱动程序操作。
	hostapd_init()	//分配并初始化每个接口的数据,此函数用于为每个接口分配主要数据结构。
		config_read_cb()
		hostapd_config_read() //读取hostapd配置文件
				
hostapd_interface_init_bss() //读取配置文件井初始化BSS数据,不会启动实际的驱动程序操作。这类似于hostapd_interface_init（），但适用于以下情况：配置用于为无线电添加单个BSS，而不是所有BSS。

启用已配置的接口。根据通道配置，这可能会在返回之前完成完全初始化，或者在需要HT co-ex扫描、ACS或DFS等操作来确定通道参数的情况下，使用回调机制完成设置。在这种情况下，接口将从hostapd_global_run（）中的eloop上下文启用。

hostapd_driver_init()	//获取配置信息保存在iface[i]中,准备驱动程序的接口
		hostapd_setup_interface()	//设置一个接口
			setup_interface()
				尽早初始化控制接口，以便允许外部监控可能需要相当长时间的通道设置操作，特别是对于DFS情况。
				start_ctrl_iface()	//初始化ctrl_iface接口，用于和上层用户通信
					ctrl_iface_init()
						hostapd_ctrl_iface_init()
							hostapd_ctrl_iface_path()
							eloop_register_read_sock()	//监听ctrl_interface
								hostapd_ctrl_iface_receive()
				hostapd_set_country()	//设置WiFi国家码信息
				setup_interface2()	//将配置信息写入内核
					hostapd_get_hw_features()	//获取无线网卡硬件支持的功能
					configured_fixed_chan_to_freq()	//将配置的固定频道号（channel number）转换为对应的频率（MHz） 的辅助函数。它通常在 AP 初始化或配置解析阶段被调用，确保无线接口的信道设置符合硬件支持的范围
					hostapd_set_oper_chwidth()	//设置无线接口的操作信道宽度
					hostapd_select_hw_mode()	//根据配置设置硬件模式、通道、速率和被动扫描
					hostapd_setup_interface_complete()	//完成接口设置,当先前设置步骤完成时，将调用此函数
						hostapd_setup_interface_complete_sync()	//
							hostapd_set_current_hw_info()	// 更新并验证当前无线接口的硬件信息
							hostapd_set_freq()	
							hostapd_set_rts()
							hostapd_setup_bss()	//配置每个BSS,此函数用于初始化所有BSS数据结构和资源。当接口初始化时，此函数会循环调用每个BSS。
								hostapd_if_add()	//在内核中为此BSS 创建一个interface
								hostapd_setup_encryption()	//配置无线接口的加密方式和密钥管理
								hostapd_setup_wpa_psk()	//专门用于 配置 WPA-PSK（预共享密钥）认证
								hostapd_set_ssid()	//Set SSID for the kernel driver
								hostapd_bss_radius_init()	//初始化 RADIUS 客户端功能
								hostapd_acl_init()	//初始化访问控制列表（ACL）
								hostapd_init_wps()	//初始化 Wi-Fi Protected Setup (WPS) 
								ieee802_1x_init()	//初始化 IEEE 802.1X 认证框架
								hostapd_setup_wpa()		//初始化 WPA/WPA2/WPA3 安全模块
								hostapd_drv_set_qos_map() //配置 QoS（服务质量）映射表
								dhcp_snoop_init()	//初始化 DHCP 监听（DHCP Snooping）功能
								hostapd_start_beacon()	//启动 Beacon 帧广播
									ieee802_11_set_beacon()	//
								wpa_init_keys()	//初始化 WPA/WPA2 密钥管理
							hostapd_start_beacon()
							hostapd_tx_queue_params()	//配置无线接口的传输队列
							hostapd_set_acl()	//动态管理访问控制列表
							hostapd_driver_commit()	//主要用于将无线访问点(AP)的配置更改提交给底层驱动程序
							hostapd_init_wps_complete()	//用于处理 WPS 初始化完成后的操作
							hostapd_set_state()	//用于管理 AP 状态转换的核心函数
							hostapd_neighbor_set_own_report()	//专门用于处理接入点(AP)的邻居802.11k 报告(Neighbor Report)生成和更新
							ieee802_11_update_beacons()	//主要用于当 AP 的配置发生变化时需要更新发送的 Beacon 帧内容
		hostapd_global_ctrl_iface_init()	//负责建立与外部管理实体(如 hostapd_cli、wpa_supplicant 或其他管理工具)通信的基础设施,建立用于管理通信的UNIX域套接字或命名管道
		hostapd_global_run()	//hostapd 的主事件循环函数，负责处理整个 hostapd 进程的事件调度和消息处理
			tncs_global_init()	//tncs初始化(Trusted Network Connect)，用于初始化可信网络连接(TNC, Trusted Network Connect)子系统的全局初始化函数，属于802.1X认证框架的一部分
			os_daemonize()	//后台运行
			eloop_run()
				eloop_process_pending_signals();//对发生的信号进行处理，会执行eloop_register_signal中注册的信号对应handler函数
				eloop_sock_table_set_fds();//将表中的socket加入到集合rfds中，socket是在eloop_register_sock中提前注册并绑定handler函数,在hostapd_global_init中
				eloop_sock_table_set_fds();
				eloop_sock_table_set_fds();
				res = select(eloop.max_sock + 1, rfds, wfds, efds,//使用select函数来监听集合中socket的变化
				eloop_sock_table_dispatch(&eloop.readers, rfds);//执行相应的提前注册的函数，
				eloop_sock_table_dispatch(&eloop.writers, wfds);
				eloop_sock_table_dispatch(&eloop.exceptions, efds);

创建AP启动流程

详细的代码启动流程及详细备注（包含启动函数）

重要结构体

1. 管理结构体 struct hostapd_data
   单个BSS的全局上下文，每个AP对应一个实例
   
   结构体太长了，细则需要自行了解

我列举几个重要的
struct hostapd_bss_config *conf;  // BSS配置参数
struct hostapd_config *iconf;     // 接口配置
struct hostapd_iface *iface;      // 所属物理接口
struct sta_info *sta_list;        // 已连接客户端列表
void *drv_priv;                  // 驱动私有数据

2. 管理结构体：struct hostapd_iface
   管理物理无线接口，可能包含多个虚拟AP(BSS)
   
   重要成员

struct hostapd_data **bss;        // 虚拟AP数组
int num_bss;                     // 虚拟AP数量
struct hapd_interfaces *interfaces; // 全局接口集合
enum hostapd_iface_state state;   // 接口状态

3. 管理结构体：struct hapd_interfaces
   hostapd全局上下文，管理所有物理接口
   
   重要成员

struct hostapd_iface **iface;     // 物理接口数组
size_t count;                    // 接口数量
char *config_file;               // 配置文件路径
void *global_ctrl_priv;          // 全局控制接口数据

4. 配置结构体：struct hostapd_config
   存储所有接口级别的配置参数
   
   重要参数

struct hostapd_bss_config **bss;  // 每个BSS的配置
int num_bss;                     // BSS数量
int beacon_int;                  // Beacon间隔(ms)
int rts_threshold;               // RTS阈值
int fragm_threshold;             // 分片阈值

5. 配置参数结构体：struct hostapd_bss_config
   单个BSS的配置参数
   
   重要成员

char iface[IFNAMSIZ + 1];        // 接口名
char ssid[SSID_MAX_LEN + 1];     // SSID
int ssid_len;                    // SSID长度
int wpa;                         // WPA配置标志
char *ctrl_interface;            // 控制接口路径

给个结构体管理图

使用一个简单的使用应用层工具来设置ssid说明流程

hostapd进程是一个内核进程还是应用层进程？

• hostapd 是一个运行在用户空间（应用层）的守护进程

为什么感觉内容很少？

• 一下学不了所有内容，都是根据模块和具体的需求去分布了解hostapd内容
• 所以本篇内容仅仅是以创建ap的方式去跟踪学习