最近基于OpenWRT开发了ＷiFi探针的功能，可以实现基本的客户端MAC及客户端的信号强度搜集，搜集结束之后通过MQTT上传至后台服务进行分析，可实现更多的扩展功能，如人流量统计，粗略定位等． 本文描述不涉及后台的分析功能，只是通过路由器提供的AP功能，将搜集到的信息提交给服务后台． 好，正式开始．
如果熟悉802.11协议的话，开发思路比较明确了，先上802.11报文格式，如下： 其中Address2为发送端的MAC地址，同时，基于802.11协议的行为模式，802.11协议规定：
AP基站每个100ms发送一次信标Beacon帧，用来提供BSS网络基础架构；Station客户端，在ＷiFi功能开启状态下，每隔一段时间会向附近所有能收到Beacon帧的AP（即使客户端没有链接到AP），发Probe Request报文，基站收到 此报文后会回应Probe Response报文；而Probe Request报文属于管理帧(Type=00)的一种，子类型为Probe Request(SubType=0100)，了解这些，要实现探针的思路就很明确了．主要分两个步骤：
WiFi驱动层，抓取到我们想要的信息（内核空间），通过某种方式传递给用户空间；用户空间接收到内核空间传递的信息，进行数据的提取及发送到云端；我使用AR71XX系列设备，其ＷiFi驱动的源码，在OpenWRT编译之后的build_dir/target-mips_34kc_uClibc-0.9.33.2/linux-ar71xx_generic/compat-wireless-2016-01-10目录下，不同版本可能会有区别，所有收到的WiFi数据包，都会通过net/mac80211/rx.c的__ieee80211_rx_handle_packet函数进行处理，因此检测Probe Request帧就在这里处理，添加代码片段如下：
--- compat-wireless-2016-01-10/net/mac80211/rx.c 2019-07-18 17:43:35.176544318 +0800 +++ compat-wireless-2016-01-10-mod/net/mac80211/rx.c 2019-07-18 16:05:46.538622629 +0800 @@ -31,6 +31,7 @@ #include "tkip.h" #include "wme.h" #include "rate.h" +#include "probe_nl.h" static inline void ieee80211_rx_stats(struct net_device *dev, u32 len) { @@ -3429,6 +3430,36 @@ ieee80211_invoke_rx_handlers(rx); return true; } +void collect_probe_info(u8 *addr,s8 signal) +{ + if(g_probed_unsend_num >= MAX_PROBED_NUM) + { + g_probed_unsend_num = 0; + return; + } + else + { + int i = 0; + bool flag =1; + for(i=0; i<g_probed_unsend_num; i++) + { + if(memcmp(g_probed_info[i],addr,6)==0) + { + flag = 0; + //update signal + //memcpy(g_probed_info[i], addr, 6); + memcpy(g_probed_info[i]+6, &signal, 1); + break; + } + } + if(flag) + { + memcpy(g_probed_info[g_probed_unsend_num], addr, 6); + memcpy(g_probed_info[g_probed_unsend_num]+6, &signal, 1); + g_probed_unsend_num++; + } + } +} /* * This is the actual Rx frames handler. as it belongs to Rx path it must @@ -3453,7 +3484,7 @@ rx.skb = skb; rx.local = local; rx.napi = napi; - + if (ieee80211_is_data(fc) || ieee80211_is_mgmt(fc)) I802_DEBUG_INC(local->dot11ReceivedFragmentCount); @@ -3512,6 +3543,11 @@ prev = NULL; + if (ieee80211_is_probe_req(fc)/* && g_is_probe*/){ + struct ieee80211_rx_status *sta = IEEE80211_SKB_RXCB(skb); + collect_probe_info(hdr->addr2,sta->signal); + } + list_for_each_entry_rcu(sdata, &local->interfaces, list) { if (!ieee80211_sdata_running(sdata))以上完成数据的收集，并且存储在g_probed_info全局变量中，然后通过Generic Netlink方式传递给用户空间． Generic Netlink的使用，需要在net/mac80211/下添加probe_nl.c和probe_nl.h，下面有源码，这两个文件主要处理用户态进程和内核态进程之间的通信，将上一步g_probed_info搜集到的数据传递给用户空间．
Generic netlink socket是一种用于用户态进程和内核态进程之间的通信机制。它通过为内核模块提供一组特殊的API，并为用户程序提供了一组标准的socket接口的方式，实现了全双工的通讯连接。使用方式也很简单，内核空间分为3步：
定义genl_family结构体实例定义genl_family实例的操作方法将实例方法注册到Generic Netlink以上内核空间代码，如果感兴趣，请参考git kernel-space代码，使用方法：
加入rx.c的patch文件，用于搜集客户端信息；net/mac80211/下添加probe_nl.c和probe_nl.h；net/mac80211/main.c添加probe_nl的注册；Makefile添加编译probe_nl模块；用户空间就比较单纯，主要是与内核空间的Generic Netlink建立socket链接，定期触发内核空间向用户空间发送搜集的数据即可，分为以下：
sock_fd = genl_socket_init(); 初始化Generic Netlink的socket链接genl_get_family_id();获取Generic Netlink family idgenl_send_msg();发送数据到内核空间，触发内核将搜集到的数据进行向用户空间的下发genl_rcv_msg();接收内核下发的数据format_mac_info();根据定义的数据格式，格式化数据send_json_by_mosquitto();将数据信息发送给mqtt server代码片段如下：
int main() { memset(kernel_sended_mac_list,0,sizeof(kernel_sended_mac_list)); int sock_fd; sock_fd = genl_socket_init(); if(sock_fd < 0){ printf("create_nl_socket create failure\n"); return 0; } int family_id = genl_get_family_id(sock_fd, "ProbeMacList"); for(;;){ genl_send_msg(sock_fd, family_id, DOC_EXMPL_C_ECHO, DOC_EXMPL_A_MSG, "s"); genl_rcv_msg(family_id,sock_fd); format_mac_info(); send_json_by_mosquitto(); sleep(5); } }以上用户空间代码，如果感兴趣，可参考git app-space代码，使用方法：
直接将wifi-probe这一包放入OpenWRT源码目录下的packages/下；make menuconfig -> Utilities -> wifi-probe选中；make编译即可；至此，所有开发工作基本完成，只不过我实现的上传给MQTT服务器的部分，为了省事直接用的shell脚本实现，如果有时间，还是直接使用c库实现比较好． 以上所有代码都在我的GitHub上，大家可下载调试． https://github.com/wesley-fly/wifi-probe.git 看下效果结束吧！
