Android10 添加以太网网络共享功能

文章目录

[Android10 添加以太网网络共享功能](#Android10 添加以太网网络共享功能)
- 一、前言
- 二、需求分析
- 三、系统架构与原理
- - [3.1 整体架构](#3.1 整体架构)
  - [3.2 代码执行流程](#3.2 代码执行流程)
  - [3.3 IP 网段分配](#3.3 IP 网段分配)
- 四、修改文件概览
- 五、详细实现
- - [5.1 定义 Tethering 类型](#5.1 定义 Tethering 类型)
  - [5.2 增加以太网状态广播](#5.2 增加以太网状态广播)
  - [5.3 Tethering 核心逻辑改造](#5.3 Tethering 核心逻辑改造)
  - - [5.3.1 接口类型识别](#5.3.1 接口类型识别)
    - [5.3.2 自动开启以太网共享](#5.3.2 自动开启以太网共享)
    - [5.3.3 共享开关实现](#5.3.3 共享开关实现)
    - [5.3.4 状态广播与清理](#5.3.4 状态广播与清理)
  - [5.4 配置识别与 IP 分配](#5.4 配置识别与 IP 分配)
  - - [5.4.1 接口识别规则](#5.4.1 接口识别规则)
    - [5.4.2 网关 IP 配置](#5.4.2 网关 IP 配置)
  - [5.5 阻止正常网络代理流程](#5.5 阻止正常网络代理流程)
- 六、关键逻辑说明
- 七、总结

Android10 添加以太网网络共享功能

摘要：本文记录在 Android10 AOSP 源码中新增以太网网络共享（Ethernet Tethering）的完整修改过程。通过扩展系统 Tethering 框架，使设备可通过 eth0 接口为下游设备提供网络共享服务，适用于工业网关、有线热点等场景。

一、前言

Android 原生系统支持 WiFi、USB、蓝牙三种网络共享方式，但在部分行业设备（如工控平板、车载网关）中，存在通过有线以太网口对外共享网络的需求。Android10 的 Tethering 框架具备良好的扩展性，本文介绍如何在 AOSP 源码中新增 Ethernet Tethering 支持，实现插入网线后自动开启以太网共享。

二、需求分析

核心需求可拆解为以下几点：

新增 Tethering 类型 ：在系统层定义 TETHERING_ETHERNET，让框架识别以太网共享。
接口状态监听 ：监听 eth0 插拔事件，网线接入后自动触发共享逻辑。
状态广播：向上层应用提供以太网连接状态广播，便于 UI 展示。
IP 地址分配 ：为 eth0 分配固定的网关地址，并启动 DHCP 服务为下游设备分配 IP。
避免冲突 ：阻止 eth0 走正常的以太网网络连接流程，防止与 Tethering 逻辑冲突。

最终效果：

通过网线连接PC和设备

Android设备IP：

PC 设备IP

三、系统架构与原理

3.1 整体架构

在 Android 网络体系中，Tethering 模块位于 ConnectivityService 之下、Netd 之上，负责管理所有下游共享接口。本次修改的整体架构如下：

复制代码

┌─────────────────────────────────────────┐
│           应用层 (SystemUI/APK)          │
│     接收 ETHERNET_STATE 广播展示状态      │
└──────────────────┬──────────────────────┘
                   │
┌──────────────────▼──────────────────────┐
│         Framework API 层                │
│  ConnectivityManager / EthernetManager  │
│  (新增 TETHERING_ETHERNET 常量与广播)    │
└──────────────────┬──────────────────────┘
                   │
┌──────────────────▼──────────────────────┐
│         System Server 层                 │
│  ┌─────────────────────────────────┐    │
│  │   Tethering.java (状态机核心)    │    │
│  │   • 监听 eth0 插拔事件            │    │
│  │   • 自动 enable/disable 共享     │    │
│  │   • 发送状态广播                  │    │
│  └─────────────────────────────────┘    │
│  ┌─────────────────────────────────┐    │
│  │   IpServer.java (地址服务)       │    │
│  │   • 配置 192.168.48.1/24        │    │
│  │   • 启动 Dnsmasq DHCP 服务       │    │
│  └─────────────────────────────────┘    │
│  ┌─────────────────────────────────┐    │
│  │ EthernetNetworkFactory.java      │    │
│  │   • 拦截 eth0 正常上网流程       │    │
│  └─────────────────────────────────┘    │
└──────────────────┬──────────────────────┘
                   │
┌──────────────────▼──────────────────────┐
│           Native 层 (Netd)              │
│     接口状态上报 / iptables 规则下发      │
└─────────────────────────────────────────┘

3.2 代码执行流程

当网线插入设备后，整个共享开启的代码执行流程如下：
匹配 eth0
网线插入 eth0
Kernel 触发 netlink 事件
Netd 上报 interfaceLinkStateChanged
Tethering.interfaceStatusChanged
ifaceNameToType

判断接口类型
识别为 TETHERING_ETHERNET
发送 ACTION_ETHERNET_STATE

Sticky 广播
调用 enableTetheringInternal
进入 setEthernetTethering
调用 tetherMatchingInterfaces
IpServer 进入 STATE_TETHERED
配置 192.168.48.1/24
启动 DHCP + DNS 转发
下游设备通过网线获取 IP 上网

3.3 IP 网段分配

为避免与系统已有的 WiFi 热点、Wigig 共享地址冲突，各共享类型使用独立网段：

共享类型	接口示例	网关地址	子网掩码	DHCP 网段
WiFi	wlan0	192.168.42.1	/24	192.168.42.0/24
Ethernet	eth0	192.168.48.1	/24	192.168.48.0/24
Wigig	wigig0	192.168.50.1	/24	192.168.50.0/24

四、修改文件概览

文件路径	修改说明
`frameworks/base/core/java/android/net/ConnectivityManager.java`	新增 `TETHERING_ETHERNET` 常量
`frameworks/base/core/java/android/net/EthernetManager.java`	新增以太网状态广播 Action 与 Extra
`frameworks/base/core/res/AndroidManifest.xml`	注册 protected broadcast
`frameworks/base/services/core/java/com/android/server/connectivity/Tethering.java`	Tethering 核心逻辑，自动开启/关闭以太网共享
`frameworks/base/services/core/java/com/android/server/connectivity/tethering/TetheringConfiguration.java`	新增 `isEthernet()` 接口识别
`frameworks/base/services/net/java/android/net/ip/IpServer.java`	配置以太网网关 IP 及子网掩码
`frameworks/base/net/ethernet/java/com/android/server/ethernet/EthernetNetworkFactory.java`	阻止 eth0 进入正常网络连接流程

五、详细实现

5.1 定义 Tethering 类型

首先，在 ConnectivityManager 中新增以太网共享类型常量，值为 4：

java 复制代码

// frameworks/base/core/java/android/net/ConnectivityManager.java
/**
 * Ethernet tethering type.
 * @see #startTethering(int, OnStartTetheringCallback, boolean)
 * @hide
 */
public static final int TETHERING_ETHERNET = 4;

5.2 增加以太网状态广播

为了让应用层能感知以太网共享的插拔状态，在 EthernetManager 中定义广播 Action 与 Extra：

java 复制代码

// frameworks/base/core/java/android/net/EthernetManager.java
/**
 * Broadcast Action: A sticky broadcast for ethernet state change events when in device mode.
 * {@hide}
 */
public static final String ACTION_ETHERNET_STATE =
        "android.net.action.ETHERNET_STATE";

/**
 * Boolean extra indicating whether ethernet is connected or disconnected.
 * {@hide}
 */
public static final String ETHERNET_CONNECTED = "connected";

同时，在 AndroidManifest.xml 中将其注册为受保护广播，避免第三方应用滥用：

xml 复制代码

<!-- frameworks/base/core/res/AndroidManifest.xml -->
<<protected-broadcast android:name="android.net.action.ETHERNET_STATE" />

5.3 Tethering 核心逻辑改造

Tethering.java 是本次修改的核心文件，主要完成以下工作：

5.3.1 接口类型识别

在 ifaceNameToType() 中增加对 eth0 的识别：

java 复制代码

// frameworks/base/services/core/java/com/android/server/connectivity/Tethering.java
private int ifaceNameToType(String iface) {
    final TetheringConfiguration cfg = mConfig;
    if (cfg.isWifi(iface)) {
        // ...
        return TETHERING_WIGIG;
    } else if (cfg.isUsb(iface)) {
        return TETHERING_USB;
    } else if (cfg.isBluetooth(iface)) {
        return TETHERING_BLUETOOTH;
    } else if (cfg.isEthernet(iface)) {
        return TETHERING_ETHERNET;
    }
    return TETHERING_INVALID;
}

5.3.2 自动开启以太网共享

在 interfaceStatusChanged() 中监听接口状态变化。当检测到 eth0 链路 Up 时，发送状态广播，并自动调用内部开启逻辑：

java 复制代码

// frameworks/base/services/core/java/com/android/server/connectivity/Tethering.java
public void interfaceStatusChanged(String iface, boolean up) {
    // ... 原有 WiFi/USB/蓝牙逻辑 ...

    int interfaceType = ifaceNameToType(iface);
    if (interfaceType == TETHERING_ETHERNET) {
        // 发送以太网插拔状态广播
        final Intent broadcast = new Intent(EthernetManager.ACTION_ETHERNET_STATE);
        broadcast.addFlags(Intent.FLAG_RECEIVER_REPLACE_PENDING |
                Intent.FLAG_RECEIVER_REGISTERED_ONLY_BEFORE_BOOT);
        broadcast.putExtra(EthernetManager.ETHERNET_CONNECTED, up);
        mContext.sendStickyBroadcastAsUser(broadcast, UserHandle.ALL);

        // 自动开启以太网共享
        enableTetheringInternal(interfaceType, true, null);
    }
}

5.3.3 共享开关实现

在 enableTetheringInternal() 中增加 TETHERING_ETHERNET 分支：

java 复制代码

case TETHERING_ETHERNET:
    result = setEthernetTethering(enable);
    sendTetherResult(receiver, result);
    break;

setEthernetTethering() 的实现如下：

java 复制代码

// frameworks/base/services/core/java/com/android/server/connectivity/Tethering.java
public int setEthernetTethering(boolean enable) {
    synchronized (mPublicSync) {
        if (enable) {
            final long ident = Binder.clearCallingIdentity();
            try {
                tetherMatchingInterfaces(IpServer.STATE_TETHERED, TETHERING_ETHERNET);
            } finally {
                Binder.restoreCallingIdentity(ident);
            }
        } else {
            final long ident = Binder.clearCallingIdentity();
            try {
                tetherMatchingInterfaces(IpServer.STATE_AVAILABLE, TETHERING_ETHERNET);
            } finally {
                Binder.restoreCallingIdentity(ident);
            }
        }
    }
    return TETHER_ERROR_NO_ERROR;
}

5.3.4 状态广播与清理

在 sendTetherStateChangedBroadcast() 中增加以太网共享状态标记，并在 untetherAll() 中增加停止逻辑：

java 复制代码

// frameworks/base/services/core/java/com/android/server/connectivity/Tethering.java
public void untetherAll() {
    stopTethering(TETHERING_WIFI);
    stopTethering(TETHERING_USB);
    stopTethering(TETHERING_ETHERNET);
    stopTethering(TETHERING_BLUETOOTH);
}

5.4 配置识别与 IP 分配

5.4.1 接口识别规则

在 TetheringConfiguration 中增加以太网接口判断，当前固定匹配 eth0：

java 复制代码

// frameworks/base/services/core/java/com/android/server/connectivity/tethering/TetheringConfiguration.java
public boolean isEthernet(String iface) {
    return iface.equals("eth0");
}

5.4.2 网关 IP 配置

在 IpServer 中，为以太网共享接口分配独立的网段，避免与 WiFi 热点冲突：

java 复制代码

// frameworks/base/services/net/java/android/net/ip/IpServer.java
private static final String ETHERNET_IFACE_ADDR = "192.168.48.1";
private static final int ETHERNET_PREFIX_LENGTH = 24;

在 configureIPv4() 中根据接口类型选择对应地址：

java 复制代码

if (mInterfaceType == ConnectivityManager.TETHERING_WIFI) {
    ipAsString = WIFI_HOST_IFACE_ADDR;
    prefixLen = WIFI_HOST_IFACE_PREFIX_LENGTH;
} else if (mInterfaceType == ConnectivityManager.TETHERING_ETHERNET) {
    ipAsString = ETHERNET_IFACE_ADDR;
    prefixLen = ETHERNET_PREFIX_LENGTH;
} else if (mInterfaceType == ConnectivityManager.TETHERING_WIGIG) {
    // ...
}

5.5 阻止正常网络代理流程

当 eth0 作为共享下游接口时，必须阻止其进入 EthernetNetworkFactory 的正常网络连接流程（如 DHCP 获取、网络评分等），否则会导致 Tethering 与正常网络栈冲突。

在 EthernetNetworkFactory 的 start() 方法中增加路由模式判断：

java 复制代码

// frameworks/base/net/ethernet/java/com/android/server/ethernet/EthernetNetworkFactory.java
private void start() {
    // 若当前处于以太网路由/共享模式，则不启动正常网络连接
    boolean isEthernetRouterMode = true; 
    // 实际项目中建议通过 Settings.Global 控制：
    // Settings.Global.getInt(mContext.getContentResolver(), ETHERNET_ROUTER_MODE_ON, 0) == 1;
    
    if (isEthernetRouterMode) {
        return;
    }

    if (mIpClient != null) {
        if (DBG) Log.d(TAG, "IpClient already started");
        return;
    }
    // ... 原有网络连接逻辑
}

六、关键逻辑说明

自动触发机制 ：系统通过 Netd 监听内核网卡事件，Tethering 服务收到 eth0 的 interfaceLinkStateChanged 回调后，自动完成共享开启，无需用户手动操作。
StickyBroadcast：使用粘性广播发送以太网状态，确保应用注册接收器后能立即获取当前连接状态。
网段隔离 ：以太网共享使用 192.168.48.0/24 网段，与 WiFi 热点的 192.168.42.0/24、Wigig 的 192.168.50.0/24 相互独立，避免路由冲突。
流程拦截 ：EthernetNetworkFactory 中的拦截是本次功能生效的关键，若缺少此步骤，eth0 会被系统当作普通以太网上行接口进行 DHCP，导致 Tethering 无法正常分配地址。

七、总结

本文通过在 Android10 Tethering 框架中新增 TETHERING_ETHERNET 类型，实现了以太网口的有线网络共享功能。主要改动集中在：

Framework API 层：新增常量与广播定义；
SystemServer 层：改造 Tethering 状态机，实现自动识别与开启；
网络协议层：配置独立网段与 DHCP 服务；
冲突规避层 ：拦截 EthernetNetworkFactory 的正常连接流程。