2020-06-04
关键字：Option60、新增Option、插入一个Option
1、DHCP是什么？
DHCP 全称 Dynamic Host Configuration Protocol，动态主机配置协议。
说人话就是用于路由器给各个电脑、手机、网络设备分配各种地址以使设备能访问网络用的，同时它还兼有管理某一局域网内设备的功能。
DHCP 的前身是 BOOTP，即 Bootstrap Protocol。
DHCP 是一种基于 UDP 协议的局域网通讯协议。
2、Option是什么？
DHCP 协议其实就是一段字节流，不同位置的字节数据代表着不同的含义。它大体上可以分成以下两个组成部分：
1、正文部分
2、附加选项部分
正文部分就是一个DHCP包中必不可少的数据。
附加选项是可选的，即 Option。通常会根据实际的场景需求来决定是否添加。Option部分是直接插在DHCP包的末尾的，它仍旧属于DHCP包。
Option 的作用就是用以扩展 DHCP 的功能的。因为 DHCP 协议除了简单的分配地址外还要实现管理设备的功能，而不同应用场景往往又会催生出不同的需求，为了满足这些客制化的需求，就需要这种可以由用户自定义内容的“Option”可选项了。
Option 的格式简单，大体可以分成三个组成部分：
1、Option代码
1个字节。
2、内容长度
1个字节。
3、内容
内容长度个字节。
其格式如下图所示：
因为 Option 代码就是用来区分不同用途的标识符。因为它占 1 个字节，因此 Option 总共有 256 种（0 ~ 255，事实上只有 254 种可以使用的值，因为 0 和 255 是保留值）。
在一个 DHCP 包中可以插入多个 Option 字段。例如，我们以一个 携带了 Option 字段的 DHCP 报文为例，其 Option 数量与位置如下图所示：
Option 代码的值从 0 ~ 255 都代表了不同的含义，或者说代表了不同的控制类型。每一个代码的详细说明请各位同学自行参阅相关文档，这里给出文档链接如下：
https://www.iana.org/assignments/bootp-dhcp-parameters/bootp-dhcp-parameters.xml
3、Option60
Option60 就是指 Option 的代码为 0x3c 的字段值。它通常用于携带设备标识符信息以供 DHCP 服务器鉴权使用。从理论上来说，任何设备都可以接入到 DHCP 服务器并请求获得相应资源。但如果我们的 DHCP 所提供的这种服务是被“商业化”了的，那当然就需要这种鉴权机制了。鉴权不通过，我 DHCP 服务器就可以忽略掉这个设备的服务请求。这种鉴权，通常就是交由 Option60 来实现的。
Option60 的格式如下图所示：
Option60 的配置在 Android4.4 中们于如下代码文件：
.frameworksasecorejavaandroid etEthernetDataTracker.java
在系统起来以后开始 DHCP 获取 DHCP 时会调用 runDhcp() 方法：
private void runDhcp()
然后会在这里读取是否有开启 Option60 的标志以及要携带的数据信息。 Option60 的开启标志与数据信息通常可以在设置APK中设定。因为 Option60 常用于鉴权，因为有些设备是往 Option60 中填写一个通行证信息，并会做适当的加密操作。
runDhcp() 方法中随后会通过 NetworkUtils.runDhcpPlus() 方法来将相应参数传递下去。这个方法是一个 native 方法，它的最终实现位于：
.frameworksasecorejniandroid_net_NetUtils.cpp static jboolean android_net_utils_runDhcpCommon(...)
随后又会调用 dhcp_do_request() 函数继续传递参数，如下图所示：
随后就到以下代码中了：
.systemcorelibnetutilsdhcp_utils.c
这个 dhcp_do_request() 函数所做的事情，基本就是：根据参数组装启动 dhcpcd 服务的命令以及将参数信息写到系统属性中去。如下图所示：
再然后就是 dhcpcd 服务登场了。dhcpcd 服务代码目录如下：
./external/dhcpcd/
dhcpcd 服务在爬起来以后就会跑以下代码的 main() 函数：
.externaldhcpcddhcpcd.c int main(int argc, char **argv)
然后在如下图所示的函数中解析有哪些 Option 是要添加组装要携带的信息的：
.externaldhcpcdif-options.c
这里还是以 Option60 为例，它在 parse_option() 中的解析如下图所示：
再接下来就到真正的发送 DHCP 数据报文的时候了。这个操作于 dhcp.c 代码中实现：
.oxexternaldhcpcddhcp.c
ssize_t make_message(struct dhcp_message **message, const struct interface *iface, uint8_t type)
关于 Option60 的组装如下图所示。
这个指针 p 就是记录 DHCP 报文字节流用的了。
再往下就是将报文送到网卡驱动发送出去了。
4、如何在DHCP网络包中插入一个新的Option？
在 Android 系统中一般都会有 Option60 的完整实现，用户只需在设置APK中设置相应信息即可自动实现 Option60 的字段携带。
但如何新增一个系统尚不支持的字段呢？
其实也很简单。
前面第 3 节介绍的 Option60 的调用组装流程照着来一次就行的了。这里就以新增一个 Option156 来简单说说如何在 DHCP 中插入一个新的 Option字段。
首先的是应用层将相应信息传递下来的流程。这个就不多说了，同学根据自己的实际需求实现就好。
然后我们可以关注 EthernetDataTracker.java 中的 runDhcp() 方法。可以依照 Option60 的做法将 Option156 的信息传递到这里来。如下图所示：
然后，笔者为了偷懒，就直接将 Option156 的信息在这里写到系统属性中去了。这种做法不太好，因为按照常，我们应该将 Option156 的信息一步步传到 C 代码层，根据参数来组装启动 dhcpcd 服务的参数的。
但笔者偷懒了。
就这样吧。
再然后就到 if-option.h 中去新增用于保存 Option156 信息的结构体变量：
.externaldhcpcdif-options.h
接下来是去 if-options.c 中解析 Option156 的信息，并将它拷贝到结构体中。直接复制 Option60 的做法来就行了：
.externaldhcpcdif-options.c
最后去到 dhcp.c 的 make_message() 函数中完成最后的拼装：
.externaldhcpcddhcp.c
如此，开机时抓一个 DHCP 的网络包，就可以发现笔者新增的 Option156 字段信息了，如下图所示：
上图网络包 wireshark 提示了笔者添加的 Option156 值错误的警告。它的意思是说 Option156 这个字段的“内容”的长度只允许是 1。但笔者在这里给它携带了一个长度为 19 个字节的字符串。因为违反了规范，所以 wireshark 给出了警告。但这其实并不重要。只要你的 DHCP 服务器能解析出来，就没有问题。
参考资料：
http://www.360doc.com/content/15/1130/09/8335678_516871788.shtml
https://blog.csdn.net/zzd_zzd/article/details/88372014
https://www.iana.org/assignments/bootp-dhcp-parameters/bootp-dhcp-parameters.xml
https://tools.ietf.org/rfc/rfc6926.txt