Configurar redes Ethernet internas

O Android Auto OS 13 e versões mais recentes contêm recursos que permitem configurar e gerenciar redes Ethernet. A Figura 1 mostra um exemplo de diagrama de rede para um automóvel:

Rede do Android Auto

Figura 1. Rede do Android Auto.

Essa figura mostra o app de rede do OEM chamando métodos na classe EthernetManager para configurar e gerenciar redes Ethernet integradas (eth0.1, eth0.2 e eth0.3). O restante da Figura 1 está fora do escopo deste documento.

Definir as configurações de rede Ethernet padrão

Para definir as configurações de rede padrão, use a sobreposição de recursos config_ethernet_interfaces:

<string-array translatable="false" name="config_ethernet_interfaces">
        <!--
        <item>eth1;12,13,14,15;ip=192.168.0.10/24 gateway=192.168.0.1 dns=4.4.4.4,8.8.8.8</item>
        <item>eth2;;ip=192.168.0.11/24</item>
        <item>eth3;12,13,14,15;ip=192.168.0.12/24;1</item>
        -->
    </string-array>

Este exemplo mostra a sobreposição de recursos config_ethernet_interfaces de config.xml.

Principais pontos sobre o código

  • eth1, eth2 e eth3 são os nomes da interface de rede que está sendo configurada.
  • Os números consecutivos de 12, 13, 14, 15 representam recursos de rede que estão sendo ativados.
  • ip=, gateway= e dns são usados para definir o endereço IP inicial, o gateway e o DNS da rede.

Ativar ou desativar uma interface de rede

Para ativar uma interface de rede, chame EthernetManager.enableInterface():

public final class InterfaceEnabler {
    private final Context mApplicationContext;
    private final EthernetManager mEthernetManager;
    private final OutcomeReceiver<String, EthernetNetworkManagementException> mOutcomeReceiver;

    public InterfaceEnabler(Context applicationContext,
            OutcomeReceiver<String, EthernetNetworkManagementException> outcomeReceiver) {
        mApplicationContext = applicationContext;
        mEthernetManager = applicationContext.getSystemService(EthernetManager.class);
        mOutcomeReceiver = outcomeReceiver;
    }

    public void enableInterface(String ifaceName) {
        mEthernetManager.enableInterface(ifaceName,
                mApplicationContext.getMainExecutor(),
                mOutcomeReceiver);
    }
}

Principais pontos sobre o código

  • ifaceName é o nome da interface de rede a ser ativada.
  • getMainExecutor() retorna o contexto do app.
  • OutcomeReceiver é um callback usado para comunicar a conclusão, retornando o nome de rede atualizado em caso de sucesso ou EthernetNetworkManagementException em caso de erro.

Quando uma interface de rede é ativada, ela usa a configuração definida por EthernetManager.updateConfiguration(). Se uma configuração não tiver sido definida por EthernetManager.updateConfiguration(), a interface de rede usará a sobreposição de recursos config_ethernet_interfaces ou a configuração de rede Ethernet padrão, se uma sobreposição não estiver disponível.

Para desativar uma interface de rede, chame EthernetManager.disableInterface():

public final class InterfaceEnabler {
    private final Context mApplicationContext;
    private final EthernetManager mEthernetManager;
    private final OutcomeReceiver<String, EthernetNetworkManagementException> mOutcomeReceiver;

    public InterfaceEnabler(Context applicationContext,
            OutcomeReceiver<String, EthernetNetworkManagementException> outcomeReceiver) {
        mApplicationContext = applicationContext;
        mEthernetManager = applicationContext.getSystemService(EthernetManager.class);
        mOutcomeReceiver = outcomeReceiver;
    }

    public void disableInterface(String ifaceName) {
        mEthernetManager.disableInterface(ifaceName,
                mApplicationContext.getMainExecutor(),
                mOutcomeReceiver);
    }
}

Principais pontos sobre o código

  • ifaceName é o nome da interface de rede a ser desativada.
  • getMainExecutor() retorna o contexto do app.
  • OutcomeReceiver é um callback usado para comunicar a conclusão, retornando o nome de rede atualizado em caso de sucesso ou EthernetNetworkManagementException em caso de erro.

Atualizar a configuração de rede

Para atualizar as configurações de rede Ethernet, chame EthernetManager.updateConfiguration():

public final class ConfigurationUpdater {
    private final Context mApplicationContext;
    private final EthernetManager mEthernetManager;
    private final OutcomeReceiver<String, EthernetNetworkManagementException> mCallback;

    public ConfigurationUpdater(Context applicationContext,
            OutcomeReceiver<String, EthernetNetworkManagementException> callback) {
        mApplicationContext = applicationContext;
        mEthernetManager = applicationContext.getSystemService(EthernetManager.class);
        mCallback = callback;
    }

    public void updateNetworkConfiguration(String packageNames,
            String ipConfigurationText,
            String networkCapabilitiesText,
            String interfaceName)
            throws IllegalArgumentException, PackageManager.NameNotFoundException {

        EthernetNetworkUpdateRequest request = new EthernetNetworkUpdateRequest.Builder()
                .setIpConfiguration(getIpConfiguration(ipConfigurationText))
                .setNetworkCapabilities(getCapabilities(
                        interfaceName, networkCapabilitiesText, packageNames))
                .build();

        mEthernetManager.updateConfiguration(interfaceName, request,
                mApplicationContext.getMainExecutor(), mCallback);

    }
}

Principais pontos sobre o código

  • getCapabilities() é um método auxiliar que recebe os recursos de rede atuais e chama convertToUIDs() para converter nomes de pacotes legíveis por humanos em identificadores exclusivos (UIDs) do Linux. Normalmente, você não conhece os UIDs com antecedência para os pacotes associados. Portanto, se você quiser usar EthernetManager.updateConfiguration() para limitar o acesso a um subconjunto de apps, será necessário usar os UIDs deles.
  • request é a configuração a ser usada para a rede interna. A solicitação pode conter uma nova configuração para a configuração de IP e os recursos de rede. Se a rede estiver registrada na pilha de conectividade, ela será atualizada de acordo com a configuração. Essa configuração não persiste nas reinicializações.
  • getMainExecutor() retorna o executor em que o listener é invocado.
  • mCallback é o callback usado para comunicar a conclusão, retornando o nome de rede atualizado em caso de sucesso ou EthernetNetworkManagementException em caso de erro.

updateConfiguration() pode atualizar características de uma rede considerada imutável pela pilha de conectividade do Android. A rede é desativada, atualizada e reativada para que esses atributos imutáveis sejam atualizados.

Restringir uma rede a um subconjunto de apps

Você pode usar EthernetManager#updateConfiguration para limitar o acesso a apenas um subconjunto de UIDs permitidos. Use esse método para cobrir casos de uso em que isso é necessário, como para redes veiculares internas que só podem ser usadas por um pequeno subconjunto de apps do OEM.

O Android rastreia principalmente os apps pelo UID. O código a seguir de UIDToPackageNameConverter.java mostra como receber uma série de UIDs de uma string de nomes de pacotes:

public static Set<Integer> convertToUids(Context applicationContext, String packageNames)
            throws PackageManager.NameNotFoundException {
        final PackageManager packageManager = applicationContext.getPackageManager();
        final UserManager userManager = applicationContext.getSystemService(UserManager.class);

        final Set<Integer> uids = new ArraySet<>();
        final List<UserHandle> users = userManager.getUserHandles(true);

        String[] packageNamesArray = packageNames.split(",");
        for (String packageName : packageNamesArray) {
            boolean nameNotFound = true;
            packageName = packageName.trim();
            for (final UserHandle user : users) {
                try {
                    final int uid =
                            packageManager.getApplicationInfoAsUser(packageName, 0, user).uid;
                    uids.add(uid);
                    nameNotFound = false;
                } catch (PackageManager.NameNotFoundException e) {
                    // Although this may seem like an error scenario, it is OK as all packages are
                    // not expected to be installed for all users.
                    continue;
                }
            }

            if (nameNotFound) {
                throw new PackageManager.NameNotFoundException("Not installed: " + packageName);
            }
        }
        return uids;

Principais pontos sobre o código

  • getApplicationInfoAsuser().uid é usado para recuperar o UID do nome do pacote.
  • uids é a matriz de números inteiros gerada.

O código a seguir em EthernetManagerTest.kt mostra como atualizar a configuração da interface de rede com um UIDs dos apps permitidos para usar a rede:

val allowedUids = setOf(Process.myUid())
        val nc = NetworkCapabilities.Builder(request.networkCapabilities)
                .setAllowedUids(allowedUids).build()
        updateConfiguration(iface, capabilities = nc).expectResult(iface.name)

Principais pontos sobre o código

  • allowUids é o conjunto de UIDs de apps permitidos para usar a rede.
  • updateConfiguration() atualiza a configuração para restringir a rede ao conjunto de UIDs fornecido.