强制网络门户

esp
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强制网络门户

强制网络门户（captive portal）就是手机在连接上某个wifi的时候，自动弹出一个页面，这个页面通常是要我们输入账号密码才能连接网络。wifi还没有大面积普及的时候，在商场或餐厅提供的wifi常常使用这个功能。现在wifi设备多了，这个功能逐渐被遗忘了，但是仍然有一定的用处，比如手机连上wifi自动后弹出配网页面。

原理

手机连上wifi后，但不能保证能连接到互联网，所以手机连上某个wifi的第一件事就是检查下这个wifi是否有网。不同品牌的手机检查网络方式略有不同，但基本上大同小异。一般是向某个固定的地址发起一个HTTP请求，如果请求到正确的数据，则证明这个wifi可以正常连接互联网，如果请求不到数据，或者请求到了错误的数据，则说明这个wifi不能正常连接互联网。
上述检查网络的过程可分为三种情况：

  • 1.请求到正常的数据(该wifi可直接上网)
  • 2.没有请求到数据(该wifi无法连接网络)
  • 3.请求到错误(非手机期待)的数据(可能需要认证才能连接网络)

如果遇到上述第三种情况，那么手机就会打开相应的页面，就是所谓的自动弹出页面。
HTTP请求的过程，首先通过DNS获取服务器的IP地址，然后再向服务器发起HTTP请求。
以苹果手机为例，连上某个wifi后会访问如下页面
http://captive.apple.com/hotspot-detect.html
访问过程如下，先向DNS服务器发起DNS请求，获得captive.apple.com对应的IP地址，然后再向刚刚获取到的地址发送HTTP请求，如果DNS请求失败，则不会（也不能）发起Http请求。

示例

手机连上ESP8266后，默认的DNS地址就是模块的地址（192.168.4.1），所以我们要在模块上建立一个DNS服务器，响应手机发来的DNS请求，将所有的域名都解析到模块本身的IP地址上，那么手机访问http://captive.apple.com/hotspot-detect.html就相当于访问http://192.168.4.1/hotspot-detect.html，我们的模组就能成功的捕获到手机发来的HTTP请求了。（这种做法通常叫做DNS拦截）。
捕获到HTTP请求后，还要做相应的HTTP响应，才能让手机弹出页面。所以模组还需要建立一个HTTP服务器，相应手机发来的HTTP请求。HTTP底层协议是TCP，默认使用的是80端口，我们只需要建立一个TCP服务器，监听80端口，收到数据后做相应的回复即可。

实现代码

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static void initialise_wifi(void)
{
    tcpip_adapter_init();
    wifi_event_group = xEventGroupCreate();
    ESP_ERROR_CHECK( esp_event_loop_init(event_handler, NULL) );
    wifi_init_config_t cfg = WIFI_INIT_CONFIG_DEFAULT();
    ESP_ERROR_CHECK( esp_wifi_init(&cfg) );

    wifi_config_t wifi_ap_config = {
        .ap = {
            .ssid = "Free Wifi",
            .ssid_len = strlen("Free Wifi"),
            .authmode = WIFI_AUTH_OPEN,
            .max_connection = 3,
        },
    };

    ESP_ERROR_CHECK( esp_wifi_set_mode(WIFI_MODE_AP) );

    ESP_LOGI(TAG, "Setting WiFi softAP SSID %s...", wifi_ap_config.ap.ssid);
    ESP_ERROR_CHECK( esp_wifi_set_config(ESP_IF_WIFI_AP, &wifi_ap_config) );
    ESP_ERROR_CHECK( esp_wifi_start() );
}


void app_main()
{
    ESP_ERROR_CHECK( nvs_flash_init() );
    initialise_wifi();   //初始化wifi

    dns_server_start();  //开启DNS服务
    web_server_start();  //开启http服务
}

DNS报文解析

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static void my_dns_server(void *pvParameters)
{
    uint8_t data[128];
    int len = 0;
    struct sockaddr_in client = { 0 };
    socklen_t  client_len=sizeof(struct sockaddr_in);
    uint32_t i = 0;

    ESP_LOGI(TAG,"DNS server start ...");
    int sock = create_udp_socket(53);

    if (sock < 0) {
        ESP_LOGE(TAG,"Failed to create IPv4 multicast socket");
    }

    while(1)
    {

        len=recvfrom(sock,data,100,0,(struct sockaddr *)&client,&client_len); //阻塞式

        if((len < 0) || ( len > 100))
        {
            ESP_LOGE(TAG,"recvfrom error\n");
            continue;
        }

        //过滤掉一些杂乱的域名
        if( strstr((const char *)data+0xc,"taobao")||
            strstr((const char *)data+0xc,"qq")    ||
            strstr((const char *)data+0xc,"sogou") ||
            strstr((const char *)data+0xc,"amap")  ||
            strstr((const char *)data+0xc,"alipay")||
            strstr((const char *)data+0xc,"youku") ||
            strstr((const char *)data+0xc,"iqiyi") ||
            strstr((const char *)data+0xc,"baidu"))
        {
            continue;
        }

        data[2] |= 0x80;
        data[3] |= 0x80;
        data[7] =1;

        data[len++] =0xc0;
        data[len++] =0x0c;

        data[len++] =0x00;
        data[len++] =0x01;
        data[len++] =0x00;
        data[len++] =0x01;

        data[len++] =0x00;
        data[len++] =0x00;
        data[len++] =0x00;
        data[len++] =0x0A;

        data[len++] =0x00;
        data[len++] =0x04;

        data[len++] =192;
        data[len++] =168;
        data[len++] =4;
        data[len++] =1;

        sendto(sock,data,len,0,(struct sockaddr*)&client,client_len);

        vTaskDelay(10);
    }

    ESP_LOGE(TAG,"DNS server stop ...");
    shutdown(sock, 0);
    close(sock);
    vTaskDelete(NULL);
}

void webserver(void *pvParameters)
{
    int sockfd,new_fd;/*socket句柄和建立连接后的句柄*/
    struct sockaddr_in my_addr;/*本方地址信息结构体，下面有具体的属性赋值*/
    struct sockaddr_in their_addr;/*对方地址信息*/
    socklen_t sin_size;

    struct timeval tv;//发送接收超时时间
    tv.tv_sec = 10;
    tv.tv_usec = 0;

    sin_size=sizeof(struct sockaddr_in);
    sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);//建立socket 
    if(sockfd==-1)
    {
    ESP_LOGE(TAG, "socket failed:%d",errno);
    vTaskDelete(NULL);
    return;
    }
    my_addr.sin_family=AF_INET;/*该属性表示接收本机或其他机器传输*/
    my_addr.sin_port=htons(80);/*端口号*/
    my_addr.sin_addr.s_addr=htonl(INADDR_ANY);/*IP，括号内容表示本机IP*/
    bzero(&(my_addr.sin_zero),8);/*将其他属性置0*/

    if(bind(sockfd,(struct sockaddr*)&my_addr,sizeof(struct sockaddr))<0)//绑定地址结构体和socket
    {
    ESP_LOGE(TAG,"bind error");
    vTaskDelete(NULL);
    return;
    }

    listen(sockfd,8);//开启监听 ，第二个参数是最大监听数 
    ESP_LOGI(TAG, "webserver start...");
    while(1)
    {
        new_fd=accept(sockfd,(struct sockaddr*)&their_addr,&sin_size);//在这里阻塞知道接收到消息，参数分别是socket句柄，接收到的地址信息以及大小 
        if(new_fd==-1)
        {
           ESP_LOGE(TAG,"accept failed");
        }
        else
        {
            ESP_LOGI(TAG,"Accept new socket: %d",new_fd);

    setsockopt(new_fd, SOL_SOCKET, SO_RCVTIMEO, (const char*)&tv, sizeof(tv));

            int *para_fd = malloc(sizeof(int));
            *para_fd = new_fd;
            xTaskCreate(&handle_http_request, "socket_task", 1024*3, para_fd, 6, NULL);
        }
    vTaskDelay(10);
    }
    vTaskDelete(NULL);
}
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