wifidog是一个用于配合认证服务器实现无线网页认证功能的程序，常见的情景就是使用于公共场合的无线wifi接入点，首先移动设备会连接公共wifi接入点，之后会弹出网页要求输入用户名密码，认证过后才能够连入外网。其主页是http://dev.wifidog.org/

实现原理

　　其实wifidog原理很简单，主要是通过管控iptables，配合认证服务器进行客户端的放行操作。wifidog在启动后都会自动启动三个线程，分别为客户端检测线程、wdctrl交互线程、认证服务器心跳检测线程。每当新用户连接无线AP并浏览网页时，wifidog会获取新用户的此次操作，并返回一个重定向到认证服务器的http于用户，此后用户通过认证服务器认证后，再继续浏览网页时，wifidog会询问认证服务器此用户权限，若放行则修改iptables放行此用户IP。

　　主要流程如下
添加关键路径对应的回调函数
删除所有iptables路由表
建立新的iptables路由表
开启客户端检测线程（用于判断客户端是否在线，是否登出）
开启wdctrl交互线程
开启认证服务器心跳检测线程
循环等待客户端连接（使用socket绑定2060端口并监听，实际上在建立新的iptables路由表规则时会将网关的80端口重定向到2060端口）

　　回调函数
　　回调函数主要用于根据用户http报文执行不同的操作，其原理就是分析http报文请求中有没有关键路径，若有，则执行关键路径对应的回调函数，若没有，则返回一个重定向到认证服务器的包给用户。一次典型的流程为

用户连接无线AP，访问某网站（比如http://www.baidu.com）
wifidog获取到此http报文，检查是否包含关键路径，没有则返回重定向包给用户，将其重定向到认证服务器
用户认证成功，认证服务器将用户重定向到无线AP网关，并包含关键路径"/wifidog/auth"和token
wifidog接收到用户重定向后访问的报文，检测到关键路径"/wifidog/auth"，然后访问认证服务器进行token认证
认证成功，wifidog修改iptables放行此用户（根据mac和ip进行放行）

　　wifidog的iptables规则
　　这一部分我没有仔细认真看源码，但可以推论出wifidog是怎么修改iptables的规则的，了解iptables基本原理的同学都清楚iptables实际上有两条路进行数据包处理，一条路会通过应用程序，一条路不同过应用程序，直接到POSTOUTPUT，而我认为wifidog建立的规则是

只要是访问认证服务器的http请求都直接不通过wifidog发送出去
只要是通过认证的客户端wifidog都会修改iptables让其数据直接从FORWARD到POSTOUTPUT，而不经过wifidog
其他行为都必须进过wifidog处理

　　客户端检测线程
　　此线程每隔60s会遍历一次客户端列表，对每一个客户端列表统计流量，如果客户端在60s间隔内没有新产生的流量则不更新客户端的最新更新时间，当当前时间减去最新更新时间大于断线要求时间时，则会将此客户端从客户端列表删除，并修改iptables规则禁止其访问外部网络，然后发送此客户端登出包于认证服务器，认证服务器根据此登出包将此客户端做登出处理。如若没有超出断线要求时间，此线程还会发送客户端状态获取包于认证服务器，认证服务器返回此客户端在认证服务器上的信息，如若信息表示此客户端已在认证服务器上登出，wifidog则会执行此客户端下线操作。

　　wdctrl交互线程
　　其原理是使用unix socket进行进程间通信，具体实现在之后文章中体现

　　认证服务器心跳检测线程
　　原理也很简单，就是每隔60s将路由的一些系统信息发送给认证服务器，认证服务器接收到会返回一个回执

　　循环等待客户端连接
　　这里主要会接收到两种类型的客户端连接

未认证的客户端打开网页操作，wifidog会接收到此http请求，并返回一个重定向到认证服务器的包于客户端
经过认证服务器认证成功后，认证服务器自动将客户端重定向到无线AP的操作，wifidog接收到此类http请求后会检测关键路径"/tmp/wifidog"，并把http请求中携带的token与认证服务器进行认证，认证成功后则修改iptables放行客户端。

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网关心跳（Ping协议）
Wifidog将ping协议做为心跳机制向认证服务器发送当前状态信息。这可以实现为认证服务器每个节点的状态生成中央日志。
Wifidog客户端在conf文件中进行设置，目的是通过http定期启动thread(ping_thread.c)向认证服务器发送状态信息。信息格式如下：

http://auth_sever/ping/?    
gw_id=%s
sys_uptime=%lu    
sys_memfree=%u    
sys_load=%.2f    
wifidog_uptime=%lu

通过系统调用wifidog客户端收集的数据

Headers
HTTP/1.0\r\n" 
"User-Agent: WiFiDog %s\r\n" 
"Host: %s\r\n" 
"\r\n",

一个标准的HTTP需求应该是：

GET /ping/?gw_id=001217DA42D2&sys_uptime=742725&sys_memfree=2604&sys_load=0.03&wifidog_uptime=3861 HTTP/1.0
User-Agent: WiFiDog 1.1.3_beta6
Host: wifidog.pro

认证服务器认证协议
这个页面描述了当用户已经被认证并允许访问互联网时，为了认证用户和进程，wifidog网关和认证服务器之间的信息传送。
Wifidog客户端将定期的启动一个thread来报告每个用户的连接状况。目前它被用来报告每个用户输入/输出计数器，以显示用户依然在现，并允许认证服务器将不再连接的用户断开。
以下是发给每个在线用户的信息

auth_server:/auth/index.php?
stage=
ip=
mac=
token=
incoming=
outgoing=

注意：stage=计数器/登录，取决于是否是新客户端
即使输入输出变量会在所有信息中出现，但他们只对处于counter阶段的信息有效。其它情况下输入输出经常设置为0。
在做回复时，认证服务器会以有效身份或新用户信息，或者认证服务器错误提示形式进行回复。
回复格式如下：
Auth:

新用户状态为：

0 - AUTH_DENIED - User firewall users are deleted and the user removed.
6 - AUTH_VALIDATION_FAILED - User email validation timeout has occured and user/firewall is deleted
1 - AUTH_ALLOWED - User was valid, add firewall rules if not present
5 - AUTH_VALIDATION - Permit user access to email to get validation email under default rules
-1 - AUTH_ERROR - An error occurred during the validation process

注意：认识服务器错误一般不会改变防火墙或用户状态

标准的URL为：

GET /auth/?stage=counters&ip=7.0.0.107&mac=00:40:05:5F:44:43&token=4f473ae3ddc5c1c2165f7a0973c57a98&incoming=6031353&outgoing=827770 HTTP/1.0
User-Agent: WiFiDog 1.1.3_beta6
Host: wifidog.pro

网关重定向浏览器
客户端浏览器在不同情况下会被重定向到其它页面：
初始化请求：
基于捕捉，客户端会被网关重定向到以下URL：

login/?gw_address=%s&gw_port=%d&gw_id=%s&url=%s 
例如：https://wifidog.pro/login/?gw_id=0016B6DA9AE0&gw_address=7.0.0.1&gw_port=2060

初始化请求之后
当请求被处理并且客户端已经被重定向到网关时
如果服务器回复AUTH_DENIED：注意你通常在标准认证服务器上看不到这样的提示。客户端将不会被重定向回网关。

gw_message.php?message=denied 

如果服务器回复AUTH_VALIDATION:

gw_message.php?message=activate 

如果服务器回复AUTH_ALLOWED:这是门户重定向：

portal/?gw_id=%s 

如果服务器回复AUTH_VALIDATION_FAILED:注意你将不会在标准认证服务器看到此回复。客户端将不会重定向回网关。

gw_message.php?message=failed_validation

认证服务器重定向浏览器
基于成功登录，客户端将被重定向到网关。 http://" . $gw_address . ":" . $gw_port . "/wifidog/auth?token=" . $token

URL示例：http://192.168.1.1:2060/wifidog/auth?token=4f473ae3ddc5c1c2165f7a0973c57a98

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需求：
1） 熟悉GNU/Linux环境
2） 内核中编译了netfilter的GNU/Linux OS
3） Iptables
4） GNU C 编辑器。其它编辑器可能也适用，但我们没有测试，也不支持。
5） 可以从SourceForge得到最新的Wifidog TAR包

预安装
很多人会在这里遇到问题，所以我们大致陈述一下：
将Wifidog引入到环境之前先要确保一切都是正常运行

l 路由器须boot正确
l 路由器能正确调出界面
l 路由器须联网
l 正确设置DNS，并能正常运行
l 正确设置DHCP
l 装载ipt_mac.o内核模块
l 如果用NAT,路由器必须用iptables设置NAT/masquerading规则
l 获取WIFI的客户端必面能够绑定和联接到互联网
l 当路由器开始运行时，以上所有须自动运行

安装
Wifidog跟其它开源项目一样，使用标准的自动化工具，使得安装更加便捷。打开TAR包获取来自SVN的最新资源，然后按以下步骤：

./autogen.sh
make
make install

如果你没有用make install来安装，二进制文件会保存在src/wifidgo。

OpenWrt ipkg
mkdir ~/wifidog.openwrt
cd ~/wifidog.openwrt
wget http://downloads.openwrt.org/whiterussian/newest/OpenWrt-SDK-Linux-i686-1.tar.bz2
tar -jxvf OpenWrt-SDK-Linux-i686-1.tar.bz2
svn checkout https://dev.wifidog.org/svn/trunk/wifidog
cd wifidog
./autogen.sh
make ipk OPENWRTSDK=~/wifidog.openwrt/OpenWrt-SDK-Linux-i686-1

如果没有错误，你的包应该保存在~/wifidog.openwrt/OpenWrt-SDK-Linux-i686-1/bin/packages

配置
编辑/etc/wifidog.conf并依照说明操作，一切OK。

首次运行Wifidog
按照以下命令启动Wifidog：
Wifidog –f –d 7

测试：
当客户端获取WIFI后，用浏览器打开你喜欢的网页。
监测运行当中的Wifidog的output。

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线程

主程序

• 启用“status”或者“autheserv”线程
• 等待状态线程在初始化网络和拒绝客户端之前，成功的下载配置
• 一旦被初始化，等待连接到它的节点
• 用以前的方法处理流量（访问登录页面…获取标识，用认证服务器测试标识，提供防火墙规则）

状态线程

• 连接认证服务器并且每五分钟（默认）发送一次状态
• Wiifdog uptime
• System uptime
• System free memory
• System load average
• System network interface list(ifconfig –a).(需要选择wifidog将要使用的接口)

http客户端线程
　　当一个新的连接被初始化时，启用此线程。如果有80个人连接到认证服务器，同时就会有80个线程被启用。最好是有个threads pool,但99%的情况都没用，并且会花费很多时间在代码和调试上。

命令行的选项

用所需的数值设置：--auth Authserver’s hostname –lan LAN interface

当wifidog初始化他的config，它应该看到一些选项，如“这是连接登录页面的URL”…

• 全球化宽带设置
• 登录页面URL
• 门户页面URL
• 计时器

协议的JOSN
如何创建JOSN：

struct json_object *status_object = json_object_new_object();

json_object_object_add(status_object, "wifidog_version", json_object_new_string(VERSION));

json_object_object_add(status_object, "protocol_version", json_object_new_double(2.0));

json_object_object_add(status_object, "node_id", json_object_new_string(node_id));

json_object_object_add(status_object, "fetch_config", json_object_new_boolean(1));
　　　    
struct json_object *node_status_object = json_object_new_object();

json_object_object_add(node_status_object, "wifidog_uptime", json_object_new_int(25));

json_object_object_add(node_status_object, "sys_uptime", json_object_new_int(get_sys_uptime()));

json_object_object_add(node_status_object, "sys_loadavg", json_object_new_double(get_sys_loadavg()));

json_object_object_add(node_status_object, "sys_memfree", json_object_new_int(get_sys_memfree()));

char * json = json_object_to_json_string(status_object);

回复了JOSN字符串

解析：

struct json_object * json_object = json_tokener_parse(the_string);

struct json_object * value_json_object = json_object_object_get(json_object, "node_id");

printf("%s\n", json_object_get_string(value_json_object));

这将在树结构的第一级检索“node_id”。

测试所需防火墙规则的运行（Linux）
这些命令行需要测试试我们所需的所有模块：

iptables -A INPUT -m mac --mac-source 00:00:00:00:00:00 -j ACCEPT

iptables -D INPUT -m mac --mac-source 00:00:00:00:00:00 -j ACCEPT

iptables -t nat -A PREROUTING -p tcp --dport 9999 -j REDIRECT --to-ports 2060

iptables -t nat -D PREROUTING -p tcp --dport 9999 -j REDIRECT --to-ports 2060

如果运行，我们可以继续操作。我确信还有许多尝试，但这只是个开始。

防火墙规则（Linux）
我们曾使用MARKs来标记流量是已知，未知或是在验证。
现在流量就简单的是已知或未知，指定拒绝规则应该被发送为“拒绝acl规则”。
我们应该尝试停止使用MARKs,因为我们只有255个。
这是我的经验，不全面但还是发布一下：

iptables -t filter -N wd_lan2wan

iptables -t filter -N wd_lan2wan_fromauth 

iptables -t filter -N wd_lan2wan_clients

iptables -t filter -N wd_lan2wan_defaults

iptables -t filter -N wd_incoming_stats

iptables -t filter -I FORWARD 1 -i LAN_INTERFACE -o WAN_INTERFACE -j wd_lan2wan

iptables -t filter -I FORWARD 1 -j wd_incoming_stats

iptables -t filter -A wd_lan2wan -j wd_lan2wan_clients

iptables -t filter -A wd_lan2wan -j wd_lan2wan_defaults

iptables -t nat -N wd_redirect

iptables -t nat -I PREROUTING 1 -j wd_redirect

iptables -t filter -A wd_lan2wan -p tcp --tcp-flags SYN,RST SYN -j TCPMSS --clamp-mss-to-pmtu

iptables -t filter -A wd_lan2wan_defaults -p tcp --dport 53 -j ACCEPT

iptables -t filter -A wd_lan2wan_defaults -p udp --dport 53 -j ACCEPT

iptables -t filter -A wd_lan2wan_defaults -d AUTHSERV_HOSTNAME -j ACCEPT

iptables -t filter -A wd_lan2wan_defaults -j REJECT

iptables -t filter -A wd_incoming_stats -d 192.168.1.10 -j RETURN

iptables -t filter -A wd_lan2wan_clients -s 192.168.1.10 --match mac --mac-source 01:02:03:04:05:06 -j ACCEPT

iptables -t nat -I wd_redirect 1 -s 192.168.1.10 --match mac --mac-source 01:02:03:04:05 -j ACCEPT

我只添加一个规则来允许客户端，但我们需要计算出这些数据。如果我们能够有两个规则，这样会比较规整，但如果想避免使用REDIRECT规则的话，我们将要在相同的热点来MARK流量。我们能够做到，但需要像以前一样能够获得“magic number”MARK才行。

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