Gnirehtet项目开发指南：深入理解Android反向网络共享实现

Gnirehtet项目开发指南：深入理解Android反向网络共享实现

gnirehtet Gnirehtet provides reverse tethering for Android 项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/gn/gnirehtet

项目概述

Gnirehtet是一个创新的Android反向网络共享工具，它允许通过USB连接将计算机的网络共享给Android设备。与传统的网络共享方式不同，Gnirehtet实现了从计算机到设备的反向网络共享，这在某些特定场景下非常有用。

开发环境搭建

基础环境要求

要开发Gnirehtet项目，您需要准备以下环境：

1. Android开发环境：

   • 最新版Android Studio
   • Android SDK工具包

2. Java开发环境：

   • JDK 8（推荐使用openjdk-8-jdk）

3. Rust开发环境（如需构建Rust版本）：

   wget https://sh.rustup.rs -O rustup-init
   sh rustup-init
   

项目构建方法

完整构建

如果系统已安装gradle：

gradle build

或者使用gradle wrapper：

./gradlew build

这将构建Android应用以及Java和Rust版本的relay服务器（包括debug和release版本）。

选择性构建

项目提供了多个gradle任务用于构建特定部分：

• debugJava和releaseJava：构建Android应用和Java relay服务器
• debugRust和releaseRust：构建Android应用和Rust relay服务器

对于Rust版本，也可以直接使用cargo命令构建：

cd relay-rust
cargo build --release

跨平台构建：从Linux编译Windows版本

要在Linux环境下构建Windows可执行文件：

1. 安装交叉编译工具链（Debian系）：

sudo apt install gcc-mingw-w64-x86-64
rustup target add x86_64-pc-windows-gnu

2. 配置~/.cargo/config文件：

[target.x86_64-pc-windows-gnu]
linker = "x86_64-w64-mingw32-gcc"
ar = "x86_64-w64-mingw32-gcc-ar"

3. 执行构建：

cargo build --release --target=x86_64-pc-windows-gnu

Android Studio集成

可以通过"File → Import..."将项目导入Android Studio，便于开发Android应用和Java relay服务器，并可视化执行gradle任务和测试。

系统架构解析

核心工作原理

Gnirehtet客户端在Android设备上注册为网络服务，从而拦截所有设备网络流量。其核心工作流程如下：

1. 客户端通过adb建立反向端口转发：

   adb reverse localabstract:gnirehtet tcp:31416
   

2. 客户端与relay服务器通过TCP连接交换原始IPv4数据包（以byte[]形式）

3. relay服务器负责将IP数据包（OSI第3层）转换为标准套接字通信（OSI第5层）

技术类比

从网络协议角度看，relay服务器类似于端口限制锥型NAT(port-restricted cone NAT)，但它使用特定的TCP协议与客户端通信，这与标准NAT有所不同。

客户端实现细节

核心组件

1. GnirehtetService：

   • 继承自Android的网络服务
   • 负责建立网络连接和管理网络流量

2. GnirehtetActivity：

   • 通过Intent控制应用行为
   • 可配置DNS服务器等参数

3. AuthorizationActivity：

   • 处理首次使用时Android的网络权限请求

4. RelayTunnel：

   • 管理与relay服务器的连接
   • PersistentRelayTunnel处理连接重连逻辑

5. IPPacketOutputStream：

   • 将TCP流中的数据按数据包边界分割写入网络接口

Relay服务器实现

架构设计

Relay服务器采用异步I/O模型（Java NIO/Rust mio），本质上是单线程的，无需同步处理数据包。

核心组件包括：

1. Selector：

   • 管理所有socket通道的事件循环
   • 包括服务器socket、客户端连接、TCP/UDP网络连接

2. Client：

   • 每个客户端连接对应一个Client实例
   • 分配唯一ID用于连接验证

3. IPv4Packet：

   • 提供对原始IP数据包的结构化访问
   • 包含IPv4头部和传输层头部(TCP/UDP)

路由机制

每个Client拥有一个Router，负责将数据包路由到正确的Connection。路由依据5个关键属性：

1. 协议类型
2. 源地址
3. 源端口
4. 目的地址
5. 目的端口

这些属性组合成ConnectionId作为路由键。

连接管理

UDP连接特点

1. 无连接状态，数据包独立处理
2. 保持初始数据包头部信息用于响应
3. 定时清理闲置连接（默认2分钟）

TCP连接特点

1. 需要维护连接状态
2. 利用两端TCP协议栈的可靠性机制
3. 关键是不丢失网络到设备方向的数据包
4. 采用流量控制机制防止缓冲区溢出

开发建议

1. 深入阅读代码是理解系统的最佳方式
2. 调试时可重点关注协议转换部分
3. 性能优化可考虑缓冲区管理策略
4. 跨平台开发时注意系统API差异

通过本文的技术解析，开发者可以全面了解Gnirehtet项目的架构设计和实现细节，为后续的二次开发或问题排查奠定基础。

gnirehtet Gnirehtet provides reverse tethering for Android 项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/gn/gnirehtet