家用路由器也能充当Web服务器？路由器插件开发心得
- 起因
最近刚刚结束考研，开始有时间写文章了。在复习的时候中，经常忍不住折腾各种东西，于是有一天看中了我手上的华为路由器。什么？华为路由器，你可能有这样的疑问，华为路由器不是自研的芯片吗，就像我手上这台华为路由器，是华为自己研发的凌霄芯片，没有对外开放，怎么折腾呢？于是就有了以下的研究历程。
- 折腾什么
首先，能够折腾什么呢？就像我手上的树莓派一样，刷个OpenWrt系统轻而易举。可能有些人会有一些疑问，OpenWrt系统是什么？其实这就是一个开源的路由器操作系统，很多路由器的系统都是在此基础上进行开发的，这个系统的可玩性很高。但是华为路由器连固件下载都没有开放，折腾系统这条路就不太合适了。开发路由器插件呢？貌似可行，但此时我只知道路由器插件只能在华为路由器专用的市场上安装，而且路由器买了几年了，也就那么几个插件，主要都是IOT家电控制类的应用，但是这条路理论上可行，于是决定折腾路由器插件开发。
- 申请Debug版本固件
目前华为路由器只要是有插件应用市场的，理论上都支持路由器插件开发，其它品牌的路由器很多也是支持的，不过每种路由器开发的方式都不一样，可以参考官方提供的文档。目前我手上只有华为的路由器，型号是荣耀路由Pro2，这是几年前的一个路由器，已经都下市了，固件也不更新了，通过华为官网的文档，我发送路由器序列号给华为联系邮箱，等待路由器适配完成，更新一下固件，就转到了Debug版本。
- 了解插件系统
华为路由器运行了OpenEE开发平台，插件就是在此基础上进行开发，同时路由器硬件通过OSGI接口对外提供调用能力，插件运行在JVM上。JVM？没错，就是我们Java程序员喜欢的JVM。Debug版本可以直接用root用户登录到路由器运行的后台，基本Linux的命令都是支持的。然后我找到了路由器上的JVM研究了一下，其实就是研究了一下rt.jar的源码，这个JVM是极度精简的版本，很多和路由器运行无关类都去掉了，并且加了很多华为自己写的类，不过我们编写程序最常用的类还是没有精简的。
插件开发分为前端和后端，后端可以基于JVM开发API接口供前端调用，前端可以直接使用HTML等任意前端技术进行开发，不过需要调用后端的API只能使用特定的函数，最后上传开发好的应用到路由器即可运行，同时应用也可以在路由器市场直接打开运行、卸载。
插件系统原理图
- 跑通Demo
可以根据官方文档进行操作，在这里我就不贴出链接了，大家如果有开发的需求，可以直接在华为开发者官网去搜索路由器开发文档即可，也可以和我讨论。首先，需要准备开发环境，JDK1.8、Maven基本就够了，然后运行官方脚本向Maven本地库导入几个华为自己的Jar包即可。
Demo项目是Maven类型的项目，熟悉Java开发的应该很熟悉了，可以用自己喜欢的软件进行开发，比如我就喜欢使用idea进行开发。执行mvn install，就生成好了对应的Jar包，然后通过官方提供的脚本打包成Apk文件，没错，就是Apk文件，不过不是安卓上的Apk，而是华为路由器对应的Apk文件，然后官方还提供了上传应用的工具，直接上传即可。
插件上传工具
就这样，一个Hello Word应用就跑到路由器上了。只不过官方提供的Demo项目没有前端，只能在后台控制台上查看对应的输出。如果需要开发前端，需要将对应的前端文件上传到公网服务器上，通过IP进行调用。
- 实现路由器上跑Web服务器
Demo应用跑通了，接下来准备做些什么了。既然路由器运行着JVM，那么跑Web应用应该是没什么问题的，而且我这个路由器还有512M的内存，低负载的Web应用应该没有问题。这个基础上，我们能够做我们想做的任何事情，比如做个NAS服务器，当内部博客服务器等等，当然如果你有公网条件，也可当小型博客服务器使用，这里只讨论内网应用。JDK1.8本来内置一个简单的HttpServer类，可惜路由器JVM把这个类精简了，于是我编写了以下的类文件。
package ml.minli.tool.util;
import javax.activation.MimetypesFileTypeMap;
import java.io.*;
import java.net.*;
public class HttpServer extends Thread {
private final int port;
private ServerSocket serverSocket;
private static final MimetypesFileTypeMap mimetypesFileTypeMap = new MimetypesFileTypeMap();
public HttpServer(int port) {
this.port = port;
}
@Override
public void run() {
try {
serverSocket = new ServerSocket(port);
while (true) {
Socket socket = serverSocket.accept();
HttpRequestHandler httpRequestHandler = new HttpRequestHandler(socket);
httpRequestHandler.handle();
socket.close();
}
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
} finally {
if (serverSocket != null && !serverSocket.isClosed()) {
try {
serverSocket.close();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
private static class HttpRequestHandler {
private final Socket socket;
public HttpRequestHandler(Socket socket) {
this.socket = socket;
}
public void handle() {
try {
StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder();
InputStreamReader inputStreamReader = new InputStreamReader(socket.getInputStream());
char[] chars = new char[1024];
int mark;
while ((mark = inputStreamReader.read(chars)) != -1) {
stringBuilder.append(chars, 0, mark);
if (mark < chars.length) {
break;
}
}
if (stringBuilder.length() == 0) {
return;
}
//截取每行请求
String[] lines = stringBuilder.toString().split("\r\n");
if (!lines[0].isEmpty()) {
//截取URL
String[] infos = lines[0].split(" ");
String info = URLDecoder.decode(infos[1], "UTF-8");
File file;
if (info.equals("/")) {
file = new File(USBInfo.usbPath + "/index.html");
} else {
file = new File(USBInfo.usbPath + info);
}
//文件不存在返回404
if (!file.exists()) {
socket.getOutputStream().write(("HTTP/1.1 404 Not Found\r\n" +
"Content-Type: text/html; charset=utf-8\r\n" +
"\r\n").getBytes());
return;
}
String contentType = mimetypesFileTypeMap.getContentType(file);
socket.getOutputStream().write(("HTTP/1.1 200 OK\r\n" +
"Content-Type: " + contentType + "; charset=utf-8\r\n" +
"\r\n").getBytes());
FileInputStream fileInputStream = new FileInputStream(file);
byte[] bytes = new byte[1024];
int length;
while ((length = fileInputStream.read(bytes)) != -1) {
socket.getOutputStream().write(bytes, 0, length);
}
}
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
} finally {
if (socket != null && !socket.isClosed()) {
try {
socket.close();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
}
}
由于我只准备先实现静态网页服务器的解析，于是准备这样实现：U盘里面存放前端文件，比如HTML、CSS、JS等，然后服务器解析文件返回，所以这就简单多了。只需要拿到请求进行解析就行了，不过返回需要合适的Content-Type，这个就需要对文件类型进行判断了，于是用到了javax.activation这个包，本来这个包也是JDK1.8自带的，可惜，路由器JVM里面精简了。不过可以通过Maven插件将文件打包进去。
org.apache.felix
maven-bundle-plugin
5.1.2
true
false
{project.name}
{project.description}
minli
ml.minli.tool.Activator
OSGI-INF/USBInfo.xml
*;scope=compile|runtime;inline=false
最后，在启动的实例类里面调用即可。这里使用22222端口进行测试，值得注意的是，一些端口被路由器本身占用了，所以我们只能使用其它端口。
package ml.minli.tool;
import ml.minli.tool.util.HttpServer;
import org.osgi.framework.BundleActivator;
import org.osgi.framework.BundleContext;
public class Activator implements BundleActivator {
public Activator() {
}
@Override
public void start(BundleContext bundleContext) {
new HttpServer(22222).start();
}
@Override
public void stop(BundleContext bundleContext) {
}
}
同时，我们还要注意权限的问题，很多地方，没有权限程序是会抛异常的。权限配置如下所示。
(org.osgi.framework.PackagePermission "*" "import")
(java.util.logging.LoggingPermission "control")
(org.osgi.framework.ServicePermission "com.huawei.hilink.rest.RESTResource" "register")
(java.io.FilePermission "/mnt/-" "read")
(com.huawei.hilink.coreapi.perm.USBPermission "*" "list")
(org.osgi.framework.ServicePermission "com.huawei.hilink.openapi.usbstorage.USBStorage" "get")
(java.net.SocketPermission "*" "accept,connect,listen,resolve")
(java.util.PropertyPermission "*" "read")最终，成功实现了路由器跑Web应用的功能，可以运行任意的网页，同时如果是一些普通的文件，通过URL访问相当于是下载，所以做个简单的NAS服务器好像很容易。
- 后续
折腾到这样，当时就暂时告一段落了，因为那个时候还在准备考研，到现在考研结束才整理写下了这些内容，不过现在我又可以折腾了，看看有什么应用可以做的，如果有进展，我会继续分享的。