2009年6月22日月曜日

UNIX系OS用UQ wimaxドライバの作成(1)

MTM3が終わってから、今度は2週間ちょっとの出張がはいってしまってなかなかblogを書く時間をとれなかったが、いつまでも「MTM3参加中」のエントリがトップなのも寂しいので、最近のwimax関係のアップデートを書いてみる。


UQ Wimax解析の状況

GCT720X系のチップセットを使っているインターフェイス(UD01SSとかUD01OK)の解析はほぼ完了した。要素としては大きく分けると、
  • データ通信系(Ethernetフレームを交換する部分)
  • 認証系(EAPパケットを処理して通信に必要な鍵を生成する部分)
  • ネットワークエントリ系(認証系に加えてwimaxネットワークに参加する部分)
  • データストア系(加入者識別子、パスワード、デバイスのX509証明書の処理)
  • 管理系(通信状態把握、パラメータ設定)
くらいに分類される。通信に必要なのは最初のデータ通信系の機能だけだが、そこに至るために残りの部分を攻略しなければならかった。「データストア系」はネットワークに接続するために必須の部分であるのに関わらずまったく仕様が公開されていないため、比較的時間を費やしてしまった。

動作検証コード

解析結果はすべてOpenBSD上で検証コードを作成して、実際の動作を確認した。
未知のデバイスのドライバをカーネルドライバとしていきなり実装するのは開発効率が悪すぎる。今回は、ずいぶん前に「ugenでラピッドプロトタイピング(*BSDでUSB)」で書いたようにugen(4)を利用してユーザーランドで実装してみた。さらに、ethernetインターフェイスへのアクセスにもtuntap仮想インターフェイス(tun(4))を用いてユーザランドドライバとして実現した。
ugen(4)を用いてUSBバスをユーザランドドライバに見せたうえで、データフレームをtun(4)でカーネルに挿入するアプリケーションをかけば、実質上ユーザーランドだけでデバイスドライバを書くことができる。
この「ユーザランド」ドライバの構造(概略)を右図に示す。簡略化のために一個のプロセスで全部入りでつくったが、検証用には十分だろう。
機能としては、Wimaxのネットワークをスキャンして、UQ Wimax決めうちで接続処理を行う。デバイスから必要な情報を引きずり出して、認証機構がEAP-TTLS/MSCHAPv2でWimax-PKMv2を処理してログイン&鍵対の生成を行っている。
うまくつながれば、あとはugen(4)とtun(4)をブリッジしてEthernetインターフェイスとして動いてくれる。普通にDHCPでアドレスをもらって通信できるところまでは動作確認済みだ。
あ、あと、Ethernetブリッジしているのにtapじゃないのは、OpenBSDではtapがtun(4)に統合されているから。tunをLayer2モードで駆動している。

ユーザランドドライバの副次的な効果として「移植性の高さ」がある。たぶん、ほとんど変更しなくてもbsd系のOSでは動くだろうし、ugen(4)をlibusbかなにかに置き換えればOSXやlinuxでも動いちゃうんじゃないかなと予想している。だれかやってみないかな。
ソースは公開する予定だけど、作業の優先順位は要望によって変わります。

今後の予定

ちょっと落ち着いてきたので、解析結果のまとめをつらつらとblogに書きながら、(途中になっている)kernelドライバの作成をやってみようとおもっている。
変なNDAに縛られちゃう前に、知っていることは公知にしておくといいよね?

4 件のコメント:

togawa さんのコメント...

ぜひ公開お願いします! FreeBSDで動かなくて悔しい思いをしてたので。

eo さんのコメント...

すごいですね!ソース公開のほう、ぜひよろしくお願いします。Linuxでも挑戦してみたいです。。

Lucky M さんのコメント...

認証の部分、是非とも情報公開をお願いします。LinuxでWiMAX使いたいです。

kernelpanic さんのコメント...

私もLinuxのほうでMadWimaxを使って挑戦しましたが、直前までは行ったもののやっぱり認証のほうでこけちゃいました。もし公開していただければ、MadWimaxを使ってWimaxを使えると思います。