【通信篇4】APN模块总结

阿兰哥
3,177 阅读15分钟

1 APN 简介

APN（Access Point Name）是通过手机上网必须配置的一个参数，用来决定手机通过哪种接入方式来访问网络。只要我们的手机插上 SIM 卡之后就可以在手机的设置中查看当前 SIM 卡内置的默认 APN 参数，一般的安卓智能机都可以在 SIM 卡设置中找到“接入点名称（APN）”并可以查看和新增 APN。

下面我们看看 APN 到底是怎么使用的，在启动 Android 手机或者启动 Android 虚拟设备后，所有的 APN 配置信息都会保存在telephony.db的 SQLite 数据库表名为 carriers 的表中。我们可以将此数据库文件 pull 到本地，然后可以查看 carriers 表的结构和其中的 APN 配置信息数据，命令如下：

adb pull /data/user_de/0/com.android.providers.telephony
如上可以将mmssms.db和telephony.db等数据都pull出来。

在Android系统中APN配置文件的路径：
1）vendor\qcom\proprietary\qrdplus\Extension\apps\etc\apns-config.xml
2）framework\base\core\res\xml\apn.xml

开机后，启动 phone 进程时，会加载运行在 phone 进程中的 TelephonyProvider，TelephonyProvider负责解析apns-conf.xml文件，将其中定义的APN参数写入到数据库中。

1.1 APN 配置关键字段

字段名称描述
nameAPN配置名称，如CMNET
numeric运营商编号，如46000
mcc移动国家码，如460
mnc移动网络码，如00
apnAPN接入点，比如中国移动有两个接入点：cmwap和cmnet
user用户名
server服务器地址
password密码
proxy代理服务器地址，如10.0.0.172
port端口号，如80
mmsproxy彩信代理服务器地址，如10.0.0.172
mmsport彩信代理服务器端口号，如80
mmsc彩信接入服务器地址，如mmsc.monternet.com
typeAPN接入类型,如default,net,supl,xcap,不同类型用","分隔
current
protocol连接该APN所用的协议，如IPV4IPV6
roaming_protocol漫游时连接该APN所用的协议，如IPV4IPV6
carrier_enabled用于标识APN是否可用
bearer无线接入，如LTE和eHRPD
bearer_bitmask无线接入技术位掩码，用于标明当前APN可以包含的RAT
network_type_bitmask
mvno_type移动虚拟网络运营商（Mobile virtual network operator）的类型，可用的数据有spn,IMSI,GID(Group Identifier Level 1)
mvno_match_dataMVNO_TYPE数据，这个值是和MVNO_TYPE对应的。例如:SPN:A MOBILE,BEN NL,IMSI:302720x94,2060188 GID:4E,33
sub_id用于表明这个APN属于哪个subscription，此值从siminfo表获取
profile_idProfile id，profile是modem侧存储信息的方式，这个值将APN和modem侧的profile联系起来
modem_cognitive用于表明这个APN是否会在modem侧设置
max_connsAPN支持的最大连接数量
wait_time使用该APN进行数据连接时，如果失败，retry要等待的时间
max_conns_time限制APN最大连接的时间
mtu使用该APN建立的连接，可以传输的最大单元
edited表明该APN是否被用户或运营商添加、编译或删除的状态
user_visibleAPN是否对用户可见
user_editable用户是否可以编辑APN
owned_byAPN的拥有者，0或者1
apn_set_idAPN集合id，如果用户或者框架选择了一个apn作为首选APN，那么所有与选中apn相同集合id的APN拥有更高的优先级
persistent
read_only是否只读
ppp_number
sourcetype
csdnum
ipversion

1.2 Android 支持的 APN 类型

类型描述
default默认数据连接、即浏览器、Email等手机上网数据连接
mms发送和接收彩信使用的数据连接
supl支持AGPS的数据连接
dun(dial-up-network)拨号连接
hipri扩展
ims

1.3 APN 配置信息

APN 配置在apns-conf.xml中，carriers表中的数据和此文件中的数据内容一致，在加载 TelephonyProvider 的时候，会调用其 initDatabase 方法，将apns-conf.xml配置文件内容加载到carriers表中。

1.4 APN 分工

image.png

2 APN 设置

2.1 重置 APN

image.png

image.png

  1. 在 ApnSettings 界面点击重置后，通过 Uri: “content://telephony/carriers/restore"进行 delete 操作，删除完成后会重新 fillList。

  2. 进行 delete 操作时，TelephonyProvider 通过 URL_RESTOREAPN 进行删除操作，会删除carriers表，同时删除首选 APN，获取 preferred-full-apn 的 SP，如果 SP 包含version1，表示 APN 已经存储起来了，删除该 subId 对应的 version1 字段以及 APN 唯一字段与 subId 组合在一起的字段，删除完成，重新初始化加载carrier表

  3. 在 ApnSettings 界面查询到 APN 后，会通过 Uri："content://telephony/carriers/preferapn" 去设置首选 APN

初始化完成后，DcTracker 监听到数据库变化执行 onApnChanged，然后会设置偏好 APN，此时会将 oldApnSettings 设置成首选 APN，同时 ApnSettings 查询到 APN list 检测到如果没有偏好 APN，会将第一个 APN 设置成偏好 APN。APN 如果配置了 bearer_bitmask,且 bearer_bitmask 不为 0，如果插入的卡网络类型识别的是 unknown，查询出来的 APN 则会被过滤掉不显示。

2.2 切换 APN

image.png

image.png

  1. 在 ApnSettings 界面点击 onPreferenceChange，执行 setSelectedApnKey，设置首选 APN 通过 URI：content://telephony/carriers/preferapn 和 APN_ID 为选中的 id 进行 update

  2. TelephonyProvider：获取 subId，检查 values 中是否包含 apn_id，如果包含apn_id，获取 apn_id 带过来的 id 值，将对应的 apn_id 保存为该 subId 的首选 APN

  3. DcTracker:监听到数据库变化，ApnChangeObserver 的 onChange 函数将被调用，触发 onApnChange 函数，onApnChange 的时候，底层会清除掉所有的连接。

2.3 新建 APN

image.png

  1. ApnEditor：布局初始化，获取相关控件，获取 subId 等 intent 传过来的参数，插入一条仅有 id 的信息，并根据插入信息返回 uri，根据 uri 查询相应 id 的数据。

  2. 根据查询到的数据 fillUi 进行显示，如果是新建的，mvnoType 显示有差异，mvnoMatchData显示有差异

  3. 移动定制版本，APN 协议和 APN 漫游协议默认为 IpV4V6、设置 SIM 卡相关的监听、 APN 变化的 TextWatcher

  4. 在 onResume 中会注册 phone 状态、插拔卡等的监听

  5. 点击保存：内置的 APN 则弹框提示是否保存，非内置的 APN ，直接验证并保存，如果APN 相关有用信息为空，则 toast 提示，不保存返回，根据各项字段，通过 uri 更新数据库中数据。

2.4 编辑 APN

image.png

  1. ApnEditor：布局初始化，获取相关控件，获取 subId 等 intent 传过来的参数，获取传递过来的 uri，uri 以 id 结尾，如果 uri 为空或不满足要求则返回，关闭界面

  2. 根据 uri 查询相应 id 的数据，根据查询到的数据 fillUi 进行显示，设置 SIM 卡相关的监听、APN 变化的 TextWatcher

  3. 在 onResume 中会注册 phone 状态、插拔卡等的监听，如果配置了 ReadOnly 字段，则不可保存、不可编辑 preferene 项

  4. 点击保存：name、APN、mcc、mnc 四项不能为空，如果为空则返回不让保存，内置的 APN 则弹框提示是否保存，非内置的 APN，直接验证并保存，如果 APN 相关有用信息为空，则 toast 提示，不保存返回，根据各项字段，通过 uri 更新数据库中数据

  5. 修改 mcc，点击保存，此时发生冲突时，更新旧的那条数据，然后删除掉要更新的这条数据，此时要更新这条 APN 就从数据库中删除了，此时不会触发 onApnChange，不会导致 DcTracker 重新触发连接的逻辑。重启手机后，此时通过 numeric 查询 APN 是无法查到的，因为数据库中的那条 APN 的 mnc 和 numeric 已经相对应的被修改了

3 TelephonyProvider

3.1 APN 升级

image.png APN 升级在 TelephonyProvider 中实现，先获取首选 APN 保存，然后根据条件删除数据库。重新根据 xml 插入 APN，根据名称、APN、numeric、bearer 四个属性恢复首选 APN，若其中有属性变更，则不恢复。

4 APN 流程

4.1 卡加载后，监听 APN 数据库变化

public DcTracker(Phone phone) {
    .......
    //每个Phone对象有自己DcTracker
    //每个DcTracker加载各自卡可用的APN
    mPhone = phone;
    .......
    //1、监听卡载入
    mUiccController = UiccController.getInstance();
    mUiccController.registerForIccChanged(this, DctConstants.EVENT_ICC_CHANGED, null);
    .......
    //2、监听卡信息变化
    mSubscriptionManager = SubscriptionManager.from(mPhone.getContext());
    mSubscriptionManager.addOnSubscriptionsChangedListener(mOnSubscriptionsChangedListener);
    .......
    //监听APN数据库变化
    mApnObserver = new ApnChangeObserver();
    phone.getContext().getContentResolver().registerContentObserver(
            Telephony.Carriers.CONTENT_URI, true, mApnObserver);
    .............
    //初始化不同APN类型对应的网络能力，后文介绍
    initApnContexts();
    .............
    // Add Emergency APN to APN setting list by default to support EPDN in sim absent cases
    initEmergencyApnSetting();
    addEmergencyApnSetting();
    ...............
}

插卡或卡发生变化后，就要创建当前卡可用的 APN，同时设置初始时使用的 APN

private void onRecordsLoadedOrSubIdChanged() {
    ..............
    //1、创建当前卡可用的APN
    createAllApnList();

    //2、设置初始使用的APN
    setInitialAttachApn();

    if (mPhone.mCi.getRadioState().isOn()) {
        if (DBG) log("onRecordsLoadedOrSubIdChanged: notifying data availability");
        notifyOffApnsOfAvailability(Phone.REASON_SIM_LOADED);
    }

    //卡变化也会触发拨号流程；不过若此时数据开关未开，那么拨号是不会成功的
    setupDataOnConnectableApns(Phone.REASON_SIM_LOADED);
}

创建卡对应的 APN 的过程：

private void createAllApnList() {
    //表示mvno是否匹配
    //mvno也是APN的一种属性，代表该APN适用于虚拟运营商，目前用的比较少
    mMvnoMatched = false;

    //用于保存结果
    mAllApnSettings = new ArrayList<ApnSetting>();

    //得到当前卡的信息
    IccRecords r = mIccRecords.get();
    //得到卡对应的MCC/MNC
    String operator = (r != null) ? r.getOperatorNumeric() : "";
    if (operator != null) {
        //构造SQL语句
        String selection = "numeric = '" + operator + "'";
        String orderBy = "_id";
        ...............
        //查询MCC/MNC对应的APN
        Cursor cursor = mPhone.getContext().getContentResolver().query(
                Telephony.Carriers.CONTENT_URI, null, selection, null, orderBy);

        if (cursor != null) {
            if (cursor.getCount() > 0) {
                //1、利用数据创建APN
                mAllApnSettings = createApnList(cursor);
            }
            cursor.close();
        }
    }

    //2、添加emergencyApnSettings
    addEmergencyApnSetting();

    //3、去除重复的APN
    dedupeApnSettings();

    if (mAllApnSettings.isEmpty()) {
        mPreferredApn = null;
    } else {
        //4、得到用户偏爱的APN (用户在UI界面主动选择的)
        mPreferredApn = getPreferredApn();
        if (mPreferredApn != null && !mPreferredApn.numeric.equals(operator) {
            mPreferredApn = null;
            //用户偏爱的与当前卡不匹配，删除数据库中对应信息
            setPreferredApn(-1);
        }
    }

    //5、在需要的情况下，构造APN文件发送给modem
    setDataProfilesAsNeeded();
}

5 APN 举例

1 以中国移动举例：其中carrier、apn、mcc、mnc几个字段是一个完整的 APN 一定要有的，不同的卡 mnc 会存在不同的情况如，00、02，设置错误的情况下会无法上网

<apn carrier="China Mobile"
  apn=""
  mcc="460"
  mnc="00"
  type="ia"
  protocol="IPV4V6"
  roaming_protocol="IPV4V6"
/>
<apn carrier="CMCC DM"
  apn=""
  mcc="460"
  mnc="00"
  type="fota"
/>
<apn carrier="APN_NAME_CMNET"
  apn="cmnet"
  mcc="460"
  mnc="00"
  type="default,net,supl"
  preferred="true"
  protocol="IPV4V6"
  roaming_protocol="IPV4V6"
/>
<apn carrier="APN_NAME_CMMMS"
  apn="cmwap"
  mcc="460"
  mnc="00"
  proxy="10.0.0.172"
  port="80"
  mmsproxy="10.0.0.172"
  mmsport="80"
  mmsc="http://mmsc.monternet.com"
  type="mms"
  protocol="IPV4V6"
  roaming_protocol="IPV4V6"
/>
<apn carrier="APN_NAME_CMWAP"
  apn="cmwap"
  mcc="460"
  mnc="00"
  proxy="10.0.0.172"
  port="80"
  type="supl"
  protocol="IPV4V6"
  roaming_protocol="IPV4V6"
/>
<apn carrier="China Mobile (IMS)"
  mcc="460"
  mnc="00"
  apn="ims"
  type="ims"
  protocol="IPV4V6"
  roaming_protocol="IPV4V6"
  profile_id="2"
  modem_cognitive="true"
  max_conns="1023"
  max_conns_time="300"
/>

这里需要强调一下 type 和 authtype，type 字段可以有多个属性值，依次用逗号隔开， authtype 在自己添加 APN 时可能给定的值是字符串，我们需要转换为相应的值。具体关系如下：

属性值合入值
None0
不写（默认值）-1
PAP1
CHAP2
PAP OR CHAP3

2 上网分为 wap 和 net 两种方式，使用 net 手机就会直接连入互联网，而使用 wap 则会中间多了一个代理网关，移动联通均是 10.0.0.172，端口 80。

3 彩信 APN
彩信 APN 中 mmsproxy 和 mmsport 两个字段在发彩信的 APN 中是必须的

6 Android 支持的 APN 类型

Android 中支持的 APN 类型（”default, mms, supl, dun, hipri, fota, ims…….”），其功能如下所示：

类型描述
default默认数据连接，即浏览器、Email等普通连接（internet、wap、web）
mms接收和发送彩信使用的数据连接
supl支持APGS的数据连接（gprs上网）
dun拨号连接（wifi等上网类型，tethering）
hipri扩展

此表中的数据优先级是由低到高的，即 default 数据连接的优先级最低，而 hipri 数据连接的优先级最高。比如在手机上网聊天时，将建立 default 数据连接；当手机收到一条彩信，因为彩信的数据连接是 mms，这时会断开 default 数据连接而创建 mms 数据连接，从而能快速接收到此彩信，因为 mms 比 default 的数据连接优先级高。因此，在发送和接收彩信的同时不能上网。

APN分类

1 default
默认网络连接，当激活时所有数据传输都使用该连接，不能与其他网络连接同时使用
适用场合： 绝大部分正常上网时可以使用

2 mms
彩信专用连接，此连接与default类似，用于与载体的多媒体信息服务器对话的应用程序，此连接能与default连接同时使用
适用场合：使用彩信服务时，必须有mms类型的接入点，不必选中，应用程序会自动使用此接入点

3 supl
是 SecureUser Plane Location “安全用户面定位”的简写，此连接与 default 类似，用于帮助定位设备与载体的安全用户面定位服务器对话的应用程序，此连接能与 default 连接同时使用

4 dun
Dial UpNetworking 拨号网络的简称，此连接与 default 连接类似，用于执行一个拨号网络网桥，使载体能知道拨号网络流量的应用程序，此连接能与 default 连接同时使用
适用场合：当我们使用自己的手机给别人做热点时使用，不管是 USB 热点，wifi 热点或则 bluetooth 热点。将他与 default 区别开来的主要目的一般是方面计费，国外很多运营商手机自己上网和做热点计费不同的。目前在国内三大运营商都没有区分，所以也就没有 dun 这个 APN

5 hipri
高优先级网络，与 default 类似，但路由设置不同。使用较少。

6、ims
当 ims 发起激活请求时会使用这个 APN 连建立 ims 的专用承载.

7 FOTA
手机FOTA升级的时候使用

8 IA
IA 的 APN 专用于 LTE attach 使用，在手机检测到 SIM 卡后，便会加载这个 attach apn. 不过很多运营商并没有严格规定 attach apn，所以常常复用 default 类型的 APN。 在 attach apn加载的时候它有一个优先级顺序，如下：

IaApn  > PreferredApn > DefaultApn > FirstApn

IaApn : 类型为 ia 的 APN，优先级最高。
PreferredApn ：选中的 APN。比如在手机 settin g里面设置的那个 APN
DefaultApn :从 apnlist 里面查询到的第一个类型为“default”的 APN
FirstApn ：apnlist 中的第一个 APN

APN 加载和过滤

  1. 在每次开机的时候系统回自动检查telephony.db是否存在，如果不存在则会创建数据库telephony.db，并利用apns-conf.xml中的内容生成表carriers, 以后所有对 APN 的操作都会是直接针对表carriers，包括查询，创建，修改，删除等。
  2. 当插入一张卡后系统会根据卡的相关信息来匹配相应的 APN，在 APN list 中主要涉及匹配的项有：mcc，mnc，mvno_type, mvno_match_data
  3. mvno_type 值决定 mvno_match_data 的值，android 原生代码里 mvno_type 会有4个值，他们分别是 “spn”, “imsi”, “gid”, “iccid”。所以，在 APN 读取的时候，会先根据 SIM 卡的 mcc，mnc 读取出相应的 APN list，接着会判断 APN list 中的每一个 APN 的 mvno_type 的值，如果不为空，则会根据mvno_type 和 mvno_match_data 再一次对 APN list 进行过滤，一般情况下，mvno_type, mvno_match_data 为空。

7 常见的APN问题

7.1 重置APN，显示为默认的APN接入点后又变为手动更改的接入点

D ApnSettings: --restoreDefaultApn--  ——开始重置
D TelephonyProvider: restoreDefaultAPN: where: owned_by!=0

D TelephonyProvider: deletePreferredApn: for subId 1
D TelephonyProvider: deletePreferredApn: apn is stored. Deleting it now for subId 1
D TelephonyProvider: dbh.initDatabase:+ db=SQLiteDatabase: /data/user_de/0/com.android.providers.telephony/databases/telephony.db ——重新创建
D TelephonyProvider: dbh.initDatabase:- db=SQLiteDatabase: /data/user_de/0/com.android.providers.telephony/databases/telephony.db ——插入数据库完成
D TelephonyProvider: setPreferredApn: _id 2965 subId 1 ————设置偏好APN
 DCT     : [ApnContext:default] getApnSetting: apnSetting=[ApnSettingV5] CUWAP, 2966, 46001, 3gwap, 10.0.0.172, http://mmsc.myuni.com.cn, 10.0.0.172, 80, 80, -1, default | mms, IPV4V6, IPV4V6, true, 0, 0, 0, false, 0, 0, 0, 0, , , false, 0, 0
 DCT     : [ApnContext:default] getApnSetting: apnSetting=[ApnSettingV5] CUWAP, 2966, 46001, 3gwap, 10.0.0.172, http://mmsc.myuni.com.cn, 10.0.0.172, 80, 80, -1, default | mms, IPV4V6, IPV4V6, true, 0, 0, 0, false, 0, 0, 0, 0, , , false, 0, 0
 QtiDCT  : [0]buildWaitingApns: reset preferred APN to [ApnSettingV5] CUWAP, 2966, 46001, 3gwap, 10.0.0.172, http://mmsc.myuni.com.cn, 10.0.0.172, 80, 80, -1, default | mms, IPV4V6, IPV4V6, true, 0, 0, 0, false, 0, 0, 0, 0, , , false, 0, 0 ——设置偏好APN失败，重置到2966了
从log可知，上层设置2965 APN时未设置成功，底层重新设置了2966

//上层设置偏好APN 2965
Line 58117: 06-21 14:43:07.940  2883  3252 D TelephonyProvider: setPreferredApn: _id 2965 subId 1 
//framework设置偏好APN 2966
Line 4405: 06-21 14:43:07.939  2883  2883 D QtiDCT  : [0]buildWaitingApns: reset preferred APN to [ApnSettingV5] CUWAP, 2966, 46001, 3gwap, 10.0.0.172, http://mmsc.myuni.com.cn, 10.0.0.172, 80, 80, -1, default | mms, IPV4V6, IPV4V6, true, 0, 0, 0, false, 0, 0, 0, 0, , , false, 0, 0 ——设置偏好APN失败，重置到2966了
//framerok调用删除
Line 4406: 06-21 14:43:07.939  2883  2883 D QtiDCT  : [0]setPreferredApn: delete 
//OS写入完成，数据库执行完打印的log
Line 58119: 06-21 14:43:07.943  5337  5337 D _ApnSettings: set key to  2965
//framework开始写入偏好APN
Line 4407: 06-21 14:43:07.967  2883  2883 D QtiDCT  : [0]setPreferredApn: insert
//响应framework的操作，写入偏好APN 2966
Line 58161: 06-21 14:43:07.967  2883  2883 D TelephonyProvider: delete:match=12
Line 58162: 06-21 14:43:07.967  2883  2883 D TelephonyProvider: subIdString = 1 subId = 1
Line 58163: 06-21 14:43:07.967  2883  2883 D TelephonyProvider: deletePreferredApn: for subId 1
Line 58164: 06-21 14:43:07.967  2883  2883 D TelephonyProvider: deletePreferredApn: apn is stored. Deleting it now for subId 1
Line 58170: 06-21 14:43:07.972  2883  2883 D TelephonyProvider: subIdString = 1 subId = 1 ——此处log只有对应URL_PREFERAPN_NO_UPDATE_USING_SUBID 或者URL_PREFERAPN_USING_SUBID URI才会打印出来
Line 58171: 06-21 14:43:07.973  2883  2883 D TelephonyProvider: setPreferredApn: _id 2966 subId 1
//从上面流程可以看出，最后执行的是响应 framework的写入2966的操作

【分析】
如上分析，在 buildWaitingAPN() 中增加的 reset preferred APN 的逻辑和上层冲突，导致 preferred APN 值不对，这段已经不需要。上层在 restore APN 时会设置 default preferred APN
【方案】
删除reset prefered APN逻辑

7.2 升级后，SIM2的APN需要重新选择
【分析】
（1）从 log 来看，卡 2 没有选择默认的 APN，故会弹框通知设置 APN
（2）对比升级前后的 APN 可知，升级后由于名称改变了，相当于 APN 变更了，故需要重新设置 APN

7.3 手动配置APN
手动配置APN需要配置的元素，例如：
（1）name：ims
（2）APN：ims
（3）type：ims
（4）APN protocol & APN roaming protocol：IPV4V6

avatar
文章
阅读
粉丝