Android 12 以太网/Wi-Fi 双网绑定后无法发现 BACnet 设备

2025-03-20 03:27:28

Android 应用绑定特定网络接口 (以太网/Wi-Fi) 后无法发现 BACnet 设备

最近在做一个 Android 应用，需要用以太网去发现本地网络上的 BACnet 设备，同时 Wi-Fi 用于正常的互联网连接。设备同时连接了以太网和 Wi-Fi。

问题来了： 当我把应用的进程绑定到特定的网络接口（以太网或 Wi-Fi）后，虽然日志显示绑定成功了，但在以太网和 Wi-Fi 同时激活的情况下，无法通过以太网发现 BACnet 设备。这个问题出现在 Android 12（API level 31）上。相同的代码在旧版本 Android（例如 Android 7）上能正常工作，我可以成功地使用任一接口发现设备。

一、问题原因分析

Android 的网络管理策略在不同版本间可能存在差异。在 Android 12 及更高版本中，当多个网络接口同时激活时，系统可能会更严格地执行网络绑定和路由规则。

结合，我猜可能有以下几个原因：

路由问题: 即使应用进程绑定到了以太网，BACnet 发现报文 (通常是 UDP 广播或多播) 可能仍然通过默认路由 (可能是 Wi-Fi) 发送，导致无法到达以太网上的 BACnet 设备。
多播/广播限制: Android 12 可能会对多播和广播流量实施更严格的限制, 特别是在同时连接多个网络时，防止跨网络接口泄漏。
bindProcessToNetwork 的行为变更： 虽然 bindProcessToNetwork 在日志中显示成功, 但在 Android 12 上，它可能并不像在旧版本 Android 上那样完全控制所有网络流量。有可能部分请求还是从WiFi走了。
防火墙或安全策略: 设备的防火墙或其他安全策略可能阻止了跨接口的 BACnet 发现流量。
网络服务发现 (NSD) 冲突： 如果有其他服务 (例如 mDNS) 也在使用网络，可能存在冲突。

二、解决方案

下面列出几种可行的解决方案，你可以试试：

1. 显式指定 Socket 的网络接口

比起直接绑定整个进程，更稳妥的方式是直接绑定用于 BACnet 通信的 DatagramSocket 到以太网。这样可以更精细地控制 BACnet 流量。

原理： 通过 Network.bindSocket() 方法，我们可以确保用于 BACnet 通信的 Socket 仅通过我们指定的网络接口 (以太网) 进行通信。

代码示例：

private void createAndBindBacnetSocket(Network ethernetNetwork) {
    try {
        DatagramSocket bacnetSocket = new DatagramSocket(null); // 创建时不绑定任何地址
        bacnetSocket.setReuseAddress(true); // 允许重用地址/端口
         bacnetSocket.setBroadcast(true); //开启广播
        bacnetSocket.bind(new InetSocketAddress(47808)); // 绑定到 BACnet 端口 47808, 不指定IP，让系统选。

        ethernetNetwork.bindSocket(bacnetSocket); // 绑定 Socket 到以太网

        // 现在 bacnetSocket 只会通过以太网发送和接收数据
         Log.d(TAG,"Binding socket to Ethernet network");
        // ... 使用 bacnetSocket 进行 BACnet 通信 ...
    } catch (SocketException e) {
        e.printStackTrace();
        // 处理异常
    }
}

在bindToBestNetwork() 找到ethernetNetwork 后调用。不要在获取socket前关闭Wifi, 会导致网络环境变化，获取的以太网失效。

2. 使用 Network Callback 监听网络变化

使用 ConnectivityManager.NetworkCallback 监听网络变化, 并在以太网可用时重新绑定 Socket。

原理： Android 系统提供了网络状态变化的监听机制。我们可以通过注册 NetworkCallback 来实时监测网络变化, 并在以太网可用时执行绑定操作，在网络丢失的时候释放资源。

代码示例 (已在原代码中实现)：

原代码已经实现了, 请看registerEthernetListener() 和 registerWifiListener() 部分的代码. 注意需要针对你的需求, 正确处理onAvailable, onLost, onCapabilitiesChanged 等回调方法.

3. 调整 Wi-Fi 和以太网的优先级

在某些情况下，可以尝试调整网络接口的优先级，将以太网设置为更高优先级。这通常需要在设备设置中手动进行。

原理: 系统通常会优先使用优先级较高的网络接口。这样做可以让系统更倾向于选择以太网。

操作步骤:

进入设备的“设置”。
找到“网络和互联网”或类似选项。
找到高级网络设置或网络优先级设置。
将以太网的优先级设置为高于 Wi-Fi。

注意： 并非所有 Android 设备都允许用户更改网络优先级。

4. 关闭Wi-Fi的多播锁

如果Wi-Fi开启了多播锁，可能会对以太网的多播有影响，所以可以先不获取多播锁，测试下是否有效。

将这部分代码

WifiManager.MulticastLock multicastLock = wifiManager.createMulticastLock("bacnetLock");
multicastLock.setReferenceCounted(true);
multicastLock.acquire();

修改为：

//                WifiManager.MulticastLock multicastLock = wifiManager.createMulticastLock("bacnetLock");
//                multicastLock.setReferenceCounted(true);
//                multicastLock.acquire();

5. 使用ConnectivityManager.requestNetwork() (进阶)

如果 bindProcessToNetwork() 不能满足要求，可利用requestNetwork 请求特定网络, 而不是直接绑定。

原理： requestNetwork 方法允许你指定所需的网络能力, 让系统选择符合要求的网络. 它提供了更强的控制和灵活性。

代码示例：


    private Network mEthernetNetwork;
    private ConnectivityManager.NetworkCallback mNetworkCallback;

   private void requestEthernetNetwork() {
    NetworkRequest request = new NetworkRequest.Builder()
            .addTransportType(NetworkCapabilities.TRANSPORT_ETHERNET)
            .addCapability(NetworkCapabilities.NET_CAPABILITY_NOT_VPN) //不通过VPN
             .removeCapability(NetworkCapabilities.NET_CAPABILITY_INTERNET)//不需要访问互联网
            .build();

      mNetworkCallback = new ConnectivityManager.NetworkCallback() {
        @Override
        public void onAvailable(Network network) {
            Log.d("Network", "Ethernet network available");
           mEthernetNetwork = network;
            createAndBindBacnetSocket(mEthernetNetwork);  //方法来自解决方案1
        }

        @Override
         public void onCapabilitiesChanged(Network network, NetworkCapabilities networkCapabilities)
         {
           if (!networkCapabilities.hasTransport(NetworkCapabilities.TRANSPORT_ETHERNET))
                {
                     //网络已经不是以太网了,需要处理
                       mEthernetNetwork = null;
                  }

          }

        @Override
        public void onLost(Network network) {
          Log.d("Network", "Ethernet network lost");
            mEthernetNetwork = null;
        }
    };

     ConnectivityManager cm = (ConnectivityManager) getSystemService(Context.CONNECTIVITY_SERVICE);
    cm.requestNetwork(request, mNetworkCallback);
}

  //在适当的时候(例如，应用退出时)取消网络请求
   private void unregisterNetworkCallback() {
    if (mNetworkCallback != null) {
          ConnectivityManager cm = (ConnectivityManager) getSystemService(Context.CONNECTIVITY_SERVICE);
         cm.unregisterNetworkCallback(mNetworkCallback);
         mNetworkCallback = null;
        }
 }

这里移除了对互联网链接的要求.removeCapability(NetworkCapabilities.NET_CAPABILITY_INTERNET)，BACnet通常是本地网络协议，不需要互联网访问权限。
同时，.addCapability(NetworkCapabilities.NET_CAPABILITY_NOT_VPN)确保不是一个 VPN 链接。