Anyone ?

基于路由器的工作室出席状况查看统计

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0. 背景

笔者所在的天外天工作室是天津大学影响力最大的网络工作室，工作室网络文化氛围浓厚，成员 Geek 范十足。但由于工作室钥匙掌握在少数人手里，所以经常会发生兴高采烈地去工作室了，却发现门没开的情况，让人十分的失落。所以大家每次想去工作室，都提前在群里问：“工作室有人吗？”。为了解答这个疑问，在一次开会的时候，和同事的交流中被激发了灵感：我们可以通过路由器做一些事情。

确定了这个想法的可行性之后，我们迅速立项，开发出了一代产品，并开始了试运行。截止目前，该系统运行良好，时间统计数据被用做「最常驻工作室奖」评比的依据上。

1.概述

本系统需要一台有无线网卡的 Linux 设备（路由器、树莓派…）、服务器，前者用于提供数据源，后者用于数据统计和提供前端所用的接口。实现统计某个区域的设备总在线时长和周在线时长，提供 Web 端显示当前在线设备以及 iOS 客户端显示在线设备和排行情况。

2. 原理

• 路由器 (Phicomm K2 PandoraBox 17.09)

  作为一台路由器，很明显可以获取链接到自身的设备。在工作室初版「有人吗」的可行性探究过程中，我们发现了路由器的管理页面中 device list 中，有着设备的 DHCP Lease 表，但因为租约还没有到期，不在场的设备也会出现在其中。经过一段曲折的过程(一直盯着一个刚走同学的设备，等了半个小时就是没有下线。之后发现他在隔壁…)，还好发现了一个规律，在线的设备会显示连接强度，所以只需过滤一下数据就好。于是就通过 Chrome 的开发工具获取了前端页面调用的接口，在路由器上调用时，能够成功获取设备数据。其实可以在路由器上处理保存数据作为服务器，但由于路由器没有 USB 接口、存储容量比较小而且没有动态域名，所以方便起见，把数据发送到用一台有固定 IP 的机器上进行处理。

  调用前端的接口固然可以，但很不 Geek。既然前端可以获取到数据，直接在机器上肯定也有方法拿到。于是 Google 了一下。发现 /tmp/dhcp.leases保存着租约，2.0 的版本里使用的就是这个文件里的 mac 地址和 IP 和设备名，但租约的时间是 24h，如果使用这个数据的话，所有设备就会一直在线(因为我没有一天一夜都不回宿舍的情况)。所以这个数据源也是不能用的。继续 Google，在 OpenWrt 的 FAQ 找到了相关的方法：

  # Proprietary Broadcom (wl)
  wl -i wl0 assoclist
   
  # Proprietary Atheros (madwifi)
  wlanconfig ath0 list sta
   
  # MAC80211
  iw dev wlan0 station dump
   
  # Universal
  iwinfo wlan0/wl0/ath0 assoclist

  在我的机器上使用的是 iwinfo rai0/ra0 assoclist，从中截取 mac 地址，并且和 /tmp/dhcp.leases 中的 mac 地址取交集，就可以获取需要的设备名、设备 IP、设备 mac 的数据了，并且是实时更新的。之后再用 curl 发送到服务器的某个接口上，就完成了数据采集的过程。

• 服务端

  服务端使用 Node.js + Express + MySQL 的设计。

3. 前端

• Web

  采用 React.js 框架，采用 Material Design ，极简设计风格，支持响应式。

  https://halcao.me/anyone?

• iOS 客户端

  使用 Swift 语言，采用 Material Design 设计风格，支持查看在线人员和总时间排名。

4. 不足和展望

本项目借助路由器来统计某个室内区域出席人员和在线时间，在此基础上可以实现更多东西，比如借助 iptables 统计每个设备对应的流量使用情况、利用长时间无流量的状况剔除作弊者、实现无感知签到等。现有版本并没有管理后台，如果不想用设备默认的名字，需要到数据库里修改，这一点也给使用者造成了麻烦。此外，在我们实际的使用过程中，存在着部分同学抱怨工作室的网速太慢，不想连接路由器，还想被统计的情况。考虑到这种情况，后续版本也可以尝试基于 arp 实现。本方案最让人烦躁的就是需要收集使用者的 mac 地址，但暂时没有更好的办法。

最后我要感谢的就是我的路由器，不仅要忍受被刷坏的痛苦，还为我的宿舍生活中提供了非常大的便利，为此项目做出了不可磨灭的贡献。