WIFI无线网络之无线监管域（国家码）

什么是 Wi-Fi 无线监管域（国家码）？

Wi-Fi 国家码，也称为无线监管域，是一个由两个字母组成的代码，用于标识设备所在的国家或地区。这个代码至关重要，因为它决定了 Wi-Fi 设备在哪个频段、信道和发射功率限制下运行。

为什么需要国家码？
世界各地的无线电频谱管理法规不同。例如：

  • 2.4 GHz 频段：在大多数国家，信道 1-11 是通用的，但在日本，还可以使用信道 12, 13, 14。
  • 5 GHz 频段：不同国家开放的信道差别更大。例如，美国允许使用信道 36-165，而中国在早期只允许使用 149-165 等信道。此外，一些信道需要支持 DFS（动态频率选择）和 TPC（发射功率控制）以避免干扰雷达等系统。
  • 6 GHz 频段：这是最新的 Wi-Fi 频段，各国的开放进度和规则也各不相同。

因此，设置正确的国家码是为了确保您的 Wi-Fi 设备合法、安全地运行，并且能够解锁该地区允许的所有信道和功能，从而获得最佳性能并避免干扰。

Linux下的无线监管域管理

我们通过将合规性纳入cfg80211中，使其成为新无线驱动程序所使用的部分，从而确保Linux内核的合规管理得到妥善落实。我们在用户空间维护着一套全面且灵活的监管数据库，并提供中央监管域代理（CRDA）这一用户空间代理工具。当检测到需要更新时，该代理可被触发，以刷新内核无线核心模块中针对特定国家/地区的法规权限定义。将数据库置于用户空间，使发行版无需升级内核即可轻松推送更新。此外，数据库以二进制形式分发，采用专为节省空间而设计的二进制文件格式；同时，它还内置了一组RSA数字签名，或支持从预配置目录中读取这些签名。一旦系统检测到监管区域变更（例如，通过识别带有国家信息的接入点），内核便会向CRDA请求新区域的法规权限，进而强制各驱动程序遵照执行。

架构

整个架构如下：
crda.webp

注： 从内核 v4.15 版本开始，由于提交 007f6c5e6eb45 (“cfg80211: 支持将监管数据库加载为固件文件”) 添加了 支持使用内核的固件请求 API，该 API 在 /lib/firmware 上查找固件。

组件

监管基础设施包括三个主要组成部分：

  • 内核80211协议栈部分
  • CRDA-用户空间代理
  • wireless-regdb-无线监管数据库

CRDA:

CRDA(Central Regulatory Domain Agent) 是我们的用户空间代理，将监管域上传到内核，它作为 udev 辅助程序。它依赖于nl80211进行通信。CRDA 仅设计为通过内核的udev通信运行。用户通常不需要手动运行它，除非在调试udev问题时。

https://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/mcgrof/crda.git/

wireless-regdb:

wireless-regdb 是用于 CRDA 的无线监管数据库

https://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/wens/wireless-regdb.git/

安装管理组件

安装 CRDA 和无线监管数据库：

# Debian/Ubuntu
sudo apt install crda wireless-regdb

修改默认国家码：
编辑 /etc/default/crda 文件（如果不存在则创建）：

sudo nano /etc/default/crda

添加或修改以下行：

REGDOMAIN=US

查看当前国家码

使用 iw reg get 命令查看当前的国家码：

iw reg get

输出示例 1（已正确设置）：

global
country US: DFS-FCC
    (2402 - 2472 @ 40), (N/A, 30), (N/A)
    (5170 - 5250 @ 80), (N/A, 23), (N/A), AUTO-BW
    (5250 - 5330 @ 80), (N/A, 23), (0 ms), DFS, AUTO-BW
    (5490 - 5730 @ 160), (N/A, 23), (0 ms), DFS
    (5735 - 5835 @ 80), (N/A, 30), (N/A)
    (57240 - 71000 @ 2160), (N/A, 40), (N/A)

这里显示国家码是 US（美国），并列出了该国允许的频段、信道带宽、发射功率等规则。

输出示例 2（默认设置，通常是 00）：

global
country 00: DFS-UNSET
    (2402 - 2472 @ 40), (N/A, 20), (N/A)
    (2457 - 2482 @ 20), (N/A, 20), (N/A), PASSIVE-SCAN
    (2474 - 2494 @ 20), (N/A, 20), (N/A), NO-OFDM, PASSIVE-SCAN
    (5170 - 5250 @ 80), (N/A, 20), (N/A), PASSIVE-SCAN
    ...

country 00 或 DFS-UNSET 表示没有设置特定的国家码，此时设备通常会使用一个限制最严格的通用配置，这可能导致很多信道（尤其是 5GHz）无法使用。

执行流程：

  1. iw 工具通过 netlink 协议族 (AF_NETLINK) 和 nl80211 套接字与内核通信
  2. 内核的 cfg80211 子系统接收 NL80211_CMD_GET_REG 请求
  3. cfg80211 返回当前设置的监管域信息
  4. 信息经过解析后显示给用户

设置国家码

设置国家码也有临时和永久两种方法。

临时设置（重启后失效）

使用 iw 命令可以立即更改监管域。

# 将国家码设置为中国
sudo iw reg set CN

重要提示：执行此命令后，你需要重新启动 Wi-Fi 或重新加载相应的驱动模块，才能使新的国家码规则生效。

设置完成后，务必再次运行 iw reg get 来确认更改已生效。

内核交互流程：

  1. 用户命令执行

    iw reg set US

  2. Netlink 通信

    • iw 创建 AF_NETLINK 套接字，类型为 NETLINK_GENERIC
    • 发送 NL80211_CMD_SET_REG 消息，包含国家码 “US”

  3. 内核处理（cfg80211）

    • 接收并验证国家码有效性
    • 检查权限（需要 CAP_NET_ADMIN 权限）
    • 更新全局监管域设置：regulatory->country_code = "US"

  4. 驱动通知

    • cfg80211 调用 regulatory_hint() 函数
    • 通知所有已注册的无线驱动更新硬件设置
    • 驱动根据新的国家码限制信道和功率

  5. 接口重新配置

永久设置

为了让国家码在每次启动时都自动设置，你需要修改系统配置。方法有多种：

方法 1：使用 cfg80211 内核参数

对于稍微高版本的内核，可以直接通过grub启动参数来或设置模块参数来传递国家码。

b) 通过grub启动参数
编辑 /etc/default/grub 文件，
在 GRUB_CMDLINE_LINUX_DEFAULT 行中添加 cfg80211.ieee80211_regdom=<country_code>：

GRUB_CMDLINE_LINUX_DEFAULT="quiet splash cfg80211.ieee80211_regdom=US"

注：不同系统可能具体细节不一样，添加对应grub启动参数即可

然后更新 GRUB 配置并重启。

# 对于 Debian/Ubuntu
sudo update-grub 
sudo reboot

b) 通过设置模块参数

sudo nano /etc/modprobe.d/cfg80211.conf

添加：

options cfg80211 ieee80211_regdom=US

方法 2：通过 wpa_supplicant 设置

如果使用wpa_supplicant，则只需要在其配置文件中添加一行内容即可，类似于：

COUNTRY=US

它可以在连接时设置国家码。
由于 Network Manager 使用 wpa_supplicant，所以使用 NetworkManager 也是类似。

参考