1：参考网址
2：netlink相关socket API
netlink用于程序与内核模块之间进行通信。用户态使用netlink与内核态使用netlink方式不同，Linux container在网络管理这一块处于用户空间。netlink 在用户态的API与tcp/ip通信使用的socket api 类似，主要api为socket()、bind()、sendmsg()、recvmsg().
- socket()
使用netlink需要包含的头文件为linux/netlink.h和sys/socket.h(socket api头文件)。创建socket函数。
int socket（AF_NETLNK,SOCK_RAW,netlink_type)
创建socket时地址族选择AF_NETLINK或者PF_NETLINK。第二个参数还可以是SOCK_DGRAM。第三个参数指定netlink协议类型。socket所有的地址族有以下所有类型：
AF_INET IPv4协议族
AF_INET6 IPv6协议族
AF_LOCAL Unix域协议
AF_ROUTE 路由套接字
AF_KEY 密钥套接字有时AF也用PF代替，PF代表 Protocol Family（协议族），AF代表Address Familiy（地址族）。
第二个参数指明通信字节流类型，其取值如SOCK_STREAM(tcp方式），SOCK_DGRAM(udp方式）、SOCK_RAW(原始套接口）、SOCK_PACKET(支持数据链路访问)。
netlink_type类型如下：
#define NETLINK_ROUTE 0 /* Routing/device hook */ #define NETLINK_W1 1 /* 1-wire subsystem */ #define NETLINK_USERSOCK 2 /* Reserved for user mode socket protocols */ #define NETLINK_FIREWALL 3 /* Firewalling hook */ #define NETLINK_INET_DIAG 4 /* INET socket monitoring */ #define NETLINK_NFLOG 5 /* netfilter/iptables ULOG */ #define NETLINK_XFRM 6 /* ipsec */ #define NETLINK_SELINUX 7 /* SELinux event notifications */ #define NETLINK_ISCSI 8 /* Open-iSCSI */ #define NETLINK_AUDIT 9 /* auditing */ #define NETLINK_FIB_LOOKUP 10 #define NETLINK_CONNECTOR 11 #define NETLINK_NETFILTER 12 /* netfilter subsystem */ #define NETLINK_IP6_FW 13 #define NETLINK_DNRTMSG 14 /* DECnet routing messages */ #define NETLINK_KOBJECT_UEVENT 15 /* Kernel messages to userspace */ #define NETLINK_GENERIC 16
在linux container中，关于netlink中，使用的netlink协议类型为NETLINK_ROUTE。
- bind()
bind函数是将本地协议地址赋给一个套接字。
int bind（int sockfd，const struct sockaddr *myaddr，socklen_t addrlen)
在TCP/IP模型中， sockfd为创建的套接字描述符，myaddr为要绑定到套接字的地址，addrlen为struct sockaddr长度。bind函数把一个特定的IP地址捆绑到它的套接字上，这个IP地址必须属于主机所在的网络接口之一。即myaddr为本地源IP地址和所用的端口。针对TCP客户端，这指定了在该套接字上发送的IP数据报指派了源IP地址。对于TCP服务器，这限定了该套接字只接收那些目的地为这个IP地址的客户连接。
针对netlink，bind函数的myaddr为struct sockaddr_nl。struct sockaddr_nl结构体如下
struct sockaddr_nl
{
sa_family_t nl_family;
unsigned short nl_pad;
__u32 nl_pid;
__u32 nl_groups;
};字段nl_family必须设置为AF_NETLINK或者PF_NETLINK。字段nl_pad当前没有用，设置为0。nl_pid为0时表示接收或者发送消息的进程pid。当nl_pid为0时表示处理消息的为内核。字段nl_groups用于指定多播组，bind 函数用于把调用进程加入到该字段指定的多播组，如果设置为 0，表示调用者不加入任何多播组。
在进行bind函数调用时，myaddr为本地地址，其中，myaddr.nl_pid为本地进程pid，myaddr.nl_groups为0，表示本地进程不加入任何多播组，否则本地进程加入多播组。
- 发送消息、接收消息
int sendmsg(int s, const struct msghdr *msg, unsigned int flags); int recvmsg(int s, struct msghdr *msg, unsigned int flags);
其中s为socket描述符，msg为消息，flags为标志，
消息头struct nlmsghdr
struct nlmsghdr { __u32 nlmsg_len; /* Length of message */ __u16 nlmsg_type; /* Message type*/ __u16 nlmsg_flags; /* Additional flags */ __u32 nlmsg_seq; /* Sequence number */ __u32 nlmsg_pid; /* Sending process PID */ };
nlmsg_len为消息长度，包括紧跟该结构的数据部分长度和该结构大小。nlmsg_type用于应用内部定义的消息类型，它对netlink内核实现是透明的，因此大部分情况下设置为0。nlmsg_flags为消息标志，可用标志为以下内容：
/* Flags values */ #define NLM_F_REQUEST 1 /* It is request message. */ #define NLM_F_MULTI 2 /* Multipart message, terminated by NLMSG_DONE */ #define NLM_F_ACK 4 /* Reply with ack, with zero or error code */ #define NLM_F_ECHO 8 /* Echo this request */ /* Modifiers to GET request */ #define NLM_F_ROOT 0x100 /* specify tree root */ #define NLM_F_MATCH 0x200 /* return all matching */ #define NLM_F_ATOMIC 0x400 /* atomic GET */ #define NLM_F_DUMP (NLM_F_ROOT|NLM_F_MATCH) /* Modifiers to NEW request */ #define NLM_F_REPLACE 0x100 /* Override existing */ #define NLM_F_EXCL 0x200 /* Do not touch, if it exists */ #define NLM_F_CREATE 0x400 /* Create, if it does not exist */ #define NLM_F_APPEND 0x800 /* Add to end of list */
标志NLM_F_REQUEST用于表示消息是一个请求，所有应用首先发起的消息都应设置该标志。
标志NLM_F_MULTI 用于指示该消息是一个多部分消息的一部分，后续的消息可以通过宏NLMSG_NEXT来获得。
宏NLM_F_ACK表示该消息是前一个请求消息的响应，顺序号与进程ID可以把请求与响应关联起来。
标志NLM_F_ECHO表示该消息是相关的一个包的回传。
标志NLM_F_ROOT 被许多 netlink 协议的各种数据获取操作使用，该标志指示被请求的数据表应当整体返回用户应用，而不是一个条目一个条目地返回。有该标志的请求通常导致响应消息设置 NLM_F_MULTI标志。注意，当设置了该标志时，请求是协议特定的，因此，需要在字段 nlmsg_type 中指定协议类型。
标志 NLM_F_MATCH 表示该协议特定的请求只需要一个数据子集，数据子集由指定的协议特定的过滤器来匹配。
标志 NLM_F_ATOMIC 指示请求返回的数据应当原子地收集，这预防数据在获取期间被修改。
标志 NLM_F_DUMP 未实现。
标志 NLM_F_REPLACE 用于取代在数据表中的现有条目。
标志 NLM_F_EXCL_ 用于和 CREATE 和 APPEND 配合使用，如果条目已经存在，将失败。
标志 NLM_F_CREATE 指示应当在指定的表中创建一个条目。
标志 NLM_F_APPEND 指示在表末尾添加新的条目。
字段nlmsg_seq和nlmsg_pid用于追踪消息，nlmsg_seq表示顺序号，nlmsg_pid表示消息来源进程id。
消息结构体struct msghdr
struct msghdr { void *msg_name; socklen_t msg_namelen; struct iovec *msg_iov; size_t msg_iovlen; void *msg_control; size_t msg_controllen; int msg_flags; };
msg_name和msg_namelen表示套接口地址成员，msg_name表示发送消息的目标地址，接收消息的源地址,msg_namelen表示地址长度。msg_iov和msg_iovlen表示I/O向量引用。其中msg_iov一般指向消息头，这些成员指定了我们的I/O向量数组的位置以及他包含多少项。msg_iov成员指向一个struct iovec数组。I/O向量指向我们的缓冲区。成员msg_iov指明了在我们的I/O向量数组中有多少元素.msg_iov指向了一个具体的消息，包括消息头nlmsghdr和消息头后紧跟的消息数据部分。
成员msg_control与msg_controllen，这些成员指向了我们附属数据缓冲区并且表明了缓冲区大小。msg_control指向附属数据缓冲区，而msg_controllen指明了缓冲区大小。成员msg_flags为接收消息标记位，这个成员用于接收特定的标记位(他并不用于sendmsg)。msg_flags值为
MSG_EOR 当接收到记录结尾时会设置这一位。这通常对于SOCK_SEQPACKET套接口类型十分有用。
MSG_TRUNC 这个标记位表明数据的结尾被截短，因为接收缓冲区太小不足以接收全部的数据。
MSG_CTRUNC 这个标记位表明某些控制数据(附属数据)被截短，因为缓冲区太小。
MSG_OOB 这个标记位表明接收了带外数据。
MSG_ERRQUEUE 这个标记位表明没有接收到数据，但是返回一个扩展错误。其他结构体 struct iovec
struct iovec { void * iov_base ; /*pointer to data */ size_t iov_len ; /*length of data */ }
3. 发送和接收消息的具体流程
消息宏
#define NLMSG_ALIGNTO 4 #define NLMSG_ALIGN(len) ( ((len)+NLMSG_ALIGNTO-1) & ~(NLMSG_ALIGNTO-1) )
宏NLMSG_ALIGN(len)用于得到不小于len且字节对齐的最小数值。若某个对象的长度为18，那么在为其分配空间时，通过NLMSG_ALIGN宏就可以计算出最接近其的4的倍数为((18+4-1) & ~(3)) = 20，这样便为其申请/分配20字节空间。这是32位微控制器/微处理器中为了防止非对齐操作产生Exception而添加的保护措施。
#define NLMSG_LENGTH(len) ((len)+NLMSG_ALIGN(sizeof(struct nlmsghdr)))宏NLMSG_LENGTH(len)用于计算数据部分长度为len时实际的消息长度。即数据部分长度和消息头长度
#define NLMSG_SPACE(len) NLMSG_ALIGN(NLMSG_LENGTH(len))宏NLMSG_SPACE(len)返回不小于NLMSG_LENGTH(len)且字节对齐的最小数值
#define NLMSG_DATA(nlh) ((void*)(((char*)nlh) + NLMSG_LENGTH(0)))宏NLMSG_DATA(nlh)用于取得消息的数据部分的首地址，设置和读取消息数据部分时需要使用该宏。
#define NLMSG_NEXT(nlh,len) ((len) -= NLMSG_ALIGN((nlh)->nlmsg_len), \ (struct nlmsghdr*)(((char*)(nlh)) + NLMSG_ALIGN((nlh)->nlmsg_len)))
宏NLMSG_NEXT(nlh,len)用于得到下一个消息的首地址，同时len也减少为剩余消息的总长度，该宏一般在一个消息被分成几个部分发送或接收时使用
#define NLMSG_OK(nlh,len) ((len) >= (int)sizeof(struct nlmsghdr) && \ (nlh)->nlmsg_len >= sizeof(struct nlmsghdr) && \ (nlh)->nlmsg_len <= (len))
宏NLMSG_OK(nlh,len)用于判断消息是否有len这么长。
#define NLMSG_PAYLOAD(nlh,len) ((nlh)->nlmsg_len - NLMSG_SPACE((len)))宏NLMSG_PAYLOAD(nlh,len)用于返回payload的长度。
发送和接收消息过程
发送消息
发送消息，设置消息头，以及消息头后的数据部分
#define MAX_MSGSIZE 1024
char buffer[] = "An example message";
struct nlmsghdr nlhdr;
nlhdr = (struct nlmsghdr *)malloc(NLMSG_SPACE(MAX_MSGSIZE));
strcpy(NLMSG_DATA(nlhdr),buffer);
nlhdr->nlmsg_len = NLMSG_LENGTH(strlen(buffer));
nlhdr->nlmsg_pid = getpid(); /* self pid */
nlhdr->nlmsg_flags = 0;
发送消息时，需要设置指向消息的结构体struct msghdr。
/*设置目标地址*/ struct sockaddr_nl dest_addr; memset(&dest_addr, 0, sizeof(dest_addr)); dest_addr.nl_family = AF_NETLINK; dest_addr.nl_pid = 0; dest_addr.nl_groups = 0; /*设置消息*/ struct iovec iov; iov.iov_base = (void *)nlhdr; /*指向消息头*/ iov.iov_len = nlh->nlmsg_len; /*整个消息长度*/ struct msghdr msg;
msg.msg_iov = &iov; /*I/O向量数组开始*/ msg.msg_iovlen = 1; /*数组长度为1*/ msg.msg_name = (void *)&(dest_addr); /*设置目标地址*/ msg.msg_namelen = sizeof(dest_addr); /*目标地址长度*/
sendmsg(fd,&msg,0);
接收消息
#设置消息头 #define MAX_NL_MSG_LEN 1024 struct nlmsghdr * nlhdr; nlhdr = (struct nlmsghdr *)malloc(MAX_NL_MSG_LEN); #设置消息源地址 struct sockaddr_nl src_addr; memset(&src_addr,0,sizeof(src_addr)); src_addr.nl_famlily=AF_NETLINK; src_addr.nl_pid=src_pid; /*对方进程pid*/ src_addr.nl_groups=0; #设置消息 struct msghdr msg; struct iovec iov; iov.iov_base = (void *)nlhdr; iov.iov_len = MAX_NL_MSG_LEN; msg.msg_name = (void *)&(src_addr); msg.msg_namelen = sizeof(src_addr); msg.msg_iov = &iov; msg.msg_iovlen = 1; recvmsg(fd, &msg, 0);
