net学习总结 - 技术栈

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一、rc 文件启动

netd进程是一个可执行的bin文件程序，而通常它的启动方式一般都是init.xxx.rc进行启动的，但是在Android5以及之后Android已经将rc权利下放到各个子模块中，然后通过import导入了，netd的启动也不例外下放到了netd.rc中。

启动时创建4个监听socket

1）/dev/socket/networksliced将用于和NetworkSliceController进行双向通信，而NetworkSliceController主要用来发送消息给slicedatamonitor

2）/dev/socket/dnsproxyd将用于和Netd中的DnsproxyListener来进行双向通信，而DnsproxyListener主要用来完成Dns的相关操作；

3）/dev/socket/mdns将用于和Netd中的MdnsSdListener来进行双向通信，而MdnsSdListener主要用来完成mdnsd的操作；

4）/dev/socket/fwmarkd将用于和Netd中的FwmarkServer来进行双向通信，而FwmarkServer用于对特定的socket设置mark值。

二、main函数

1）创建一个NetlinkManager, 用于管理与内核通信的netlink连接

a) NetlinkManager：它将接收并处理来自Kernel的UEvent消息。这些消息经NetlinkManager解析后将借助它的Broadcaster(也就是代码中为NetlinkManager设置的CommandListener)发送给Framework层的NetworkManagementService

b) Netlinkmanager主要用于接收并处理来自kernel的UEvent消息，在NetlinkManager将会启动3个socket，用于监听3种不同的event：Uevent，RouteEvent，QuotaEvent。而对这种监听是通过SocketListener实现监听的，最终通过/dev/socket/netd送到NetworkManagementService(java代码)，分配到注册到它里面的各个观察者实例(Ethernet，WIFI等)

2）初始化网络控制类, 如路由控制RouteController, 带宽控制BandwidthController

3）启动各类事件监听类: DnsProxyListener监听DNS代理;

4）创建 NetdNativeService、MDnsService服务注册到binder中，在framework层直接获取对应的引用对象

5）启动NetdHwService, 为HAL层提供接口

三、 netlinkmanager 分析

NetlinkManager：它将接收并处理来自Kernel的UEvent消息。这些消息经NetlinkManager解析后将借助它的Broadcaster(也就是代码中为NetlinkManager设置的CommandListener)发送给Framework层的NetworkManagementService。

main函数中分析创建NetlinkManager，用于管理与内核通信的netlink链接

第一个红框：创建NetlinkManager

第二个红框：初始化各控制类

第三个红框：启动NetlinkManager

start函数的通过setupSocket函数实现里创建了4个监听进程，分别监听NETLINK_KPROJECT_UEVENT消息、NETLINK_ROUTE消息、NETLINK_NFLOG消息和NETLINK_NETFILTER消息

NETLINK_KOBJECT_UEVENT：代表kobject事件，由于这些事件包含的信息由ASCII字符串表达，故上述代码中使用了NETLINK_FOMRAT_ASCII。它表示将采用字符串解析的方法去解析接收到的UEvent消息。kobject一般用来通知内核中某个模块的加载或卸载。对NetlinkManager来说，其关注的是/sys/class/net下相应模块的加载或卸载消息，譬如以太网模块的加载和卸载。
NETLINK_ROUTE：代表kernel中routing或link改变时对应的消息。NETLINK_ROUTE包含很多子项，上述代码中使用了RTMGRP_LINK项。二者结合起来使用，表示NM希望收到网络链路断开或接通时对应的UEvent消息(当网卡上拔掉或插入网线时，会触发这些UEvent消息的发送)。由于对应UEvent消息内部封装了nlmsghdr等相关结构体，故上述代码使用了NETLINK_FORMAT_BINARY来指示解析UEvent消息时将使用二进制的解析方法。
NETLINK_NFLOG：和带宽控制有关。Netd中的带宽控制可以设置一个预警值，当网络数据超过一定字节数就会触发kernel发送一个警告,该代码也使用NETLINK_FORMAT_BINARY来指示解析UEvent消息时将使用二进制的解析方法。
NETLINK_NETFILTER:和网络过滤有关系。

分析setupSocket流程，在该函数中创建socket，设置属性，buffer，credentials，bind()函数并start线程，开始监听，函数返回值为Netlinkhandler类型**(** 这个函数主要就是为 Android system_server/init 进程准备一个通道，用来接收来自内核的 netlink 消息 (NETLINK _ KPROJECT _ UEVENT 消息、 NETLINK _ ROUTE 消息、 NETLINK _ NFLOG 消息和 NETLINK_ NET FILTER 消息 )) 。

NetlinkHandler的作用:

1)用poll()/epoll监听netlink fd

2)不断recvmsg()

3)解析uevent或者RTNETLINK消息

4)最终把事件分发给Android上层

最重要的是调用start函数，该函数会启动netlink监听线程，整个Android接收uevent/RTNETLINK消息的能力都依赖它

调用startListener函数进入socket公共库中。该部分关注 pthread_create 函数，该函数会创建一个线程来专门监听 netlink 套接字，然后不停循环 recv() 内核消息，线程处理函数为 SocketListener::threadStart

线程处理函数中主要关注runListener()函数

runListener()才是真正的处理函数,使用了fd_set结构,使用了select函数,用于判断监听的kernel相关部分是否有event发出,如果有,则调用NetlinkListener中的onDataAvailable函数进行处理。

通过调用uevent_kernel_recv接收内核发送来的消息并将消息封装在mBuffer中，如果接收到数据则构建一个NetlinkEvent对象evt，调用其函数decode解析从kernel中接收到的数据。

2)onDataAvailable()中，通过NetlinkEvent中的decode方法将收到的event按照要求的格式进行解码，解码成功后调用onEvent方法进行处理。这里的onEvent函数也是纯虚函数。

分析uevent_kernel_recv函数，uevent_kernel_recv是用于从内核接收uevent(用户空间事件)消息的系统调用封装。通过Netlink套接字接收来自内核的消息，并验证消息消息来源和格式，确保安全性和正确性。调用recvmsg系统调用接收消息，使用TEMP_FAILURE_RETRY处理中断错误。

decode解析kernel上报上来的消息，会解析两种消息

1)parseBinaryNetlinkMessage函数解析binary消息

2)parseAsciiNetlinkMessage函数解析ASCII消息

parseBinaryNetlinkMessage解析binary message，二进制消息包含RTM_NEWLINK，RTM_NEWADDR，RTM_DELADDR，RTM_NEWROUTE，RTM_DELROUTE，RTM_NEWNDUSEROPT等消息。其中for循环的作用：将buffer转换为Netlink消息头指针，并赋值给nh。

1)RTM_NEWLINK消息解析为kLinkUp或kLinkDown，mSubsystem赋值为net

2)LOCAL_QLOG_NL_EVENT消息解析为kChange，mSubsystem赋值为qlog

3)RTM_NEWADDR和RTM_DELADDR消息解析为kAddressUpdated或kAddressRemoved，mSubsystem赋值为net

4)RTM_NEWROUTE和RTM_DELROUTE消息解析为kRouteUpdated和kRouteRemoved，mSubsystem赋值为net

5)RTM_NEWNDUSEROPT消息解析为kRdnss，mSubsystem赋值为net

6)LOCAL_NFCAL_PACKET消息解析为kChange，mSubsystem赋值为strict

解析NETLINK_KOBJECT_UEVENT的ASCII形式的消息，

1)如果存在add，则解析为kAdd

2)如果存在remove，则解析为kRemove

3)如果存在change，则解析为kChange

解码成功后面将调用onEvent方法进行处理。至此，从netd/Netlinkmanager到公共库中的具体监听socket的实现，自上而下的监听就算完成了，该部分实现了kernel部分与netd的联系的建立。现在，处理流程又回到了netd部分，并且得到了解码成字符串形式的来自的event，接下来开始在netd部分进行处理，并将处理结果提交给framework层。onEvent函数对UEvent(已经转为NetlinkEvent)进行分类处理。

NETLINK_KOBJECT_UEVENT和NETLINK_ROUTE主要反映网络设备的事件和状态，包括NIC的添加，删除和修改，以及链路的连接状态等。NETLINK_NFLOG用于反映设置的log是否超过配置。另外，xt_idletimer的uevent消息，它和后文介绍的IdleTimerCmd有关，主要用来监听网络设备的收发工作状态。当对应设备工作或空闲时间超过设置的监控时间后，kernel将会发送携带其状态(idle或active)的UEvent消息**(如果需要给网卡配置信息，可以在这个里面通过system()进行配置)**。

这里以notifyInterfaceAdded为例：

这里通过宏函数，获取每个注册的NetdUnsolicitedListener，然后调用对应的函数，这里对应的函数为onInterfaceAdded，通过NetdUnsolicitedListener回调，netd成功将kernel上报的消息传到了framework层，至此完成了kernel事件经native层上报到framework层的工作。

LOG_EVENT_FUNC(BINDER_RETRY, onInterfaceAdded, ifName)：当内核报告有新网络接口被创建时，NetlinkHandler调用notifyInterfaceAdded，通过LOG_EVENT_FUNC记录日志并调用上层NetdUnsolicitedListener的onInterfaceAdded回调，让Android framework感知新的网络接口出现

这里会回调到上层framework，这样kernel的事件就可以上报到上层

四、 NetdNativeService 分析

重新回到main.cpp分析NetdNativeService相关内容，NetdNativeService::start()函数将NetdNativeService服务发布出去供framework层调用，开始启动native层netd服务。

start函数中BinderService<NetdNativeService>::publish(); 此行函数将NetdNativeService加入到ServiceManager服务中，并建立binder通信，这样java层就可以通过binder与netd通信。直接通过C层的BinderService向系统添加服务

回到NetdNativeService.h，可以看见，NetdNativeService继承于BinNetd作为服务端提供接口函数的实现(class NetdNativeService : public BinderService<NetdNativeService>, public BnNetd{})，此类包含了众多接口函数，如下：/system/netd/server/NerdNativeService.h。static char const* getServiceName() { return "netd"; }，上述函数定义了netd在系统中的服务名字netd。framework层可以getservice获取到INetd的代理类，通过aidl接口调用实现framework层对native层具体功能的使用。

五、 NetdworkManagemenrService 初始化

本节介绍，framework层system server的NetworkManagementservice如何获取NetdNative服务。

该处主要作用是创建并启动一个网络管理服务(NetworkManagementservice)，并将该服务注册到系统的服务管理器中。这是一个典型的Android系统服务初始化过程，用于管理系统级别的网络配置和网络功能。其中create的目的是创建NetworkManagementService实例；addService主要是将创建的网络管理服务注册到系统服务管理器中。

通过create方法，初始化NetworkManagementservice，这里deps为new Dependencies()

1）final NetworkManagementService service = new NetworkManagementService(context, deps)

2）调用NetworkManagementService 中的connectNativeNetdService()函数

通过构造方法创建了类对象：初始化了三个参数：

1）mDeps为Dependencies对象，通过调用该对象的getNetd方法可以获取INetd对象，为netd的binder服务的客户端引用；

2）mDaemonHandler为Handler新对象，用于处理消息，在 Listener 收到回调处理请求之后通过 Handler 进行处理，发送对应的消息到消息队列，而其中的 Looper 会处理消息；

3）mNetdUnsolicitedEventListener为NetdUnsolicitedEventListener对象，监听netd中的消息通知进行相应的处理，在这里直接调用了INetd的registerUnsolicitedEventListener方法注册(NetdUnsolicitedEventListener类中定义的函数为onEvent中LOG_EVENT_FUNC回调对应的函数)；

mNetdUnsolicitedEventListener是NetdUnsolicitedEventListener对象，继承了INetdUnsolicitedEventListener.Stub接口类，实现了对应的接口，它作为binder服务端，在这里调用了INetd服务的接口registerUnsolicitedEventListener将其进行注册

1）getNetd获取到INetd的代理对象

2）registerUnsolicitedEventListener注册mNetdUnsolicitedEventListener，以接收onEvent相关流程

调用gCtrls类的eventReporter成员的registerUnsolEventListener方法，就是Controllers类的EventReporter成员

EventReporter类接口定义如下

create中的传参new Dependencies为其内部对象，getNetd内部调用NetService的get函数以获取INetd的代理类

用于获取INetd实例的静态方法，具有超时等待机制。当系统中还没有INetd实例可用时，该方法会持续尝试获取，直到超时或者成功获取实例为止。

通过getService获取netd服务的接口实例

参考链接

https://blog.csdn.net/IT_xiao_bai0516/article/details/122309473?spm=1001.2014.3001.5501