内核通信之 Netlink 源码分析和实例解释

linux 内核一直存在的一个严重问题就是内核态和用户态的交互的问题，对于这个问题内核大佬们一直在研究各种方法，想让内核和用户态交互能够安全高效的进行。如系统调用，proc，sysfs等内存文件系统，但是这些方式一般都比较简单，只能在用户空间轮询访问内核的变化，内核的变化无法主动的推送出来。

而 netlink 的出现比较好的解决了这个问题，而且 netlink 还有以下一些优势：

可以直接使用 socket 套接字的 API 进行内核和用户态的通信，开发使用上相对简单了很多。

利用内核协议栈有了缓冲队列，是一种异步通信机制。

可以是内核和用户态的双向通信，内核可以主动向用户态进程发送消息。这个是以往通信方式不具备的。

针对同一个协议类型的所有用户进程，内核可以广播消息给所有的进程，也可以指定进程 pid 进行消息发送。

目前 netlink 的这种机制被广泛使用在各种场景中，在 Linux 内核中使用 netlink 进行应用与内核通信的应用很多; 包括：路由 daemon(NETLINK_ROUTE)，用户态 socket 协议(NETLINK_USERSOCK)，防火墙(NETLINK_FIREWALL)，netfilter 子系统(NETLINK_NETFILTER)，内核事件向用户态通知(NETLINK_KOBJECT_UEVENT)等。具体支持的类型可以查看这个文件 include/uapi/linux/netlink.h。

netlink 内核代码走读

netlink 内核相关文件介绍

netlink 的内核代码在内核代码的 net/netlink/ 目录下，我目前看的是 5.7.10 的内核版本，netlink 内核相关的文件不多，还是比较清晰的：

helightxu@ ? ~/open_code/linux-5.7.10 ? ls net/netlink 

config      Makefile     af_netlink.c af_netlink.h diag.c       genetlink.c 

helightxu@ ? ~/open_code/linux-5.7.10 ? 

注：

genetlink.c 额外说明：netlink 默认支持了 30 多种的场景，但是对于其它场景并没有具体定义，这个时候这种通用封装就有了很大的好处，可以在不改动内核的前提下进行应用场景扩展，这部分内容可以看这个 wiki：https://wiki.linuxfoundation.org/networking/generic_netlink_howto 

还有一个头文件是在 include 目录，如下所示，这个头文件是一些辅助函数、宏定义和相关数据结构，大家学习的同学一定要看这个文件，它里面的注释非常详细。这些注释对理解 netlink 的消息结构非常有用，建议可以详细看看。

（编辑：云计算网_泰州站长网）

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