| netlink(7) | Miscellaneous Information Manual | netlink(7) |
netlink - обмен информацией между ядром и пользовательским пространством (AF_NETLINK)
#include <asm/types.h> #include <sys/socket.h> #include <linux/netlink.h>
netlink_socket = socket(AF_NETLINK, socket_type, netlink_family);
Протокол netlink используется для передачи информации между ядром и процессами в пользовательском пространстве. Он состоит из стандартного, основанного на сокетах, интерфейса для процессов пользователя и внутреннего API ядра, предназначенного для модулей ядра. Внутренний интерфейс ядра в этой странице не описан. Кроме того, существует устаревший интерфейс netlink, работающий через символьные устройства netlink. Этот интерфейс здесь также не описан; он предназначен только для обратной совместимости.
Netlink обеспечивает для приложений сервис передачи датаграмм. В качестве socket_type могут использоваться типы сокетов как SOCK_RAW, так и SOCK_DGRAM. Несмотря на это, протокол netlink не различает датаграмные и неструктурированные (raw) сокеты.
По значению netlink_family выбирается модуль ядра или группа netlink для связи. В данный момент определены следующие семейства netlink:
Сообщения netlink состоят из потока байтов с одним или несколькими заголовками nlmsghdr и присоединённой полезной нагрузкой. Доступ к потоку байтов нужно осуществлять только с помощью стандартных макросов NLMSG_*. Подробности смотрите в netlink(3).
В первом и всех последующих заголовках сообщений, состоящих из нескольких частей (несколько заголовков nlmsghdr с полезной нагрузкой в одном потоке байт), установлен флаг NLM_F_MULTI. Последний заголовок имеет тип NLMSG_DONE и этот флаг не устанавливается.
После каждого nlmsghdr следует полезная нагрузка:
struct nlmsghdr {
__u32 nlmsg_len; /* длина сообщения, включая заголовок */
__u16 nlmsg_type; /* тип содержимого сообщения */
__u16 nlmsg_flags; /* дополнительные флаги */
__u32 nlmsg_seq; /* номер в последовательности */
__u32 nlmsg_pid; /* ID порта отправителя */
};
nlmsg_type can be one of the standard message types: NLMSG_NOOP message is to be ignored, NLMSG_ERROR message signals an error and the payload contains an nlmsgerr structure, NLMSG_DONE message terminates a multipart message. Error messages get the original request appended, unless the user requests to cap the error message, and get extra error data if requested.
struct nlmsgerr {
int error; /* Negative errno or 0 for acknowledgements */
struct nlmsghdr msg; /* Message header that caused the error */
/*
* followed by the message contents
* unless NETLINK_CAP_ACK was set
* or the ACK indicates success (error == 0).
* For example Generic Netlink message with attributes.
* message length is aligned with NLMSG_ALIGN()
*/
/*
* followed by TLVs defined in enum nlmsgerr_attrs
* if NETLINK_EXT_ACK was set
*/
};
Семейство netlink обычно определяет и другие типы сообщений (см. соответствующие справочные страницы, например, rtnetlink(7) о NETLINK_ROUTE).
| Стандартные биты флагов в nlmsg_flags | |
| NLM_F_REQUEST | Должен быть установлен у всех сообщений с запросами. |
| NLM_F_MULTI | Сообщение является одной из частей длинного сообщения, которое заканчивается NLMSG_DONE. |
| NLM_F_ACK | Request for an acknowledgement on success. |
| NLM_F_ECHO | Послать эхо этого запроса. |
| Дополнительные биты флагов для запросов GET | |
| NLM_F_ROOT | Вернуть полную таблицу вместо одной записи. |
| NLM_F_MATCH | Вернуть все записи, подходящие под критерий, переданный в содержимом сообщения. Пока не реализовано. |
| NLM_F_ATOMIC | Вернуть атомарный образ (snapshot) таблицы. |
| NLM_F_DUMP | Convenience macro; equivalent to (NLM_F_ROOT|NLM_F_MATCH). |
Заметим, что NLM_F_ATOMIC требует мандата CAP_NET_ADMIN или эффективного UID 0.
| Дополнительные биты флагов для запросов NEW | |
| NLM_F_REPLACE | Переписать существующий подходящий объект. |
| NLM_F_EXCL | Не перезаписывать, если объект уже существует. |
| NLM_F_CREATE | Создать объект, если он ещё не существует. |
| NLM_F_APPEND | Добавить в конец списка объектов. |
Поля nlmsg_seq и nlmsg_pid используются для отслеживания передачи сообщений. В nlmsg_pid указывается источник сообщения. Заметим, что нет связи 1:1 между nlmsg_pid и PID процесса, если сообщение возникло из сокета netlink. Дополнительную информацию ищите в разделе ФОРМАТЫ АДРЕСА.
Тип поля nlmsg_seq и nlmsg_pid скрыт в ядре netlink.
Netlink is not a reliable protocol. It tries its best to deliver a message to its destination(s), but may drop messages when an out-of-memory condition or other error occurs. For reliable transfer the sender can request an acknowledgement from the receiver by setting the NLM_F_ACK flag. An acknowledgement is an NLMSG_ERROR packet with the error field set to 0. The application must generate acknowledgements for received messages itself. The kernel tries to send an NLMSG_ERROR message for every failed packet. A user process should follow this convention too.
Однако, надёжная передача от ядра пользователю в любом случае невозможна. Ядро не может послать сообщение netlink, если заполнен буфер сокета: сообщение будет отброшено и ядро и пользовательский процесс будут иметь разное понятие о состоянии ядра. В обязанность приложения входит обнаружение такой ситуации (посредством ошибки ENOBUFS, возвращаемой recvmsg(2)) и выполнение восстановления синхронизации.
Структура sockaddr_nl описывает клиент netlink в пространстве пользователя или в ядре. Она может быть как одноадресной (передача информации только на один адрес), так и посылаться многоадресной группе netlink (значение nl_groups не равно нулю).
struct sockaddr_nl {
sa_family_t nl_family; /* AF_NETLINK */
unsigned short nl_pad; /* ноль */
pid_t nl_pid; /* ID порта */
__u32 nl_groups; /* маска многоадресных групп */
};
nl_pid — одиночный адрес сокета netlink. Он всегда равен 0, если местом назначения является ядро. Для процесса пользовательского пространства значение nl_pid, обычно, равно PID процесса, которому принадлежит сокет назначения. Однако, значением nl_pid определяется сокет netlink, а не процесс. Если процессу принадлежит несколько сокетов netlink, то значение nl_pid может быть равно ID процесса только у одного сокета. Есть два способа назначить nl_pid сокету netlink. Если приложение задаёт nl_pid до вызова bind(2), то приложение само должно убедиться, что значение nl_pid уникально. Если приложение устанавливает его равным 0, то присвоение уникального значения выполняется ядром. Первому сокету netlink ядро назначает ID процесса, который его открыл, а всем последующим создаваемым процессом сокетам netlink, будет назначено уникальное значение nl_pid.
Значение nl_groups — это битовая маска, где каждый бит представляет номер группы netlink. Каждое семейство netlink имеет набор из 32-х многоадресных групп. Когда для сокета вызывается bind(2), то поле nl_groups структуры sockaddr_nl должно содержать битовую маску групп, которые оно хочет прослушивать. По умолчанию значение этого поля равно нулю, что означает, что многоадресные передачи не будут приниматься. Сокет может передавать многоадресные сообщения любой из многоадресных групп, присвоив nl_groups битовую маску групп, которым он желает передавать данные вызовом sendmsg(2) или при выполнении connect(2). Принимать или посылать сообщения многоадресной группы netlink могут только процессы с эффективным UID, равным 0, или имеющие мандат CAP_NET_ADMIN. Начиная с Linux 2.6.13, сообщения не могут вещаться в многоадресные группы. Любые ответы на сообщение, полученное многоадресной группой, должны быть отправлены посылающему процессу с PID и многоадресной группе. Некоторые подсистемы ядра Linux могут разрешать отправку и/или приём сообщений другим пользователям. Начиная с Linux 3.0, в группах NETLINK_KOBJECT_UEVENT, NETLINK_GENERIC, NETLINK_ROUTE и NETLINK_SELINUX разрешено принимать сообщения от других пользователей. Отправлять сообщения другим пользователям запрещено.
Для получения и задания параметров сокета netlink используйте вызовы getsockopt(2) и setsockopt(2), соответственно. Значение аргумента уровня параметров должно быть равно SOL_NETLINK. Если не указано обратного, значение optval является указателем на int.
Сокетный интерфейс для netlink впервые появился в Linux 2.2.
Linux 2.0 поддерживал более примитивный интерфейс на основе устройств (который всё ещё доступен для совместимости). Этот устаревший интерфейс здесь не описывается.
В большинстве случаев лучше использовать netlink с помощью функций библиотек libnetlink или libnl, а не через низкоуровневый интерфейс ядра.
Эта справочной странице не содержится всей необходимой информации.
В следующем примере создаётся сокет netlink семейства NETLINK_ROUTE, который будет прослушивать многоадресные группы RTMGRP_LINK (события о создании/удалении/включении/выключении сетевых интерфейсов) и RTMGRP_IPV4_IFADDR (события о добавлении/удалении адресов IPv4).
struct sockaddr_nl sa; memset(&sa, 0, sizeof(sa)); sa.nl_family = AF_NETLINK; sa.nl_groups = RTMGRP_LINK | RTMGRP_IPV4_IFADDR; fd = socket(AF_NETLINK, SOCK_RAW, NETLINK_ROUTE); bind(fd, (struct sockaddr *) &sa, sizeof(sa));
В следующем примере показано как отправить сообщение netlink ядру (pid 0). Заметим, что приложение должно управлять нумерацией сообщений, чтобы отслеживать подтверждения о доставке.
struct nlmsghdr *nh; /* отправляется nlmsghdr с полезной нагрузкой */
struct sockaddr_nl sa;
struct iovec iov = { nh, nh->nlmsg_len };
struct msghdr msg;
msg = { &sa, sizeof(sa), &iov, 1, NULL, 0, 0 };
memset(&sa, 0, sizeof(sa));
sanl_family = AF_NETLINK;
nh->nlmsg_pid = 0;
nh->nlmsg_seq = ++sequence_number;
/* для запроса подтверждения от ядра, устанавливаем NLM_F_ACK */
nh->nlmsg_flags |= NLM_F_ACK;
sendmsg(fd, &msg, 0);
И последний пример о том, как выполнять чтение сообщения netlink.
int len; /* 8192 to avoid message truncation on platforms with
page size > 4096 */ struct nlmsghdr buf[8192/sizeof(struct nlmsghdr)]; struct iovec iov = { buf, sizeof(buf) }; struct sockaddr_nl sa; struct msghdr msg; struct nlmsghdr *nh; msg = { &sa, sizeof(sa), &iov, 1, NULL, 0, 0 }; len = recvmsg(fd, &msg, 0); for (nh = (struct nlmsghdr *) buf; NLMSG_OK (nh, len);
nh = NLMSG_NEXT (nh, len)) {
/* конец сообщения из нескольких частей */
if (nh->nlmsg_type == NLMSG_DONE)
return;
if (nh->nlmsg_type == NLMSG_ERROR)
/* выполняем обработку ошибок */
…
/* разбираем полезную нагрузку */
… }
cmsg(3), netlink(3), capabilities(7), rtnetlink(7), sock_diag(7)
RFC 3549 «Linux Netlink as an IP Services Protocol»
Русский перевод этой страницы руководства был сделан Alex Nik <rage.iz.me@gmail.com>, Azamat Hackimov <azamat.hackimov@gmail.com>, Dmitry Bolkhovskikh <d20052005@yandex.ru>, Yuri Kozlov <yuray@komyakino.ru> и Иван Павлов <pavia00@gmail.com>
Этот перевод является бесплатной документацией; прочитайте Стандартную общественную лицензию GNU версии 3 или более позднюю, чтобы узнать об условиях авторского права. Мы не несем НИКАКОЙ ОТВЕТСТВЕННОСТИ.
Если вы обнаружите ошибки в переводе этой страницы руководства, пожалуйста, отправьте электронное письмо на man-pages-ru-talks@lists.sourceforge.net.
| 5 февраля 2023 г. | Linux man-pages 6.03 |