一. 概述
在routing进程所使用的配置文件中，存在如下配置项目：
{
"unicast" : "192.168.56.101",
...
"service-discovery" :
{
"enable" : "true",
"multicast" : "224.244.224.245",
...
}
}
其中有 "unicast" : "192.168.56.101"和 "multicast" : "224.244.224.245" 两个通信地址，这两个地址一个是用于vsomeip用于对外通信的单播地址，另一个配置的是service-discovery功能依赖的组播的地址。
作为routingmanager的进程需要监听这个单播地址和组播地址所在的网卡的状态，这部分功能主要在netlink_connector中实现，routing_manager_imp依赖netlink_connector来监听网卡状态，并且在网卡状态ready的情况下才会启动routing。
netlink_connector中使用到了linux平台的netlink协议用于监听内核上网卡相关事件。
二. netlink protocol
netlink是linux平台上第一种IPC机制，主要用于用户态进程与内核进程通信，此外还可以用于用户态进程之间通信（这个使用unix domain socket）也可以做到。
netlink和传统的和内核通信的机制（ioctl，sysfs属性）等不同，netlink是支持全双工的通信的，也就是可以异步通信的，而其他几种传统的内核通信的机制只支持半双工同步通信的方式。在这种情况下，内核甚至支持主动发起通信，而不是由应用发起通信。
此外，netlink支持组播的方式，以组播的方式将消息发给多个进程（根据groupid）。
netlink的通信方式使用的是socket API，创建NETLINK socket的时候，需要指定NETLINK socket的协议类型类型（）
sock = socket(PF_NETLINK, SOCK_RAW, NETLINK_ROUTE); // NETLINK_ROUTE是协议类型
目前的linxu系统中支持32中协议类型，个人认为这个协议类型就是事件组（网卡/路由/安全/审计/SCSI设备...等等）。
#define NETLINK_ROUTE 0 /* 用于设置和查询路由表等网络核心模块*/
#define NETLINK_UNUSED 1 /* Unused number */
#define NETLINK_USERSOCK 2 /* Reserved for user mode socket protocols,保留用于用户态进程间通信 */
#define NETLINK_FIREWALL 3 /* Unused number, formerly ip_queue */
#define NETLINK_SOCK_DIAG 4 /* socket monitoring */
#define NETLINK_NFLOG 5 /* netfilter/iptables ULOG */
...
...
NETLINK socket需要做bind操作绑定NETLINK的地址，NETLINK地址结构如下：
struct sockaddr_nl {
__kernel_sa_family_t nl_family; /* 协议族 AF_NETLINK */
unsigned short nl_pad; /* 固定填写0 zero */
__u32 nl_pid; /* 端口ID,内核填0，应用进程填PID port ID */
__u32 nl_groups; /* 广播组 multicast groups mask */
};
除了nl_pad固定为0以外，其他参数需要填写
struct sockaddr_nl addr;
memset(&addr, 0, sizeof(addr));
addr.nl_family = AF_NETLINK; // 协议族
// RTMGRP_LINK: 网卡UP/DOWN
// RTMGRP_IPV4_IFADDR: ip地址变化
addr.nl_groups = RTMGRP_LINK | RTMGRP_IPV4_IFADDR; // 广播组(事件组中的具体事件)
设置好NETLINK地址后，将其绑定到socket上面
bind(sock, (struct sockaddr *)&addr, sizeof(addr);
接着，就可以使用该socket和内核进行netlink通信了，通过标准recv接口从内核接收消息
while (running && (len = recv(sock, buffer, 4096, 0)) > 0) {
nlh = (struct nlmsghdr *)buffer;
while (NLMSG_OK(nlh, len) && (nlh->nlmsg_type != NLMSG_DONE)) {
// 解析不同类型的NetLink消息
...
// 下一条消息
nlh = NLMSG_NEXT(nlh, len);
}
}
close(sock);
三. netlink_connector
netlink_connector类依赖了NETLINK通信机制和内核进行通信，用于监控网卡的状态，根据传入的单播地址和组播地址监控。
首先netlink_connector类中也创建了用于NETLINK通信的socket
class netlink_connector : public std::enable_shared_from_this<netlink_connector> {
...
private:
...
boost::asio::basic_raw_socket<nl_protocol> socket_; // nl_protocol结构体中默认famliy为PF_NETLINK, type为SOCK_RAW
...
}
void netlink_connector::start() {
...
socket_.open(nl_protocol(NETLINK_ROUTE), ec); // 协议类型为NETLINK_ROUTE，用于设置和查询路由表等网络核心模块
...
socket_.bind(nl_endpoint<nl_protocol>(
RTMGRP_LINK | // - 当网卡变动时会触发这个多播组
RTMGRP_IPV4_IFADDR | RTMGRP_IPV6_IFADDR | // 当ipv4/ipv6地址变动时会触发这个多播组
RTMGRP_IPV4_ROUTE | RTMGRP_IPV6_ROUTE | // 当ipv4/ipv6路由变动时会触发这个多播组
RTMGRP_IPV4_MROUTE | RTMGRP_IPV6_MROUTE), ec); // 当多播路由发生更新时会触发这个多播组
然后，使用创建的socket接收内核的消息并且解析，根据不同的事件回调上层routing_manager_impl
socket_.async_receive(
boost::asio::buffer(&recv_buffer_[0], recv_buffer_size),
std::bind(
&netlink_connector::receive_cbk,
shared_from_this(),
std::placeholders::_1,
std::placeholders::_2
)
);
void netlink_connector::receive_cbk(boost::system::error_code const &_error,
std::size_t _bytes) {
while ((NLMSG_OK(nlh, len)) && (nlh->nlmsg_type != NLMSG_DONE)) {
char ifname[IF_NAMESIZE];
switch (nlh->nlmsg_type) { // 根据多播组内的消息类型分别处理
case RTM_NEWADDR: { // IP地址变化
// 解析出消息中的IP地址,如果该IP是VSOMEIP配置的单播地址，则往下
// 根据IP地址找到网卡，获取其状态(UP/DOWN)
// 通知上层handler处理（handler第一个参数标志是单播还是组播地址的网卡）
}
break;
case RTM_NEWLINK: { // 网卡变化
// 获取网卡IP,如果该IP是VSOMEIP配置的单播地址，则往下
// 获取网卡状态
// 通知上层handler处理
}
break;
case RTM_NEWROUTE: { // 路由添加
check_sd_multicast_route_match(...) {
// 读取路由项的目标地址（RTA_DST），判断地址是否为SD的组播地址
// 读取路由项的输出网络设备索引，判断设备索引是否为单播地址通信使用的网络设备的索引
// 读取路由项的网关地址
// 1. 如果单播地址通信使用的网络设备被加到SD的组播中，返回true
// 2. 如果单播地址通信使用的网络设备被添加到组播，但是组播地址长度为0，返回true（使用默认路由作为SD的地址）
// 3. 不满足上面两种情况，返回false
}
// check_sd_multicast_route_match返回true，则通知上层组播准备好了
}
break;
case RTM_DELROUTE: { // 路由删除
check_sd_multicast_route_match(...) {
...
}
// check_sd_multicast_route_match返回true，则通知上层组播未准备好
}
break;
...
}
}
对于netlink_connector，其监听网卡以及组播路由的变化事件。routing_manager_impl则是这些事件的消费者
void routing_manager_impl::start() {
...
netlink_connector_->register_net_if_changes_handler(
std::bind(&routing_manager_impl::on_net_interface_or_route_state_changed,
this, std::placeholders::_1, std::placeholders::_2, std::placeholders::_3));
...
}
