Linux netlink传送数据乱序

Linux Netlink是一种内核到用户空间的通信机制，用于在系统组件之间传递网络相关的消息。然而，在某些情况下，由于网络拥塞、硬件限制或者是数据包处理的并发性质，数据包可能会经历乱序传输。Netlink本身并不会保证数据包的顺序，因为它不是专为TCP/IP流式传输设计的。

当Netlink消息通过socket发送，并且没有启用有序模式（比如`NETLINK_SOCK_SEQPACKET`标志），或者在高负载下网络条件不佳时，接收方可能会接收到乱序的消息。这可能导致应用程序无法正常解析序列化的数据，因为它们依赖于特定的顺序来解读数据结构。

为了避免这种问题，开发者可以采取以下策略：

1. 当发送Netlink消息时，确保消息包含足够的标识信息以便接收端能够重新排序。
2. 接收端需要有适当的错误处理和消息合并逻辑，能识别并处理乱序的数据。
3. 如果对顺序性有严格需求，可以选择使用其他更适合流控制的通信机制，如Unix Domain Sockets（uds）或使用底层协议的有序模式。

相关问题

netlink 实现非阻塞数据的完整示例

以下是一个使用 netlink 实现非阻塞数据传输的示例程序。该程序使用 netlink 套接字与内核通信，并使用 poll 函数实现非阻塞模式。

首先，我们需要包含必要的头文件：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/socket.h>
#include <linux/netlink.h>
#include <poll.h>

接下来，我们定义一些常量和变量：

#define MAX_PAYLOAD 1024 /* 最大消息长度 */
#define NETLINK_USER 31  /* 自定义 netlink 协议 */

struct sockaddr_nl src_addr, dest_addr;
struct nlmsghdr *nlh = NULL;
struct iovec iov;
int sock_fd, ret;
char *msg = "Hello from userspace!";

接着，我们创建一个 netlink 套接字：

/* 创建 netlink 套接字 */
sock_fd = socket(AF_NETLINK, SOCK_RAW, NETLINK_USER);
if (sock_fd < 0) {
    perror("socket");
    exit(EXIT_FAILURE);
}

然后，我们初始化源地址和目标地址：

memset(&src_addr, 0, sizeof(src_addr));
src_addr.nl_family = AF_NETLINK;
src_addr.nl_pid = getpid(); /* PID */
src_addr.nl_groups = 0;     /* 不加入多播组 */

memset(&dest_addr, 0, sizeof(dest_addr));
dest_addr.nl_family = AF_NETLINK;
dest_addr.nl_pid = 0; /* 内核进程 */
dest_addr.nl_groups = 0;

接下来，我们将 netlink 套接字绑定到源地址：

/* 绑定 netlink 套接字到源地址 */
ret = bind(sock_fd, (struct sockaddr *)&src_addr, sizeof(src_addr));
if (ret < 0) {
    perror("bind");
    exit(EXIT_FAILURE);
}

然后，我们构造 netlink 消息：

/* 构造 netlink 消息 */
nlh = (struct nlmsghdr *)malloc(NLMSG_SPACE(MAX_PAYLOAD));
memset(nlh, 0, NLMSG_SPACE(MAX_PAYLOAD));
nlh->nlmsg_len = NLMSG_SPACE(MAX_PAYLOAD);
nlh->nlmsg_pid = getpid(); /* PID */
nlh->nlmsg_flags = 0;
strcpy(NLMSG_DATA(nlh), msg);

iov.iov_base = (void *)nlh;
iov.iov_len = nlh->nlmsg_len;

/* 发送 netlink 消息 */
sendmsg(sock_fd, &iov, 1, (struct sockaddr *)&dest_addr, sizeof(dest_addr));

接下来，我们使用 poll 函数实现非阻塞模式：

/* 设置 poll 监听套接字 */
struct pollfd fds;
fds.fd = sock_fd;
fds.events = POLLIN;

/* 轮询监听 netlink 套接字 */
while (1) {
    ret = poll(&fds, 1, 5000); /* 5 秒超时 */
    if (ret < 0) {
        perror("poll");
        exit(EXIT_FAILURE);
    } else if (ret == 0) {
        printf("timeout\n");
    } else if (fds.revents & POLLIN) {
        /* 接收 netlink 消息 */
        memset(nlh, 0, NLMSG_SPACE(MAX_PAYLOAD));
        iov.iov_base = (void *)nlh;
        iov.iov_len = NLMSG_SPACE(MAX_PAYLOAD);
        ret = recvmsg(sock_fd, &msg, 0);
        if (ret < 0) {
            perror("recvmsg");
            exit(EXIT_FAILURE);
        }
        printf("Received message: %s\n", NLMSG_DATA(nlh));
        break;
    }
}

最后，我们关闭 netlink 套接字并释放资源：

/* 关闭 netlink 套接字并释放资源 */
close(sock_fd);
free(nlh);

完整的程序代码如下：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/socket.h>
#include <linux/netlink.h>
#include <poll.h>

#define MAX_PAYLOAD 1024 /* 最大消息长度 */
#define NETLINK_USER 31  /* 自定义 netlink 协议 */

int main()
{
    struct sockaddr_nl src_addr, dest_addr;
    struct nlmsghdr *nlh = NULL;
    struct iovec iov;
    int sock_fd, ret;
    char *msg = "Hello from userspace!";

    /* 创建 netlink 套接字 */
    sock_fd = socket(AF_NETLINK, SOCK_RAW, NETLINK_USER);
    if (sock_fd < 0) {
        perror("socket");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    /* 初始化源地址和目标地址 */
    memset(&src_addr, 0, sizeof(src_addr));
    src_addr.nl_family = AF_NETLINK;
    src_addr.nl_pid = getpid(); /* PID */
    src_addr.nl_groups = 0;     /* 不加入多播组 */

    memset(&dest_addr, 0, sizeof(dest_addr));
    dest_addr.nl_family = AF_NETLINK;
    dest_addr.nl_pid = 0; /* 内核进程 */
    dest_addr.nl_groups = 0;

    /* 绑定 netlink 套接字到源地址 */
    ret = bind(sock_fd, (struct sockaddr *)&src_addr, sizeof(src_addr));
    if (ret < 0) {
        perror("bind");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    /* 构造 netlink 消息 */
    nlh = (struct nlmsghdr *)malloc(NLMSG_SPACE(MAX_PAYLOAD));
    memset(nlh, 0, NLMSG_SPACE(MAX_PAYLOAD));
    nlh->nlmsg_len = NLMSG_SPACE(MAX_PAYLOAD);
    nlh->nlmsg_pid = getpid(); /* PID */
    nlh->nlmsg_flags = 0;
    strcpy(NLMSG_DATA(nlh), msg);

    iov.iov_base = (void *)nlh;
    iov.iov_len = nlh->nlmsg_len;

    /* 发送 netlink 消息 */
    sendmsg(sock_fd, &iov, 1, (struct sockaddr *)&dest_addr, sizeof(dest_addr));

    /* 设置 poll 监听套接字 */
    struct pollfd fds;
    fds.fd = sock_fd;
    fds.events = POLLIN;

    /* 轮询监听 netlink 套接字 */
    while (1) {
        ret = poll(&fds, 1, 5000); /* 5 秒超时 */
        if (ret < 0) {
            perror("poll");
            exit(EXIT_FAILURE);
        } else if (ret == 0) {
            printf("timeout\n");
        } else if (fds.revents & POLLIN) {
            /* 接收 netlink 消息 */
            memset(nlh, 0, NLMSG_SPACE(MAX_PAYLOAD));
            iov.iov_base = (void *)nlh;
            iov.iov_len = NLMSG_SPACE(MAX_PAYLOAD);
            ret = recvmsg(sock_fd, &msg, 0);
            if (ret < 0) {
                perror("recvmsg");
                exit(EXIT_FAILURE);
            }
            printf("Received message: %s\n", NLMSG_DATA(nlh));
            break;
        }
    }

    /* 关闭 netlink 套接字并释放资源 */
    close(sock_fd);
    free(nlh);

    return 0;
}

linux c 代码实现netlink检测所有网口up与down

下面是一个简单的示例代码，用于检测所有网口的 UP 和 DOWN 状态。该代码使用了 Netlink Socket API，需要在 Linux 系统中编译和运行。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/socket.h>
#include <linux/netlink.h>
#include <linux/rtnetlink.h>

#define BUFSIZE 8192

int main() {
    int fd;
    struct sockaddr_nl sa;
    char buf[BUFSIZE];
    struct nlmsghdr *nh;
    struct ifinfomsg *ifinfo;
    int len;

    // 创建 Netlink Socket
    if ((fd = socket(AF_NETLINK, SOCK_RAW, NETLINK_ROUTE)) < 0) {
        perror("socket");
        exit(1);
    }

    memset(&sa, 0, sizeof(sa));
    sa.nl_family = AF_NETLINK;
    sa.nl_groups = RTMGRP_LINK; // 监听网卡变化事件
    if (bind(fd, (struct sockaddr *)&sa, sizeof(sa)) < 0) {
        perror("bind");
        exit(1);
    }

    // 接收 Netlink 消息
    while ((len = recv(fd, buf, BUFSIZE, 0)) > 0) {
        for (nh = (struct nlmsghdr *)buf; NLMSG_OK(nh, len); nh = NLMSG_NEXT(nh, len)) {
            if (nh->nlmsg_type == NLMSG_DONE) {
                break;
            } else if (nh->nlmsg_type == NLMSG_ERROR) {
                perror("recv");
                exit(1);
            } else if (nh->nlmsg_type != RTM_NEWLINK) {
                continue;
            }

            ifinfo = (struct ifinfomsg *)NLMSG_DATA(nh);

            // 监听到网卡 UP 或 DOWN 事件
            if (ifinfo->ifi_change & (IFACE_UP | IFACE_DOWN)) {
                printf("Interface %d is %s\n", ifinfo->ifi_index,
                    (ifinfo->ifi_flags & IFF_UP) ? "UP" : "DOWN");
            }
        }
    }

    close(fd);
    return 0;
}

该程序使用了 Netlink Socket API 监听 RTMGRP_LINK 组，对于每个 RTM_NEWLINK 消息，解析其中的 ifinfomsg 结构体，检查其 ifi_change 和 ifi_flags 成员以确定网卡 UP 或 DOWN 事件。