Android - NETD解读

最新推荐文章于 2024-10-21 09:00:53 发布

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#android #网络 #防火墙

NETD

一、NETD解读

1.1、NETD的作用

Netd是Android系统中专门负责网络管理和控制的后台daemon程序，其功能主要分三大块：

设置防火墙（Firewall）、网络地址转换（NAT）、带宽控制、无线网卡软接入点（Soft Access Point）控制，网络设备绑定（Tether）等。
Android系统中DNS信息的缓存和管理。
网络服务搜索（Net Service Discovery，简称NSD）功能，包括服务注册（Service Registration）、服务搜索（Service Browse）和服务名解析（Service Resolve）等。

Netd的工作流程和Vold类似[1]，其工作可分成两部分：
- Netd接收并处理来自Framework层中NetworkManagementService或NsdService的命令。这些命令最终由Netd中对应的Command对象去处理。
- Net接收并解析来自Kernel的UEvent消息，然后再转发给Framework层中对应Service去处理。

Netd位于Framework层和Kernel层之间，它是Android系统中网络相关消息和命令转发及处理的中枢模块。

1.2 NETD的工作流程

Netd进程由init进程根据init.rc的对应配置项而启动。通过命令行可以看到：

service netd /system/bin/netd
    class main
    socket netd stream 0660 root system
    socket dnsproxyd stream 0660 root inet
    socket mdns stream 0660 root system
    socket fwmarkd stream 0660 root inet

Netd启动时将创建三个TCP监听socket，其名称分别为”netd”，”dnsproxyd”,”mdns”和“fwmarked”。
Framework层中的NetworkManagementService和NsdService将分别和”netd”及”mdns”监听socket建立链接并交互。
每一个调用和域名解析相关的socket API（如getaddrinfo或gethostbyname等）的进程都会借由”dnsproxyd”监听socket与netd建立链接。
fwmarkd 和底层kernel交互，防火墙firewall会对进来的包做标记。

1.2.1 main函数分析

Netd进程的入口函数是其main函数，代码如下所示：

int main() {

    CommandListener *cl;
    NetlinkManager *nm;
    DnsProxyListener *dpl;
    MDnsSdListener *mdnsl;

    ALOGI("Netd 1.0 starting");

    //为Netd进程屏蔽SIGPIPE信号
    blockSigpipe();

    //创建NetlinkManager
    if (!(nm = NetlinkManager::Instance())) {
        ALOGE("Unable to create NetlinkManager");
        exit(1);
    };
    //创建CommandListener，它将创建名为"netd"的监听socket
    cl = new CommandListener();
    //设置NetlinkManager的消息发送者（Broadcaster）为CommandListener。
    nm->setBroadcaster((SocketListener *) cl);
    //启动NetlinkManager
    if (nm->start()) {
        ALOGE("Unable to start NetlinkManager (%s)", strerror(errno));
        exit(1);
    }

    //Netd设置环境变量ANDROID_DNS_MODE为"local"
    // Set local DNS mode, to prevent bionic from proxying
    // back to this service, recursively.
    setenv("ANDROID_DNS_MODE", "local", 1);
    //创建DnsProxyListener，它将创建名为"dnsproxyd"的监听socket
    dpl = new DnsProxyListener();
    dpl->startListener();

    //创建MDnsSdListener并启动监听，它将创建名为"mdns"的监听socket
    mdnsl = new MDnsSdListener();
    mdnsl->startListener();

    cl->startListener();

    while(1) {
        sleep(1000);
    }
    exit(0);
}

Netd的main函数非常简单，主要是创建几个重要成员并启动相应的工作，这几个重要成员分别是：
- 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。

CommandListener、DnsProxyListener、MDnsSdListener：分别创建名为”netd”、”dnsproxyd”、”mdns”的监听socket，并处理来客户端的命令。

1.2.2 NetlinkManager分析

1、NetlinkManager主要负责接收并解析来自Kernel的UEvent消息。其核心代码在start函数中:

int NetlinkManager::start() {
    //创建接收NETLINK_KOBJECT_UEVENT消息的socket，其值保存在mUeventSock中
    //其中，NETLINK_FORMAT_ASCII代表UEvent消息的内容为ASCII字符串
    if ((mUeventHandler = setupSocket(&mUeventSock, NETLINK_KOBJECT_UEVENT,
         0xffffffff, NetlinkListener::NETLINK_FORMAT_ASCII, false)) == NULL)     {
        return -1;
    }
    //创建接收RTMGPR_LINK消息的socket，其值保存在mRouteSock中
    //其中，NETLINK_FORMAT_BINARY代表UEvent消息的类型为结构体，故需要进行二进制解析
    if ((mRouteHandler = setupSocket(&mRouteSock, NETLINK_ROUTE,
                                     RTMGRP_LINK |
                                     RTMGRP_IPV4_IFADDR |
                                     RTMGRP_IPV6_IFADDR |
                                     RTMGRP_IPV6_ROUTE |
                                     (1 << (RTNLGRP_ND_USEROPT - 1)),
        NetlinkListener::NETLINK_FORMAT_BINARY, false)) == NULL) {
        return -1;
    }
    //创建接收NETLINK_NFLOG消息的socket，其值保存在mQuotaSock中
    if ((mQuotaHandler = setupSocket(&mQuotaSock, NETLINK_NFLOG,
            NFLOG_QUOTA_GROUP, NetlinkListener::NETLINK_FORMAT_BINARY, false)) == NULL) {
        ALOGE("Unable to open quota socket");
        // TODO: return -1 once the emulator gets a new kernel.
    }
    //创建接收NETLINK_NETFILTER消息的socket，其值保存在mStrictSock中
    if ((mStrictHandler = setupSocket(&mStrictSock, NETLINK_NETFILTER,
            0, NetlinkListener::NETLINK_FORMAT_BINARY_UNICAST, true)) == NULL) {
        ALOGE(