1.什么是Netlink
什么是Netlink？Netlink是linux提供的用于内核和用户态进程之间的通信方式。但是注意虽然Netlink主要用于用户空间和内核空间的通信，但是也能用于用户空间的两个进程通信。只是进程间通信有其他很多方式，一般不用Netlink。除非需要用到Netlink的广播特性时。
那么Netlink有什么优势呢？一般来说用户空间和内核空间的通信方式有三种：/proc、ioctl、Netlink。而前两种都是单向的，但是Netlink可以实现双工通信。
Netlink协议基于BSDsocket和AF_NETLINK地址簇(addressfamily)，使用32位的端口号寻址(以前称作PID)，每个Netlink协议(或称作总线，man手册中则称之为netlinkfamily)，通常与一个或一组内核服务/组件相关联，如NETLINK_ROUTE用于获取和设置路由与链路信息、NETLINK_KOBJECT_UEVENT用于内核向用户空间的udev进程发送通知等。netlink具有以下特点：
①支持全双工、异步通信(当然同步也支持)https://www.weixiu3721.com
②用户空间可使用标准的BSDsocket接口(但netlink并没有屏蔽掉协议包的构造与解析过程，推荐使用libnl等第三方库)
③在内核空间使用专用的内核API接口
④支持多播(因此支持“总线”式通信，可实现消息订阅)
⑤在内核端可用于进程上下文与中断上下文
如何学习Netlink？我觉得最好的方式就是将Netlink和UDPsocket对比学习。因为他们真的很对地方相似。AF_NETLINK和AF_INET对应，是一个协议族，而NETLINK_ROUTE、NETLINK_GENERIC这些是协议，对应于UDP。
那么我们主要关注Netlink和UDPsocket之间的不同点，其中最重要的一点就是：使用UDPsocket发送数据包时，用户无需构造UDP数据包的包头，内核协议栈会根据原、目的地址（sockaddr_in）填充头部信息。但是Netlink需要我们自己构造一个包头（这个包头有什么用，我们后面再说）。
一般我们使用Netlink都要指定一个协议，我们可以使用内核为我们预留的NETLINK_GENERIC（定义在linux/netlink.h中），也可以使用我们自定义的协议，其实就是定义一个内核还没有占用的数字。下面我们用NETLINK_TEST做为我们定义的协议写一个例子（注意：自定义协议不一定非要添加到linux/netlink.h中，只要用户态和内核态代码都能找到该定义就行）。我们知道使用UDP发送报文有两种方式：sendto和sendmsg，同样Netlink也支持这两种方式。下面先看使用sendmsg的方式。
2.用户态数据结构
首先看一下几个重要的数据结构的关系：
2.1structmsghdr
msghdr这个结构在socket变成中就会用到，并不算Netlink专有的，这里不在过多说明。只说明一下如何更好理解这个结构的功能。我们知道socket消息的发送和接收函数一般有这几对：recv／send、readv／writev、recvfrom／sendto。当然还有recvmsg／sendmsg，前面三对函数各有各的特点功能，而recvmsg／sendmsg就是要囊括前面三对的所有功能，当然还有自己特殊的用途。msghdr的前两个成员就是为了满足recvfrom／sendto的功能，中间两个成员msg_iov和msg_iovlen则是为了满足readv／writev的功能，而最后的msg_flags则是为了满足recv／send中flag的功能，剩下的msg_control和msg_controllen则是满足recvmsg／sendmsg特有的功能。
2.2Structsockaddr_ln
Structsockaddr_ln为Netlink的地址，和我们通常socket编程中的sockaddr_in作用一样，他们的结构对比如下。
structsockaddr_nl{}的详细定义和描述如下：
struct sockaddr_nl
{
sa_family_t nl_family;/*该字段总是为AF_NETLINK*/
unsigned short nl_pad;/*目前未用到，填充为0*/
__u32 nl_pid;/*process pid*/
__u32 nl_groups;/*multicast groups mask*/
};
(1)nl_pid：在Netlink规范里，PID全称是Port-ID(32bits)，其主要作用是用于唯一的标识一个基于netlink的socket通道。通常情况下nl_pid都设置为当前进程的进程号。前面我们也说过，Netlink不仅可以实现用户-内核空间的通信还可使现实用户空间两个进程之间，或内核空间两个进程之间的通信。该属性为0时一般指内核。
(2)nl_groups：如果用户空间的进程希望加入某个多播组，则必须执行bind()系统调用。该字段指明了调用者希望加入的多播组号的掩码(注意不是组号，后面我们会详细讲解这个字段)。如果该字段为0则表示调用者不希望加入任何多播组。对于每个隶属于Netlink协议域的协议，最多可支持32个多播组(因为nl_groups的长度为32比特)，每个多播组用一个比特来表示。
2.3structnlmsghdr
Netlink的报文由消息头和消息体构成，structnlmsghdr即为消息头。消息头定义在文件里，由结构体nlmsghdr表示：
struct nlmsghdrhttps://www.weixiu3721.com
{
__u32 nlmsg_len;/*Length of message including header*/
__u16 nlmsg_type;/*Message content*/
__u16 nlmsg_flags;/*AddiTIonal flags*/
__u32 nlmsg_seq;/*Sequence number*/
__u32 nlmsg_pid;/*Sending process PID*/
};
消息头中各成员属性的解释及说明：
(1)nlmsg_len：整个消息的长度，按字节计算。包括了Netlink消息头本身。
(2)nlmsg_type：消息的类型，即是数据还是控制消息。目前(内核版本2.6.21)Netlink仅支持四种类型的控制消息，如下：
a)NLMSG_NOOP-空消息，什么也不做；
b)NLMSG_ERROR-指明该消息中包含一个错误；
c)NLMSG_DONE-如果内核通过Netlink队列返回了多个消息，那么队列的最后一条消息的类型为NLMSG_DONE，其余所有消息的nlmsg_flags属性都被设置NLM_F_MULTI位有效。
d)NLMSG_OVERRUN-暂时没用到。
(3)nlmsg_flags：附加在消息上的额外说明信息，如上面提到的NLM_F_MULTI。
那消息体怎么设置呢？可以使用NLMSG_DATA，具体见后面例子。