Android 7系统网络（三）Native层(上)—netd守护进程与CommandListener

系列目录：第一篇：全景图与调用链路概览 | 第二篇：内核层—netfilter/iptables与路由策略 |第三篇：Native层(上)—netd守护进程与CommandListener| 第四篇：Native层(下)—netd Controller详解 | 第五篇：Framework层(上)—ConnectivityService核心机制 | 第六篇：Framework层(下)—NMS/NPMS/NSS三大服务 | 第七篇：连接建立—WiFi/移动数据/以太网完整流程 | 第八篇：应用API层—ConnectivityManager使用与实战调试

一、netd 是什么

netd 全称 Network Daemon，是 Android 网络管理的核心守护进程。它运行在 Native 层，向上接收 Framework 的命令，向下操作内核的网络配置。理解 netd 的架构是理解整个 Android 网络系统的关键。

netd 的核心职责：

┌─────────────────────────────────────────────┐ │ netd (Network Daemon) │ │ │ │ ┌──────────────────┐ ┌──────────────────┐ │ │ │ CommandListener │ │ NetlinkManager │ │ │ │ 接收Framework命令 │ │ 监听内核UEvent │ │ │ └────────┬─────────┘ └────────┬─────────┘ │ │ │ │ │ │ ┌────────▼─────────────────────▼─────────┐ │ │ │ Controller 层 │ │ │ │ NetworkController RouteController │ │ │ │ FirewallController BandwidthController │ │ │ │ TetherController SoftapController │ │ │ │ IdletimerController │ │ │ └────────┬──────────────────────────────┘ │ │ │ │ │ ┌────────▼──────────────────────────────┐ │ │ │ DnsProxyListener → DNS 代理 │ │ │ └───────────────────────────────────────┘ │ └─────────────────────────────────────────────┘ │ │ ┌────▼────┐ ┌─────▼──────┐ │ 内核层 │ │ Framework │ │iptables │ │ 层服务 │ │路由表 │ │ │ └─────────┘ └────────────┘

关键设计：netd 采用"南北向分离"架构——北向通过CommandListener和DnsProxyListener与 Framework/应用通信，南向通过NetlinkManager和 Controller 操作内核，中间由 Controller 层将命令翻译为具体的 iptables 规则和 netlink 消息。

二、netd 启动流程

2.1 init.rc 中的定义

源码路径：system/netd/server/netd.rc

servicenetd /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

关键设计：所有 Socket 都是stream类型（TCP），而不是dgram（UDP）。netd 的命令协议基于文本行，需要可靠的面向连接传输。

四个 Socket：

2.2 main.cpp 入口

源码路径：system/netd/server/main.cpp

intmain(){// 1. 日志初始化// 2. 创建并启动 NetlinkManager// 3. 创建并启动 CommandListener// 4. 创建并启动 DnsProxyListener// 5. 创建并启动 MDnsSdListener（用于 mDNS/DNS-SD 服务发现）// 6. 创建并启动 FwmarkServer// 7. 进入主循环（等待事件）}

关键设计：main()遵循"先启动基础设施，再启动服务"的顺序——NetlinkManager 在内核事件监听就绪后，才启动 CommandListener 接收 Framework 命令，最后启动 DNS 代理和 FwmarkServer 等面向应用的 Socket 服务。

启动顺序很重要：

main() ├── NetlinkManager::start() // 1. 先启动内核事件监听 ├── CommandListener::startListener() // 2. 启动命令监听 ├── DnsProxyListener::startListener() // 3. DNS 代理 ├── MDnsSdListener::startListener() // 4. mDNS └── FwmarkServer::startListener() // 5. fwmark

关键设计：NetlinkManager 须先于其他组件启动，因为 NetworkController 和 RouteController 等依赖它接收的内核事件来维护接口状态。

三、CommandListener 架构

3.1 整体设计

源码路径：system/netd/server/CommandListener.h

classCommandListener:publicFrameworkListener{// ...};

源码路径：system/netd/server/CommandListener.cpp

CommandListener 继承自 FrameworkListener，而 FrameworkListener 又继承自 SocketListener。这种多层继承体现了 Android 系统服务的通用设计模式：

SocketListener ← 通用 Socket 监听（libsysutils） ↑ FrameworkListener ← Android Framework 专用监听（libsysutils） ↑ CommandListener ← netd 的具体命令分发

关键设计：SocketListener提供 socket 的创建、监听和事件分发，FrameworkListener在其上增加命令解析和响应码机制，CommandListener只负责注册各 Controller 的具体命令——三层各司其职，任意一层可独立替换。

3.2 命令注册机制

CommandListener 在构造函数中为每个 Controller 注册命令：

CommandListener::CommandListener(){// 注册各 Controller 的命令registerCmd(newInterfaceCmd());// interface 命令族registerCmd(newIpFwdCmd());// ipfwd 命令族registerCmd(newTetherCmd());// tether 命令族registerCmd(newNatCmd());// nat 命令族registerCmd(newResolverCmd());// resolver 命令族registerCmd(newBandwidthControlCmd());// bandwidth 命令族registerCmd(newFirewallCmd());// firewall 命令族registerCmd(newIdletimerCmd());// idletimer 命令族registerCmd(newStrictCmd());// strict 命令族registerCmd(newNetworkCmd());// network 命令族// 等等...}

关键设计：每个 Cmd 类对应一个命令族，例如InterfaceCmd可以处理interface list、interface getcfg、interface setcfg等子命令——命令族内的子命令通过runCommand()的argc/argv参数进一步分发。

每个 Cmd 类对应一个命令族，例如InterfaceCmd可以处理interface list、interface getcfg、interface setcfg等子命令。

3.3 命令执行流程

当 NetworkManagementService 通过 Socket 发送一条命令时，完整的执行流程：

NetworkManagementService (Java) │ │ NativeDaemonConnector.execute("interface list") │ （通过 /dev/socket/netd socket 发送） │ ▼ CommandListener::onDataAvailable() │ │ 读取一行："interface list" │ ▼ FrameworkListener::dispatchCommand("interface list") │ │ 解析命令名 "interface"，查找对应的 Cmd 对象 │ ▼ InterfaceCmd::runCommand(client, argc, argv) │ argv[0] = "interface", argv[1] = "list" │ ▼ NetworkController::getInterfaceList() │ │ 读取 /proc/net/dev 或调用 ioctl │ ▼ 返回字符串："200 wlan0 rmnet_data0 lo" │ │ 通过 Socket 返回给 NetworkManagementService │ ▼ NetworkManagementService 收到 "200 wlan0 rmnet_data0 lo" │ │ NativeDaemonConnector 解析响应码 "200" │ ▼ 调用方得到结果

关键：整条命令链路从 Java 层到 Native 层再到内核，每个环节的职责清晰——NativeDaemonConnector负责协议封装，CommandListener负责命令分发，Controller 负责执行操作，响应码200表示全程成功。

3.4 通信协议

netd 与 Framework 之间的协议非常简单：字符串命令 + 数字响应码。

请求格式：

<命令名> [参数...]

响应格式：

<响应码> [内容]

响应码约定：

多行响应示例：

213 00 01 02 03 04 05 06 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 213 01 02 03 04 05 06 07 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 200 Interface list completed

四、NetlinkManager — 内核事件监听

4.1 netlink 协议简介

netlink 是 Linux 中内核与用户态通信的一种机制。Android 用它来接收内核网络事件：

内核 用户态 (netd) │ │ │ 接口 wlan0 UP │ │ ↓ │ │ 生成 RTM_NEWLINK 消息 │ │ ↓ │ │ 通过 netlink socket 发送 ────→ NetlinkManager.handleEvent() │ │ ↓ │ │ NetlinkHandler.onEvent() │ │ ↓ │ │ 更新接口状态

关键：netlink 是内核主动推送事件给用户态的唯一通道——不需要轮询，接口状态变化（UP/DOWN）、地址变更、路由变更都在毫秒级到达 netd，然后通过广播通知 Framework 层。

4.2 NetlinkManager 实现

源码路径：system/netd/server/NetlinkManager.cpp

classNetlinkManager{NetlinkHandler*mHandler;intmSock;// netlink socket fdintstart();intstop();};

关键设计：NetlinkManager是单例模式，内部通过setupSocket()创建多个 netlink socket 分别监听 UEvent、路由、配额和严格模式四种事件，每种事件由独立的NetlinkHandler处理。

源码路径：system/netd/server/NetlinkHandler.cpp

classNetlinkHandler:publicNetlinkListener{virtualvoidonEvent(NetlinkEvent*evt);};

关键设计：NetlinkHandler继承自NetlinkListener（负责 netlink socket 的数据读取），onEvent()是事件分发的核心入口——根据事件的subsystem和action字段路由到不同的notify*()方法，最终通过广播通知 Framework 层。

onEvent方法处理以下类型的事件：

4.3 NetlinkEvent 结构

源码路径：system/core/include/sysutils/NetlinkEvent.h

每个 netlink 事件被解析成 NetlinkEvent 对象：

classNetlinkEvent{intmAction;// ACTION_ADD / ACTION_REMOVE / ACTION_CHANGEstd::string mSubsystem;// "net"std::string mInterfaceName;// "wlan0"std::map<std::string,std::string>mParams;// 键值对参数};

关键设计：NetlinkEvent将内核的二进制 netlink 消息解析为结构化的字段——mAction表示增删改，mSubsystem区分事件来源（net/qlog/strict），mParams以键值对存储具体参数（如 ADDRESS、PREFIX、FLAGS），方便上层按名取值而非按位解析。

例如，当 wlan0 获得 IP 地址 192.168.1.100 时：

Action: ADD Subsystem: net Interface: wlan0 Params: {"ADDRESS": "192.168.1.100", "PREFIX": "24", "FLAGS": "128"}

关键：这个结构化的 NetlinkEvent 会被NetlinkHandler::onEvent()解析，识别出kAddressUpdated动作，然后通过广播通知 Framework 层"wlan0 获得了新 IP 地址"，触发后续的路由配置流程。

五、DnsProxyListener — DNS 代理

5.1 为何需要 DNS 代理

传统 Linux 上，每个进程直接读取/etc/resolv.conf并自行发起 DNS 查询。但在 Android 中：

• 不同网络（WiFi / 移动数据 / VPN）有不同的 DNS 服务器
• 需要按应用控制 DNS（如 VPN 应用使用 VPN 的 DNS）
• 需要统一 DNS 缓存

因此，Android 将所有 DNS 请求拦截到 netd 的 dnsproxyd socket，由 netd 统一代理。

5.2 代理流程

APP 调用 getaddrinfo("www.google.com") │ │ libc 中的 DNS 解析代码 │ （bionic/libc/dns/） │ ▼ 连接 /dev/socket/dnsproxyd │ │ 发送 DNS 查询请求（二进制格式） │ ▼ DnsProxyListener::DnsProxyListener() │ │ 解析请求，转发给 ResolverController │ ▼ ResolverController::getDnsForwarders(netId) │ │ 根据 netId 获取对应的上游 DNS 服务器 │ ▼ 发送 DNS 查询到上游服务器 (8.8.8.8 等) │ │ 收到响应 │ ▼ 通过 dnsproxyd socket 返回给 APP

关键：DNS 代理的流程是"应用发请求 -> netd 转发 -> 上游 DNS 响应 -> netd 回传"——应用只跟/dev/socket/dnsproxyd通信，完全不知道真正的 DNS 服务器是谁，netd 根据 netId 透明地选择了正确的上游服务器。

源码路径：system/netd/server/DnsProxyListener.cpp

5.3 按 netId 管理 DNS

每个网络有独立的 DNS 服务器配置：

ResolverController 中存储的数据结构： netId → [ "8.8.8.8", "8.8.4.4", "dns.example.com" ]

关键：ResolverController内部维护一个netId -> DNS服务器列表的映射表，Framework 通过resolver setnetdns命令写入，DNS 查询时根据请求 socket 的 netId 查找对应的上游服务器，实现不同网络使用不同 DNS。

设置 DNS 服务器的命令：

resolver setnetdns <netId> <domain> <dns1> <dns2> ...

六、FwmarkServer — Socket 标记

6.1 FwmarkServer 的作用

源码路径：system/netd/server/FwmarkServer.cpp

当应用需要将自己的 Socket 绑定到特定网络时，需要设置 fwmark：

// ConnectivityManager 中的方法network.bindSocket(socket);

该操作最终通过/dev/socket/fwmarkd发送命令到 netd 的 FwmarkServer：

APP │ │ network.bindSocket(socket) │ ▼ ConnectivityManager │ │ 通过 JNI 调用 native 方法 │ ▼ 通过 /dev/socket/fwmarkd 发送：<socket_fd> <netId> <explicit> │ ▼ FwmarkServer 收到命令 │ │ 调用 setsockopt(socket_fd, SOL_SOCKET, SO_MARK, fwmark) │ ▼ 内核为该 Socket 设置 fwmark │ │ 此后该 Socket 的数据包走对应 netId 的路由表 │ ▼ 所有从该 Socket 发出的数据包都走正确的网络出口

关键：FwmarkServer是 fwmark 机制的用户态入口——应用调用network.bindSocket()后，通过setsockopt(SO_MARK)将 fwmark 写入 socket 的内核数据结构，此后该 socket 的所有数据包会自动被策略路由匹配到正确的路由表。

七、小结

本篇覆盖了 netd 的三大核心模块：

下一篇将逐一拆解 netd 内部的八个 Controller，它们才是真正执行网络操作的核心。