1 前言
SOME/IP是由AUTOSAR标准化的一种新兴通信中间件标准。它旨在包含汽车、以太网导向的使用案例所需的所有特性，同时满足车辆资源消耗方面的严格要求。该中间件设计为在一种或多种传输协议（主要是 UDP和TCP）之上提供面向服务的抽象，并提供两种通信模式：请求/响应和发布/订阅。此外，SOME/IP 提供服务发现特性，它可以动态广播不同服务的可用性以及管理对选定事件的订阅。
vsomeip是SOME/IP规范的开源实现，作为COVESA项目的一部分设计。
2 架构逻辑
一个基本的架构可以表示为如图
两个通过以太网链接相互连接的ECU（电子控制单元）。在 Linux 内核之上同时执行不同的应用程序。每个应用程序都有自己的vsomeip库实例。
应用程序在ECU系统内部通过使用local endpoint基于IPC方式进行通信。应用程序在ECU系统之间使用tcp/udp endpoint通过RPC方式进行通信。
3 软件逻辑
以3.4.10版本的vsomeip代码为例, 这里展开分析implementation\endpoints部分的代码实现。
endpoint相关类包括了一组接口和实现，用于给应用程序创建本地endpoint和远程endpoint，以进行IPC和RPC通信
3.1 endpoints
endpoint定义原始的接口，client_endpoint_impl和server_endpoint_impl是两个基于模板的实现类，并派生出
-
4种本地endpoint: boost::asio::ip::tcp类型的
local_tcp_server_endpoint_impl，local_tcp_client_endpoint_impl；boost::asio::local::stream_protocol类型的local_uds_server_endpoint_impl，local_uds_client_endpoint_impl -
4种远程endpoint: boost::asio::ip::tcp类型的
tcp_server_endpoint_impl，tcp_client_endpoint_impl；boost::asio::ip::udp类型的udp_server_endpoint_impl，udp_client_endpoint_impl
endpoint_host定义原始的接口
-
endpoint_manager_base实现endpoint_host，通过create_local()来创建本地endpoint -
endpoint_manager_impl继承endpoint_manager_base，通过create_client_endpoint()和create_server_endpoint来创建远程endpoint
3.2 netlink_connector
netlink_connector类依赖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。
netlink是linux平台上一种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UDS（unix domain socket）也可以做到，上一节中的应用程序就是基于本地endpoint使用UDS进行通信。
3.2.1 初始化和回调处理
初始化
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 | // 网卡变动时会触发这个多播组
RTMGRP_IPV4_IFADDR | RTMGRP_IPV6_IFADDR | // ipv4/ipv6地址变动时会触发这个多播组
RTMGRP_IPV4_ROUTE | RTMGRP_IPV6_ROUTE | // ipv4/ipv6路由变动时会触发这个多播组
RTMGRP_IPV4_MROUTE | RTMGRP_IPV6_MROUTE), ec); // 多播路由发生更新时会触发这个多播组
socket_.async_receive( // recv_buffer_ & netlink_connector::receive_cbk
boost::asio::buffer(&recv_buffer_[0], recv_buffer_size),
std::bind(
&netlink_connector::receive_cbk,
shared_from_this(),
std::placeholders::_1,
std::placeholders::_2
)
);
回调
void netlink_connector::receive_cbk(boost::system::error_code const &_error,
std::size_t _bytes) {
struct nlmsghdr *nlh = (struct nlmsghdr *)&recv_buffer_[0];
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
}
break;
case RTM_NEWLINK: { // 网卡变化
// 通知上层handler处理
handler_(true, ifname, true);
/** VSIP: Network interface "eth001" state changed: up **/
}
break;
case RTM_NEWROUTE: { // 路由添加
check_sd_multicast_route_match(...) {
// 通知上层handler处理
handler_(false, its_route_name, true);
/** VSIP: Route "239.001.0.0/16 if: eth001 gw: n/a" state changed: up **/
}
// 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;
...
}
}
自定义上层handle
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));
...
}
参考
- Scalable service-Oriented MiddlewarE over IP (SOME/IP)
- SecureSOMEIP-VTM
- vsomeip用到的socket
- VSOMEIP代码阅读整理(1) - 网卡状态监听
blog_link: japric.github.io/posts/vsome…
