一、什么是syslog协议

syslog 协议为网络设备间传输日志信息提供了标准化解决方案。借助该协议，服务器、路由器、防火墙等各类设备能够将日志消息发送至中央日志服务器，实现日志的集中管理与分析。下面为您详细介绍 syslog 协议的关键概念和组成部分 ：

1. 协议版本

RFC 3164: 早期的syslog协议规范，定义了基本的消息格式和传输机制。

RFC 5424: 更新的规范，提供了更严格的消息格式和增强的安全特性，如使用TLS进行加密传输。

2. 消息结构

一个syslog消息通常包含：

头部：其中含有优先级字段（<pri>） ，该字段由设施和严重性共同构成。

时间戳：主要用于记录消息产生的具体时间。

主机名：指的是发送消息的设备名称。

应用程序名：即产生日志的应用程序或者进程的名称。

进程 ID：此为可选项，作用是标识产生日志的进程。

消息 ID：同样属于可选项，用于对特定类型的消息加以标识。

结构化数据：该部分内容可选，以键值对的形式包含了额外信息。
消息体：即实际的日志文本内容。

3. 设施与严重性

设施: 定义日志消息的来源，如用户级进程、系统级进程等。

严重性: 定义消息的紧急程度，从紧急（0）到调试（7）。

4. 传输协议

syslog消息可通过不同协议发送：

UDP: 默认的无连接协议，提供低延迟但不可靠的传输。

TCP: 提供可靠的消息传输，可能有更高延迟。

TLS/SSL: 提供安全的传输，防止消息被截获或篡改。

5. 服务器与客户端

syslog服务器: 接收并处理来自多源的syslog消息，可存储、过滤和转发。

syslog客户端: 产生日志消息并发送给syslog服务器。

6. 实现工具

rsyslog 是一款在 Linux 和 Unix 系统中广泛使用的 syslog 守护进程。它凭借丰富的高级功能，如灵活的过滤机制和精准的重定向功能，备受用户青睐。

syslog-ng 同样是一款出色的 syslog 守护进程，以强大的性能和高可用性著称，为系统的稳定运行提供坚实保障。

syslog 协议在网络安全、故障排查以及合规性保障等方面扮演着举足轻重的角色。通过该协议，组织能够集中监控并深入分析来自网络基础设施的日志数据，为维护网络稳定、保障信息安全提供有力支持。

二、Linux 系统日志服务程序

systemd-journald, syslogd, 和 rsyslog 都是常见的系统日志服务，各自有不同的特点和功能：

1. systemd-journald

功能：systemd-journald 是 systemd 提供的日志管理服务，用于收集、存储和检索日志数据。

特点：它采用二进制格式存储日志，支持结构化数据和元数据，并能够根据需求动态调整日志存储大小。它与 systemd 协作紧密，可以使用 journalctl 命令来查询和管理日志。

2. syslogd

功能：syslogd 是传统的 Unix/Linux 系统上的基本日志守护进程，负责接收、处理和存储系统和应用程序生成的日志消息。

特点：它通常将日志消息以文本格式写入指定的日志文件，如 /var/log/messages、/var/log/syslog 等。syslogd 的功能相对简单，适合基本的日志记录需求。

3. rsyslog

功能：rsyslog 是 syslogd 的增强版，提供了更多的功能和灵活性，支持复杂的日志消息过滤、转发、格式化等操作。

特点：与传统的 syslogd 不同，rsyslog 支持 TCP 和 TLS 连接，能够进行远程日志记录和集中式日志管理，适用于复杂的日志收集和分发场景。

4. 使用场景和选择

systemd-journald 适用于使用 systemd 的系统，它具备现代化的日志管理功能，支持结构化数据，并拥有强大的查询能力，尤其适合开展系统级的日志分析和诊断工作。

syslogd 更适用于传统的 Unix/Linux 系统，具有轻量级和稳定性的优点，对于简单的日志记录以及本地存储需求，它足以胜任。

rsyslog 则适用于对日志管理功能要求更高的环境，比如复杂的网络环境或者需要远程进行日志记录的场景。其具有较高的灵活性和扩展性，能够很好地满足这类场景的需求。

在实际的使用过程中，选择日志服务需要根据具体的需求和系统环境来确定。例如，在现代化的 systemd 系统中，推荐使用 systemd-journald，以便充分利用其先进的功能和集成优势；而对于传统的 Unix/Linux 系统，可以根据具体的日志管理需求，在 syslogd 或 rsyslog 中做出选择，并进行相应的配置和部署工作。

三、Linux syslog协议相关的API

openlog, closelog, 和 syslog 是用于在 C 语言中进行系统日志记录的标准函数，通常与 syslogd 或 rsyslog 等日志守护进程配合使用。它们的功能和使用方法如下：

1. openlog

void openlog(char *ident, int option, int facility);

功能：openlog 函数用于初始化系统日志记录。它告诉系统如何处理后续的日志消息。

参数解释：

ident：一个字符串，通常是程序的名字或标识符，用于标记日志消息的来源。可以为 NULL，表示使用默认标识符。

option：用于指定日志记录的选项，可以使用 LOG_CONS、LOG_NDELAY、LOG_NOWAIT 等常量，控制日志写入的行为。

facility：指定日志消息的设施（facility），如 LOG_USER、LOG_LOCAL0 到 LOG_LOCAL7 等，用于标识日志消息的类别。

2. closelog

void closelog();

功能：closelog 函数关闭之前使用 openlog 打开的日志系统。在程序结束时调用，确保清理和关闭日志记录。

3. syslog

void syslog(int priority, char *format, ...);

功能：syslog 函数用于向系统日志写入一条消息。

参数解释：

priority：日志消息的优先级，可以使用 LOG_EMERG、LOG_ALERT、LOG_ERR、LOG_WARNING、LOG_INFO 等常量来表示不同的日志级别。

format：格式化字符串，类似于 printf 的格式，用于指定日志消息的内容。

...：格式化字符串后面的参数，用于填充格式化字符串中的占位符。

4. 使用详解

(1)初始化日志系统：在程序开始时通常会调用 openlog 来初始化日志系统，指定程序标识符和日志设施。

openlog("myprogram", LOG_PID, LOG_USER);

这里指定了程序标识符为 “myprogram”，使用 LOG_PID 选项告诉系统记录每条日志消息的进程 ID，使用 LOG_USER 设施表示这些日志消息属于用户级别。

(2) 记录日志消息：在程序中需要记录日志时，使用 syslog 函数来写入日志消息。

syslog(LOG_INFO, "This is an informational message");

这条语句将一条信息级别的日志消息写入系统日志，内容为 “This is an informational message”。

(3) 关闭日志系统：在程序结束时，调用 closelog 来关闭日志系统，释放相关资源。

closelog();

通过这些函数，程序可以方便地与系统日志守护进程进行交互，记录各种级别和类型的日志消息，帮助管理员监视和诊断应用程序的运行状态和问题。

5. 示例代码

#include <syslog.h>
int main()
{
    // 打开日志，设置日志标识符为 "example"
    openlog("example", LOG_PID|LOG_CONS, LOG_USER);
    // 写入日志消息
    syslog(LOG_INFO, "This is an informational message.");
    syslog(LOG_WARNING, "This is a warning message.");
    syslog(LOG_ERR, "This is an error message.");
    // 关闭日志
    closelog();
    return 0;
}

这段代码展示了如何使用 syslog 函数库来写入不同优先级的日志消息。具体说明如下：

openlog("example", LOG_PID|LOG_CONS, LOG_USER);：打开日志，设置日志标识符为 “example”，并指定选项 LOG_PID（在每条日志消息中包含进程ID）和 LOG_CONS（如果无法写入日志，则将消息输出到控制台）。
LOG_USER 表示使用 USER 设施来存储日志。

syslog(LOG_INFO, "This is an informational message.");：写入一条信息级别的日志消息。

syslog(LOG_WARNING, "This is a warning message.");：写入一条警告级别的日志消息。

syslog(LOG_ERR, "This is an error message.");：写入一条错误级别的日志消息。

closelog();：关闭日志。

在实际使用中，日志消息会被发送到配置好的日志存储位置，比如对于syslogd 日志服务程序来说，默认存储在 /var/log/messages文件。有的系统经过配置后也可能存储在/var/log/syslog。

四、嵌入式Linux主控使用日志服务

在嵌入式 Linux 主控上，一般使用busybox构建根文件系统，busybox的成果物中包含了syslogd程序，其可提供日志服务。比如记录内核日志。

syslogd 通常通过 Syslog 协议（即 UDP 端口 514）接收来自系统和服务器的日志信息。它们并不直接从内核中获取日志信息，而是系统服务或应用程序通过调用标准库函数 syslog() 将日志消息发送到对应端口。
具体过程如下：

内核事件产生：在内核中，当发生某些事件时，系统函数会根据配置写日志到 /proc/kmsg 或 /dev/kmsg。

klogd 读取内核日志：守护进程 klogd （也是busybox成果物）会定期读取 /proc/kmsg 或者 /dev/kmsg 来捕获内核日志。klogd 收到内核日志后，会根据自己的配置进行必要的处理，然后通过 Syslog 协议（UDP 或 Syslog 传输控制协议 TCP 端口 514）将这些消息发送到 syslogd 。

syslogd 或 rsyslogd 接收：syslogd守护进程运行在用户空间，它们会监听 UDP 端口 514 来接收来自 klogd 或者其他系统服务或应用程序的日志消息。例如《三、Linux syslog协议相关的API》中提供的示例代码，编译执行后也会有相关日志信息存储在/var/log/messages文件。

存储和处理：接收到日志消息后，syslogd 根据配置将日志消息存储到指定的日志文件中，并进行相应的处理，如格式化、过滤、转发等。

以我们的用户控制台登录为例，其使用了 busybox 成果物中的 login 程序。在运行过程中，这个程序会调用 syslog 接口来发送日志，从而将登录相关信息记录在 /var/log/messages 文件中。SSH 登录信息的记录方式与之类似，Dropbear 作为一款轻量级的 ssh 程序，其内部同样会调用 syslog 接口进行相关操作 。

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