获得Unix/Linux系统中的IP、MAC地址等信息[zhuan]
来源:互联网 发布:免费注册公司域名 编辑:程序博客网 时间:2024/06/06 09:46
实际环境和特殊需求往往会将简单问题复杂化,比如计算机IP地址,对于一个连接中socket,可以直接获得本端和对端的IP、端口信息。但在一些特殊场合我们可能需要更多的信息,比如系统中有几块网卡,他们的Mac地址是多少,每块网卡分配了几个IP(一个网卡对应多个IP)等等。
这些信息往往需要通过ifconfig指令来获得,对于程序员来说,在代码中调用外部的shell指令可不是个最佳方案,因为没人能保障不同平台、不同版本的ifconfig指令输出的格式是一致的。本篇文章中将介绍通过ioctl函数实现上述需求。
#include <sys/ioctl.h>
int ioctl(int fd, int request, … /* void *arg */);
返回:成功返回0,失败返回-1
ioctl函数的参数只有3个,但却是Unix中少有的几个“家族类”复杂函数,这里摘录一段《Unix网络编程》一书中对ioctl函数的描述:
在传统上ioctl函数是用于那些普遍使用、但不适合归入其他类别的任何特殊的系统接口……网络程序(一般是服务器程序)中ioctl常用于在程序启动时获得主机上所有接口的信息:接口的地址、接口是否支持广播、是否支持多播,等等。
ioctl函数的第一个参数fd,可以表示一个打开的文件(文件句柄)或网络套接字,第二个和第三个参数体现了函数的家族特色,参数二request根据函数功能分类定义了多组宏,而参数三总是一个指针,指针的类型依赖于参数二request。因为ioctl的种类实在太多,这里只列出和本文相关的几个参数定义:
分类参数二(宏)参数三描述接口SIOCGIFCONFstruct ifconf获得所有接口列表 SIOCGIFADDRstruct ifreq获得接口地址 SIOCGIFFLAGSstruct ifreq获得接口标志 SIOCGIFBRDADDRstruct ifreq获得广播地址 SIOCGIFNETMASKstruct ifreq获得子网掩码上表中列出了两个相关的结构体:struct ifconf 和 struct ifreq,要了解ioctl函数的具体运用,首先要了解这两个结构:
/* net/if.h */struct ifconf{ int ifc_len; /* Size of buffer. */ union { __caddr_t ifcu_buf; struct ifreq *ifcu_req; } ifc_ifcu;}; struct ifreq{# define IFHWADDRLEN 6# define IFNAMSIZ IF_NAMESIZE union { char ifrn_name[IFNAMSIZ]; /* Interface name, e.g. "en0". */ } ifr_ifrn; union { struct sockaddr ifru_addr; struct sockaddr ifru_dstaddr; struct sockaddr ifru_broadaddr; struct sockaddr ifru_netmask; struct sockaddr ifru_hwaddr; short int ifru_flags; int ifru_ivalue; int ifru_mtu; struct ifmap ifru_map; char ifru_slave[IFNAMSIZ]; /* Just fits the size */ char ifru_newname[IFNAMSIZ]; __caddr_t ifru_data; } ifr_ifru;};
struct ifconf的第二个元素ifc_ifcu是一个联合,是指向struct ifreq结构的地址,通常是一组struct ifreq结构空间(每一个描述一个接口),struct ifconf的第一个元素ifc_len描述了struct ifreq结构空间的大小;结构struct ifreq也有两个元素,第一个元素ifr_ifrn内含一个字符串,用来描述接口的名称,比如“eth0″、”wlan0”等,第二个元素是联合,比较复杂,用来描述套接口的地址结构。
struct ifconf 和 struct ifreq的关系可以参考下图:
通常运用ioctl函数的第一步是从内核获取系统的所有接口,然后再针对每个接口获取其地址信息。获取所有接口通过SIOCGIFCONF请求来实现:
struct ifconf ifc; /* ifconf结构 */struct ifreq ifrs[16]; /* ifreq结构数组(这里估计了接口的最大数量16) */ /* 初始化ifconf结构 */ifc.ifc_len = sizeof(ifrs);ifc.ifc_buf = (caddr_t) ifrs; /* 获得接口列表 */ioctl(fd, SIOCGIFCONF, (char *) &ifc);
获得了接口列表,就可以通过struct ifconf结构中*ifcu_req的指针得到struct ifreq结构数组的地址,通过遍历获得每隔接口的详细地址信息:
printf("接口名称:%s/n", ifrs[n].ifr_name); /* 接口名称 */ /* 获得IP地址 */ioctl(fd, SIOCGIFADDR, (char *) &ifrs[n]);printf("IP地址:%s/n", (char*)inet_ntoa(((struct sockaddr_in*) (&ifrs[n].ifr_addr))->sin_addr)); /* 获得子网掩码 */ioctl(fd, SIOCGIFNETMASK, (char *) &ifrs[n]);printf("子网掩码:%s/n", (char*)inet_ntoa(((struct sockaddr_in*) (&ifrs[n].ifr_addr))->sin_addr)); /* 获得广播地址 */ioctl(fd, SIOCGIFBRDADDR, (char *) &ifrs[n]);printf("广播地址:%s/n", (char*)inet_ntoa(((struct sockaddr_in*) (&ifrs[n].ifr_addr))->sin_addr)); /* 获得MAC地址 */ioctl(fd, SIOCGIFHWADDR, (char *) &ifrs[n]);printf("MAC地址:%02x:%02x:%02x:%02x:%02x:%02x/n", (unsigned char) ifrs[n].ifr_hwaddr.sa_data[0], (unsigned char) ifrs[n].ifr_hwaddr.sa_data[1], (unsigned char) ifrs[n].ifr_hwaddr.sa_data[2], (unsigned char) ifrs[n].ifr_hwaddr.sa_data[3], (unsigned char) ifrs[n].ifr_hwaddr.sa_data[4], (unsigned char) ifrs[n].ifr_hwaddr.sa_data[5]);
最后,给出一个参考程序代码。
ioctl函数没有纳入POXIS规范,各系统对ioctl的实现也不尽相同,下面的代码在我的Ubuntu10.04 linux上可执行通过,但在其他Unix系统上不一定能够通过编译,例如在Power AIX 5.3上需要将获得MAC地址的那段代码注释掉。
#include <arpa/inet.h>#include <net/if.h>#include <net/if_arp.h>#include <netinet/in.h>#include <stdio.h>#include <sys/ioctl.h>#include <sys/socket.h>#include <unistd.h> #define MAXINTERFACES 16 /* 最大接口数 */ int fd; /* 套接字 */int if_len; /* 接口数量 */struct ifreq buf[MAXINTERFACES]; /* ifreq结构数组 */struct ifconf ifc; /* ifconf结构 */ int main(argc, argv){ /* 建立IPv4的UDP套接字fd */ if ((fd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0)) == -1) { perror("socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0)"); return -1; } /* 初始化ifconf结构 */ ifc.ifc_len = sizeof(buf); ifc.ifc_buf = (caddr_t) buf; /* 获得接口列表 */ if (ioctl(fd, SIOCGIFCONF, (char *) &ifc) == -1) { perror("SIOCGIFCONF ioctl"); return -1; } if_len = ifc.ifc_len / sizeof(struct ifreq); /* 接口数量 */ printf("接口数量:%d/n/n", if_len); while (if_len– > 0) /* 遍历每个接口 */ { printf("接口:%s/n", buf[if_len].ifr_name); /* 接口名称 */ /* 获得接口标志 */ if (!(ioctl(fd, SIOCGIFFLAGS, (char *) &buf[if_len]))) { /* 接口状态 */ if (buf[if_len].ifr_flags & IFF_UP) { printf("接口状态: UP/n"); } else { printf("接口状态: DOWN/n"); } } else { char str[256]; sprintf(str, "SIOCGIFFLAGS ioctl %s", buf[if_len].ifr_name); perror(str); } /* IP地址 */ if (!(ioctl(fd, SIOCGIFADDR, (char *) &buf[if_len]))) { printf("IP地址:%s/n", (char*)inet_ntoa(((struct sockaddr_in*) (&buf[if_len].ifr_addr))->sin_addr)); } else { char str[256]; sprintf(str, "SIOCGIFADDR ioctl %s", buf[if_len].ifr_name); perror(str); } /* 子网掩码 */ if (!(ioctl(fd, SIOCGIFNETMASK, (char *) &buf[if_len]))) { printf("子网掩码:%s/n", (char*)inet_ntoa(((struct sockaddr_in*) (&buf[if_len].ifr_addr))->sin_addr)); } else { char str[256]; sprintf(str, "SIOCGIFADDR ioctl %s", buf[if_len].ifr_name); perror(str); } /* 广播地址 */ if (!(ioctl(fd, SIOCGIFBRDADDR, (char *) &buf[if_len]))) { printf("广播地址:%s/n", (char*)inet_ntoa(((struct sockaddr_in*) (&buf[if_len].ifr_addr))->sin_addr)); } else { char str[256]; sprintf(str, "SIOCGIFADDR ioctl %s", buf[if_len].ifr_name); perror(str); } /*MAC地址 */ if (!(ioctl(fd, SIOCGIFHWADDR, (char *) &buf[if_len]))) { printf("MAC地址:%02x:%02x:%02x:%02x:%02x:%02x/n/n", (unsigned char) buf[if_len].ifr_hwaddr.sa_data[0], (unsigned char) buf[if_len].ifr_hwaddr.sa_data[1], (unsigned char) buf[if_len].ifr_hwaddr.sa_data[2], (unsigned char) buf[if_len].ifr_hwaddr.sa_data[3], (unsigned char) buf[if_len].ifr_hwaddr.sa_data[4], (unsigned char) buf[if_len].ifr_hwaddr.sa_data[5]); } else { char str[256]; sprintf(str, "SIOCGIFHWADDR ioctl %s", buf[if_len].ifr_name); perror(str); } }//–while end //关闭socket close(fd); return 0;}
在我的系统上,程序输出:
接口数量:4
接口:wlan0
接口状态: UP
IP地址:192.168.1.142
子网掩码:255.255.255.0
广播地址:192.168.1.255
MAC地址:00:14:a5:65:47:57接口:eth0:0
接口状态: UP
IP地址:192.168.4.113
子网掩码:255.255.255.0
广播地址:192.168.4.255
MAC地址:00:14:c2:e5:45:57接口:eth0
接口状态: UP
IP地址:192.168.4.111
子网掩码:255.255.255.0
广播地址:192.168.4.255
MAC地址:00:14:c2:e5:45:57接口:lo
接口状态: UP
IP地址:127.0.0.1
子网掩码:255.0.0.0
广播地址:0.0.0.0
MAC地址:00:00:00:00:00:00
从输出可以看出,系统有4个接口,”wlan0″表示第一块无线网卡接口,”eth0″(IP地址:192.168.4.111)表示第一块连线网卡接口(我们最长用的RJ45连接口网卡),”lo”是回路地址接口(我们常用的127.0.0.1)。
注意:”eth0:0″(IP地址:192.168.4.113)是有线网卡的别名(单网卡绑定多个IP),这是为了测试这个参考程序特意在eth0上添加的一个IP地址。
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