五十九 struct ifreq结构体与ip,子网掩码，网关等信息

来源：互联网发布：小微企业的税务数据编辑：程序博客网时间：2024/06/13 21:14

总结一下，今天学习的关于通过socket,ioctl来获得ip,netmask等信息，其中很多内容参照了很多网上的信息，我会一一列出的

我用的这个函数，就是下面这个函数，其中的有一些全局变量，很好懂，也就不多做解释了
一。下面对这个函数进行注解一下：

int get_nic_IP_Address()//获取各网卡IP地址、子网掩码
{
struct ifreq ifreq; //声明一个struct ifreq结构体（这个结构体中有很多重要的参数，具体可以参照第二的补充）
int sock;
int i;
int tmpint;
read_dev(); //这个函数的功能是获得网卡名字（保存在下面提到的sys_nic_ip[][]数组中）并计算网卡总数（就是下面的sys_nic_count）

for (i=0;i<sys_nic_count;i++)
{
     if((sock=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0))<0){ //建立一个套接字
         perror("socket");
         return ;
        }
     strcpy(ifreq.ifr_name,sys_nic_name[i]);   //把网卡名字复制到ifreq结构体中的name变量（感觉这个地方是必须的）
     if(ioctl(sock,SIOCGIFADDR,&ifreq)<0) {   //这里涉及ioctl函数对于网络文件的控制（下面会介绍）
       sprintf(sys_nic_ip[i],"Not set");
     } else {
       sprintf(sys_nic_ip[i],"%d.%d.%d.%d",      //把ip地址提取出来，保存（理解一下socketaddr_in和socketaddr的关系）
       (unsigned char)ifreq.ifr_addr.sa_data[2],
       (unsigned char)ifreq.ifr_addr.sa_data[3],
       (unsigned char)ifreq.ifr_addr.sa_data[4],
       (unsigned char)ifreq.ifr_addr.sa_data[5]);
     }
     if(ioctl(sock,SIOCGIFNETMASK,&ifreq)<0) { //我的理解是这个地方用SIOCGIFNETMASK，那么ifreq中原本是存的ip地址，现在存成了子网掩码了。。
       sprintf(sys_nic_mask[i],"Not set");       //把子网掩码提取出来（但得到的只是超网的划分方式就是/xx）
     } else {
       sprintf(sys_nic_mask[i],"%d",
       Count((unsigned char)ifreq.ifr_netmask.sa_data[2])+
       Count((unsigned char)ifreq.ifr_netmask.sa_data[3])+
       Count((unsigned char)ifreq.ifr_netmask.sa_data[4])+
       Count((unsigned char)ifreq.ifr_netmask.sa_data[5]));

     }
}
}
列出上面最后调用函数（Count()）和一些全副变量：
char sys_nic_ip[20][20];//各网卡IP
char sys_nic_mask[20][20];//各网卡子网掩码"/xx"

int countTable[256] =
{
0, 1, 1, 2, 1, 2, 2, 3, 1, 2, 2, 3, 2, 3, 3, 4, 1, 2, 2, 3, 2, 3, 3, 4, 2, 3, 3, 4, 3, 4, 4, 5,
1, 2, 2, 3, 2, 3, 3, 4, 2, 3, 3, 4, 3, 4, 4, 5, 2, 3, 3, 4, 3, 4, 4, 5, 3, 4, 4, 5, 4, 5, 5, 6,
1, 2, 2, 3, 2, 3, 3, 4, 2, 3, 3, 4, 3, 4, 4, 5, 2, 3, 3, 4, 3, 4, 4, 5, 3, 4, 4, 5, 4, 5, 5, 6,
2, 3, 3, 4, 3, 4, 4, 5, 3, 4, 4, 5, 4, 5, 5, 6, 3, 4, 4, 5, 4, 5, 5, 6, 4, 5, 5, 6, 5, 6, 6, 7,
1, 2, 2, 3, 2, 3, 3, 4, 2, 3, 3, 4, 3, 4, 4, 5, 2, 3, 3, 4, 3, 4, 4, 5, 3, 4, 4, 5, 4, 5, 5, 6,
2, 3, 3, 4, 3, 4, 4, 5, 3, 4, 4, 5, 4, 5, 5, 6, 3, 4, 4, 5, 4, 5, 5, 6, 4, 5, 5, 6, 5, 6, 6, 7,
2, 3, 3, 4, 3, 4, 4, 5, 3, 4, 4, 5, 4, 5, 5, 6, 3, 4, 4, 5, 4, 5, 5, 6, 4, 5, 5, 6, 5, 6, 6, 7,
3, 4, 4, 5, 4, 5, 5, 6, 4, 5, 5, 6, 5, 6, 6, 7, 4, 5, 5, 6, 5, 6, 6, 7, 5, 6, 6, 7, 6, 7, 7, 8
};
int Count(int v)
{
return countTable[v];
}
应该理解了吧。。。挺经典的。。。不过网上的貌似就有一个版本。。。很是气恼

二。对涉及的知识点进行补充

1.struct ifreq {
    char ifr_name[IFNAMSIZ];
     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;
};

# define ifr_name ifr_ifrn.ifrn_name /* interface name */
# define ifr_hwaddr ifr_ifru.ifru_hwaddr /* MAC address */
# define ifr_addr ifr_ifru.ifru_addr /* address */
# define ifr_dstaddr ifr_ifru.ifru_dstaddr /* other end of p-p lnk */
# define ifr_broadaddr ifr_ifru.ifru_broadaddr /* broadcast address */
# define ifr_netmask ifr_ifru.ifru_netmask /* interface net mask */
# define ifr_flags ifr_ifru.ifru_flags /* flags */
# define ifr_metric ifr_ifru.ifru_ivalue /* metric */
# define ifr_mtu ifr_ifru.ifru_mtu /* mtu */
# define ifr_map ifr_ifru.ifru_map /* device map */
# define ifr_slave ifr_ifru.ifru_slave /* slave device */
# define ifr_data ifr_ifru.ifru_data /* for use by interface */
# define ifr_ifindex ifr_ifru.ifru_ivalue /* interface index */
# define ifr_bandwidth ifr_ifru.ifru_ivalue /* link bandwidth */
# define ifr_qlen ifr_ifru.ifru_ivalue /* queue length */
# define ifr_newname ifr_ifru.ifru_newname /* New name */
# define _IOT_ifreq _IOT(_IOTS(char),IFNAMSIZ,_IOTS(char),16,0,0)
# define _IOT_ifreq_short _IOT(_IOTS(char),IFNAMSIZ,_IOTS(short),1,0,0)
# define _IOT_ifreq_int _IOT(_IOTS(char),IFNAMSIZ,_IOTS(int),1,0,0)

2.ioctl 函数 (在网络中的作用)
关于这个网络相关的请求，就是ioctl在这里面起的作用和各个参数的作用。。。可以参照这个网页,讲解的很详细：
http://www.iteye.com/topic/309442
本例中用的2个ioctl控制函数。。上面已经解释很清楚了

3.关于socketaddr_in和socketaddr的关系，下面贴出具体的定义：
struct sockaddr_in
{
short int sin_family; /* 地址族 */
unsigned short int sin_port; /* 端口号 */
struct in_addr sin_addr; /* IP地址 */
unsigned char sin_zero[8]; /* 填充0 以保持与struct sockaddr同样大小 */
};

struct sockaddr
{
unsigned short sa_family; /* 地址族， AF_xxx */
char sa_data[14]; /* 14 字节的协议地址 */
};

比较一下，会发现长度一样，所以这2个可以通用的，不过要进行类型转换，比较一下就得出了为什么上面程序中可以用：
(unsigned char)ifreq.ifr_addr.sa_data[2],这种形式了，还是解释一下吧：这个ifr_addr是一个struct sockaddr结构体。它其中的sa_date[2]是不是照着上面sockaddr_in中的sin_add(也就是ip地址呢)，该明白了吧。。。。

总结：通过这个函数，可以很好的理解怎么得到ip和子网掩码的过程。。。。

写一个检测网线是否被拔出的守护进程（嵌入式设备上）

博主注明:

编译环境: Ubuntu 10.4 编译器:arm-linux-gcc

硬件环境:i.mx28 嵌入式linux版本 2.6.15

介绍:

参考ethtool工具源代码，发现在对网卡的ioctl操作中，可以读出网卡的状态

[plain] view plaincopy
#include <stdio.h>  
#include <unistd.h>  
#include <stdlib.h>  
#include <signal.h>  
#include <sys/file.h>  
#include <netinet/in.h>  
#include <linux/if.h>  
#include <string.h>  
#include <sys/types.h>  
#include <arpa/inet.h>  
#include <sys/ioctl.h>  
  
   
  
//由于嵌入式linux貌似没有对ethtool_value这个结*构体的定义，但在非嵌入式的版本里是有的，所以直接抄过来= =...  
struct ethtool_value {  
    int cmd;  
    int data;  
};  
  
   
  
//以下两个宏和ioctl有关，从网卡里获取网线的状态的关键就在这里  
#define ETHTOOL_GLINK        0x0000000a  
#define SIOCETHTOOL            0x8946  
#define UNCONNECT                0  
#define CONNECT                    1  
  
int main(int argc, char **argv)  
{  
    int i, fd, fd2, fdtablesize, sock, last, ret;  
    pid_t pid;  
  
  
    struct sigaction sa;  
    struct ifreq ifr;  
    struct ethtool_value edata;  
  
  
    edata.cmd = ETHTOOL_GLINK;  
    edata.data = 0;  
     
//以下是产生一个守*护进程的方法，具体注解就不再赘述，之前的博文里有详解  
    umask(0);  
    sa.sa_handler = SIG_IGN;  
    sigemptyset(&sa.sa_mask);  
    sa.sa_flags = 0;  
  
  
    //shutdown some signal  
    if(sigaction(SIGTTOU, &sa, NULL) < 0)  
    {  
        printf("can't ignore SIGTTOU\n");  
        return -1;  
    }  
     
    if(sigaction(SIGTTIN, &sa, NULL) < 0)  
    {  
        printf("can't ignore SIGTTIN\n");  
        return -1;  
    }  
     
    if(sigaction(SIGTSTP, &sa, NULL) < 0)  
    {  
        printf("can't ignore SIGTSTP\n");  
        return -1;  
    }  
     
    if(sigaction(SIGHUP, &sa, NULL) < 0)  
    {  
        printf("can't ignore SIGHUP\n");  
        return -1;  
    }  
     
    //terminate the father thread first  
    if(fork() != 0)  
    {  
        exit(1);  
    }  
    if(setsid() < 0)  
    {  
        exit(1);  
    }  
    //terminate the father thread second  
    if(fork() != 0)  
    {  
        exit(1);  
    }  
    //change work dir to root  
    if(chdir("/") == -1)  
    {  
        exit(1);  
    }  
    //shutdown some fds  
    for(fd = 0, fdtablesize = getdtablesize(); fd < fdtablesize; fd++)  
    {  
        close(fd);  
    }  
    if(sigaction(SIGCHLD, &sa, NULL))  
    {  
        printf("can't ignore SIGCHLD\n");  
        return -1;  
    }  
  
    //access a socket  
    sock = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);  
    if(sock == -1)  
    {  
        return -1;  
    }  
  
//这里是将要查询的端口名拷贝到指定位置  
    strcpy(ifr.ifr_name, "eth0");  
    ifr.ifr_data = (char *)&edata;  
  
//获取状态  
    ioctl(sock, SIOCETHTOOL, &ifr);     
    last = edata.data;  
  
//不断的读取网卡的状态  
    while(1)  
    {  
  
 //偶尔也让它休息一下^_^  
  
        sleep(1);  
        ioctl(sock, SIOCETHTOOL, &ifr);  
  
  
//如果状态没有改变，就跳过，直接执行下一次查询  
        if(edata.data == last)  
        {  
            continue;  
        }  
        else  
        {  
            if(last == UNCONNECT)   //如果网线被插上了  
            {  
                //打开一个子进程，在里面调用一个脚本  
                if(fork() == 0)  
                {  
                //  pid = getpid();  
                    ret = execl("/data/work/ma_to_mt.sh", "master", NULL);  
                    if(ret < 0)  
                    {  
                        exit(1);  
                    }  
         //          return 0;  //这里没有必要使用return  因为execl执行了就不会返回了       
                }  
                last = CONNECT;  //把状态改为已连接  
            }  
            else if(last == CONNECT)   //如果断开了网线  
            {  
                if(fork() == 0)         //开一个子进程，运行另一个脚本  
                {  
         //           pid = getpid();  
                    ret = execl("/data/work/mt_to_ma.sh", "managed", NULL);  
                    if(ret < 0)  
                    {  
                        exit(1);  
                    }  
                }  
                last = UNCONNECT;    //状态改为已断开  
            }  
             
        }     
        waitpid(-1, NULL ,0);     //这个回收子进程的动作貌似也是没必要的= =....  
    }  
    return 0;  
}  

一个应用的例子 KAER3518设备（检查有线网卡是否连接及状态）

void net_CheckEth0Link(void)
{
int sock;
struct ifreq ifr;

sock = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);
if (sock < 0)
{
perror("net_CheckEth0Link:创建sock失败");
return;
}
strcpy(ifr.ifr_name,"eth0");
if (ioctl(sock,SIOCGIFFLAGS,(char *)&ifr) >= 0)
{
if (ifr.ifr_flags & IFF_UP)// 代表了网络装置是否正常启用
{
struct ethtool_value edata; // ????????????????????
edata.cmd = ETHTOOL_GLINK; // 功能是插拔网线能立即检测到
ifr.ifr_data = (char *)&edata;
if (!(ioctl(sock, SIOCETHTOOL, &ifr)<0))
{
if (edata.data == 0)
{
printf("注意: 网线已经被拔出\n");
g_st_netStatus.lan.sDevice = PHY_STATUS_UNLINK;
}
else if (edata.data > 0)
{
g_st_netStatus.lan.sDevice = PHY_STATUS_LINK100M;
}
else
{
g_st_netStatus.lan.sDevice = PHY_STATUS_IOCTRL_ILLEGAL;
printf("ioctl 网卡状态非法值 %d\n",edata.data);
}
}
else
{
g_st_netStatus.lan.sDevice = PHY_STATUS_IOCTRL_ERR;
perror("SIOCETHTOOL ioctl 执行失败\n");
}
}
else
{
g_st_netStatus.lan.sDevice = PHY_STATUS_NOCARD;
printf("ifr.ifr_flags %08x IFF_UP %08x\n",ifr.ifr_flags,IFF_UP);
}
}
else
{
g_st_netStatus.lan.sDevice = PHY_STATUS_IOCTRL_ERR;
perror("SIOCGIFFLAGS ioctl 执行失败\n");
}

close(sock);
}

0 0