获得Linux系统中的IP、MAC地址等信息

发布时间:2017-2-22 18:45:27 编辑:www.fx114.net 分享查询网我要评论
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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 SIOCGIFCONF struct ifconf 获得所有接口列表   SIOCGIFADDR struct ifreq 获得接口地址   SIOCGIFFLAGS struct ifreq 获得接口标志   SIOCGIFBRDADDR struct ifreq 获得广播地址   SIOCGIFNETMASK struct 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: ioctl函数中的struct ifconf 和 struct ifreq结构关系 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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