linux应用层监控网线插拔状态的实现

本文介绍如何在UCLinux系统中实现应用层监控网线插拔状态的方法。通过对ifconfig命令的工作原理进行分析,详细介绍了 ioctl 函数的使用,并给出了具体的代码示例。此外,还探讨了在UCLinux环境下实现该功能遇到的问题及解决方案。

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http://www.cnblogs.com/sunzl1987/archive/2012/05/24/2516635.html




1、对于基于linux2.4内核的uclinux系统如何实现在应用层监控网线插拔状态?

2、硬件环境:IPS100ARM7TDMI

3、实现过程

由于linux下的ifconfig命令就能够实现在应用层监控网线插拔状态,例如当网线连接正常时,使用ifconfig eth0命令,打印的信息中会有RUNNING,而拔掉网线后,再使用ifconfig eth0命令,RUNNING就不见了。所以,实现Linux应用层监控网线插入状态就相当于自己写一个ifconfig函数。

基于这个思路,首先参考ifconfig的源码,可以参考linux自身提供的ifconfig的源码(linux提供的有ifconfig.c函数),也可以在网上查找。首先找到linux自身提供的ifconfig.c函数,既然ifconfig通过RUNNING来判断网络的通断的状况的,首先找到RUNNING的出处,搜索一下发现这句话,

If(ptr->flags &IFF_RUNNIG)

{

Printf(__("RUNNING"));

}

以这个为切入点,层层向上找,分别是被些函数调用,最后我们进入了main函数(这是理所当然的),在这里的到RUNNING→ife_print()→if_pirint()→main().。先看ife_prinf()函数,这里没有和内核通信,这时我们再看if_print()函数,这里刚好有和内核通信的函数,else {                       
        struct interface *ife;

        ife = lookup_interface(ifname);
        res = do_if_fetch(ife);
        if (res >= 0)
            ife_print(ife);
    }

    这时需要看到lookup_interface(ifname)和do_if_fetch(ife)的原型,由于头文件很多,我没办法知道这两个函数在那个头文件中,所以干脆在网上找到这两个函数的原型,我们找到了一篇ifconfing源码分析的文章,http://viscar.blog.sohu.com/2574772.html,这里面找到了函数原型,我们看到 do_if_fetch()函数里面又调用了if_fetch()函数,太好了,这个函数正是我们所需要的,在这里面有个很重要的函数ioctl(),ioctl用于向设备发送控制和配置命令,驱动程序可以接收ioctl的数据,并返回数据,ioctl的原型为

    ioctl(int d, int cmd, ......),

d是某个设备的文件描述符,cmdioctl的命令,可变参数取决于cmd,是指向变量或结构体的指针。

这里面用到的设备文件描述符skfd = socketAF_INET,SOCK_DGRAM,0);这是一个套接字,作用是打开一个网络通讯端口,成功的话返回skfd,相当于一个文件描述符。

   有了这些之后我们就可以写一个自己的简洁版的ifconfig函数了,现在ubuntu10.04上编写代码,代码里面的ioctl函数这样写ioctl(skfd, SIOCGIFFLAGS, &ifr) ,其中SIOCGIGGLAGS表示得到sock i/oflags,这时因为,RUNNIGN的条件是ptr->flags &IFF_RUNNING 是否为真,代码里面直接体现eth0,函数为strcpy(ifr.ifr_name, “eth0”);完整的代码如下:
(以下代码在ubuntu 10.04下运行通过)

#include "icconst.h"

#include <sys/socket.h>

#include <sys/ioctl.h>

#include <linux/if.h>

#include <string.h>

#include <stdio.h>

#include "net_detect.h"

 

int net_detect(char* net_name)

{

int skfd = 0;

struct ifreq ifr;

 

skfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);

if(skfd < 0)

{

printf("%s:%d Open socket error!\n", __FILE__, __LINE__);

return -1;

}

 

strcpy(ifr.ifr_name, net_name);

 

if(ioctl(skfd, SIOCGIFFLAGS, &ifr) <0 )

{

printf("%s:%d IOCTL error!\n", __FILE__, __LINE__);

printf("Maybe ethernet inferface %s is not valid!", ifr.ifr_name);

close(skfd);

return -1;

}

 

if(ifr.ifr_flags & IFF_RUNNING)

{

printf("%s is running :)\n", ifr.ifr_name);

}

else

{

printf("%s is not running :(\n", ifr.ifr_name);

}

/*****************以下为识别ip地址,mac地址***************************************/

if(ioctl(skfd,SIOCGIFADDR,&ifr)<0)

{

  printf("SIOCGIFADDR IOCTL error!\n");

  close(skfd);

  return -1;

}

printf("ip addr :[%s]\n",inet_ntoa(((struct sockaddr_in*)&(ifr.ifr_addr))->sin_addr));

if(ioctl(skfd,SIOCGIFHWADDR,&ifr)<0)

{

  printf("SIOCGIFHWADDR IOCTL error!\n");

  close(skfd);

  return -1;

}

printf("mac addr: %02x:%02x:%02x:%02x:%02x:%02x\n"

    (unsigned char)ifr.ifr_hwaddr.sa_data[0],

    (unsigned char)ifr.ifr_hwaddr.sa_data[1],

    (unsigned char)ifr.ifr_hwaddr.sa_data[2],

    (unsigned char)ifr.ifr_hwaddr.sa_data[3],

    (unsigned char)ifr.ifr_hwaddr.sa_data[4],

    (unsigned char)ifr.ifr_hwaddr.sa_data[5]  );

/*************************************************************************************************************************************/

close(skfd);

 

return 0;

}

代码里面的struct ifreq 是一个设备请求的结构体,在<linux/if.h>中定义,SIOCGIFFLAGS使用了ifreq结构,

  在ubuntu10.04环境下编译之后,运行#./a.out eth0  即可实现网线插拔的监控。

这时把代码加到uclinux下运行,发现并不能实现ubuntu的效果,这是为什么呢?

初步分析原因,可能是在驱动程序中没有将插拔状态的信息通知内核,所以我们使用ioctl实际上不能获得内核网络设备的状态的信息。我们在《linux设备驱动程序这本书上》看到有两个函数刚好做这件事情:

Void netif_carrier_off(struct net_device*dev);

Void netif_carrier_on(struct net_device*dev);

当驱动检测到设备没有连接好,可以调用netif_carrier_off通知内核这一事情;当设备再次连接好时,调用netif_carrier_on通知内核现在连接好了。

现在我们将这两个函数分别加到驱动程序中,放到监控网线插拔状态的位置,再在unlinux中插拔网线时,会在串口终端打印出相应的状态信息,这时的状态信息完全是在应用层实现的。

 

4.参考文档:uclinux内核网络驱动源码和ifconfig的源码

           《linux设备驱动程序》


### 实现 WinForms 应用程序中的网线插拔监控功能 要在 Windows Forms (WinForms) 应用程序中实现网线插拔监控功能,可以利用 `ManagementEventWatcher` 类来监听网络适配器状态的变化。通过查询 WMI(Windows Management Instrumentation),可以捕获到网络连接的状态变化事件。 以下是具体方法: #### 使用 WMI 和 ManagementEventWatcher WMI 提供了一个强大的接口用于访问硬件和操作系统级别的信息。可以通过订阅特定的 WMI 事件来检测网络适配器的状态变更。以下是一个完整的代码示例[^1]: ```csharp using System; using System.Management; // 需要添加对 System.Management 的引用 using System.Windows.Forms; public class NetworkCableMonitor : Form { private ManagementEventWatcher watcher; public NetworkCableMonitor() { this.Text = "Network Cable Monitor"; InitializeWatcher(); } private void InitializeWatcher() { string query = @"SELECT * FROM __InstanceOperationEvent WITHIN 1 WHERE TargetInstance ISA 'Win32_NetworkAdapter' AND TargetInstance.NetConnectionStatus IS NOT NULL"; try { watcher = new ManagementEventWatcher(query); watcher.EventArrived += Watcher_EventArrived; watcher.Start(); // 开始监视事件 } catch (Exception ex) { MessageBox.Show($"Error initializing watcher: {ex.Message}"); } } private void Watcher_EventArrived(object sender, EventArrivedEventArgs e) { var targetInstance = (ManagementBaseObject)e.NewEvent["TargetInstance"]; ushort connectionStatus = Convert.ToUInt16(targetInstance["NetConnectionStatus"]); Invoke((MethodInvoker)(() => UpdateUI(connectionStatus))); // 跨线程更新 UI } private void UpdateUI(ushort status) { switch (status) { case 0: MessageBox.Show("The network cable is unplugged."); break; case 2: MessageBox.Show("The network cable is plugged in."); break; default: MessageBox.Show($"Unknown state detected: {status}"); break; } } protected override void OnFormClosing(FormClosingEventArgs e) { base.OnFormClosing(e); if (watcher != null && !watcher.IsDisposed) { watcher.Stop(); // 停止监视事件 watcher.Dispose(); } } [STAThread] static void Main() { Application.EnableVisualStyles(); Application.Run(new NetworkCableMonitor()); } } ``` 此代码实现了以下几个关键点: - 定义了一个基于 `__InstanceOperationEvent` 的 WQL 查询语句,该语句会触发当任何网络适配器实例发生更改时的通知。 - 当接收到事件通知时,提取目标实例 (`TargetInstance`) 并读取其 `NetConnectionStatus` 属性以判断当前网络电缆的状态。 - 利用了 `Invoke` 方法安全地跨线程更新窗体上的控件或显示消息框[^1]。 需要注意的是,在实际部署前可能还需要处理一些异常情况以及优化性能表现,比如减少轮询频率或者过滤掉不必要的设备报告等操作。 ---
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