linux 指定网卡发送UDP数据

已于 2023-01-10 16:59:52 修改
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文章标签： udp linux 网络
于 2023-01-09 18:12:02 首次发布
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本文展示了一段C语言代码，该代码用于创建套接字并使用SO_BINDTODEVICE选项将UDP数据包绑定到特定网络接口，从而绕过路由表查找。代码包括获取本地MAC和IP地址，以及绑定到指定网卡进行数据发送的功能。

摘要生成于 C知道 ，由 DeepSeek-R1 满血版支持， 前往体验 >

问题：

在这里插入图片描述

解决方法1（有权限要求）:

可以使用SO_BINDTODEVICE绕过路由表查找，解决该问题。

注意：该方法需要程序有cap_net_raw和cap_net_bind_service权限，可以直接root，也可以使用setcap进行设置：

sudo setcap cap_net_raw,cap_net_bind_service=+ep 执行程序

代码实现1：

#include <arpa/inet.h>
#include <errno.h>
#include <net/if.h>
#include <netinet/ether.h>
#include <netinet/in.h>
#include <netpacket/packet.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/types.h>
#include <time.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <termios.h>

#define UDP_ADDR "192.168.100.99"
#define UDP_PORT 2368
#define SEND_PORT 2368
#define MAC_SIZE 18
#define IP_SIZE 16
#define ETHX "eth0"

#define UDP_ADDR1 "192.168.100.99"
#define UDP_PORT1 2369
#define SEND_PORT1 2369
#define MAC_SIZE1 18
#define IP_SIZE1 16
#define ETHX1 "eth1"


// 获取本机mac
int get_local_mac(const char *eth_inf, char *mac) {
  struct ifreq ifr;
  int sd;

  bzero(&ifr, sizeof(struct ifreq));
  if ((sd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) < 0) {
    printf("get %s mac address socket creat error\n", eth_inf);
    return -1;
  }

  strncpy(ifr.ifr_name, eth_inf, sizeof(ifr.ifr_name) - 1);

  if (ioctl(sd, SIOCGIFHWADDR, &ifr) < 0) {
    printf("get %s mac address error\n", eth_inf);
    close(sd);
    return -1;
  }

  snprintf(mac, MAC_SIZE, "%02x:%02x:%02x:%02x:%02x:%02x",
           (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(sd);

  return 0;
}
// 获取本机ip
int get_local_ip(const char *eth_inf, char *ip) {
  int sd;
  struct sockaddr_in sin;
  struct ifreq ifr;

  sd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
  if (-1 == sd) {
    printf("socket error: %s\n", strerror(errno));
    return -1;
  }

  strncpy(ifr.ifr_name, eth_inf, IFNAMSIZ);
  ifr.ifr_name[IFNAMSIZ - 1] = 0;

  // if error: No such device
  if (ioctl(sd, SIOCGIFADDR, &ifr) < 0) {
    printf("ioctl error: %s\n", strerror(errno));
    close(sd);
    return -1;
  }

  memcpy(&sin, &ifr.ifr_addr, sizeof(sin));
  snprintf(ip, IP_SIZE, "%s", inet_ntoa(sin.sin_addr));

  close(sd);
  return 0;
}
// 获取本机网卡名称
int get_local_dev(char *eth_name, const char *ip) {
  
  int sock;
  struct sockaddr_in sin;
  struct ifreq ifr;
  struct ifconf ifc;
  char buf[1024];
  int i;

  // 创建一个套接字
  sock = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
  if (sock == -1) {
    perror("socket error");
    return -1;
  }
  // 获取系统中所有网卡的信息
  ifc.ifc_len = sizeof(buf);
  ifc.ifc_buf = buf;
  if (ioctl(sock, SIOCGIFCONF, &ifc) < 0) {
    perror("ioctl error");
    return -1;
  }

  // 遍历所有网卡，获取每个网卡的 IP 地址
  for (i = 0; i < ifc.ifc_len;) {
    struct ifreq *pifr = (struct ifreq *)(buf + i);

    // 调用 ioctl 函数获取网卡 IP 地址
    if (ioctl(sock, SIOCGIFADDR, pifr) < 0) {
      perror("ioctl error");
      return -1;
    }

    // 如果网卡 IP 地址与输入的 IP 地址相同，则该网卡就是输入的 IP 地址对应的

    if (strcmp(inet_ntoa(((struct sockaddr_in *)&pifr->ifr_addr)->sin_addr),
               ip) == 0) {
      strcpy(eth_name,pifr->ifr_name);
      break;
    }
    // 移动指针到下一个网卡
    i += sizeof(struct ifreq);
  }

  close(sock);
  return 0;
}

int main(int argc, char **argv) {

  struct sockaddr_in addr, mcast_addr;
  int fd = 0;
  struct ip_mreq ipmr;
  char ip[IP_SIZE];
  int ret = -1;
  unsigned char chrUDP[124] = {0};

  struct sockaddr_in addr1, mcast_addr1;
  int fd1 = 0;
  struct ip_mreq ipmr1;
  char ip1[IP_SIZE];
  int ret1 = -1;
  unsigned char chrUDP1[100] = {0};

  char dev_name[100] = {0};
  get_local_dev(dev_name, "192.168.100.202");

  printf("The device name is: %s\n", dev_name);

  if ((fd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0)) < 0) {
    perror("create socket failed!");
    return -1;
  }

  get_local_ip(ETHX, ip);
  printf("local %s ip: %s\n", ETHX, ip);
  inet_pton(AF_INET, ip, &addr.sin_addr.s_addr);
  memset(&addr, 0, sizeof(addr));
  addr.sin_family = AF_INET;
  addr.sin_port = htons(SEND_PORT);
  // addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
  addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip);
  ret = bind(fd, (struct sockaddr *)&addr, sizeof(addr));
  if (ret < 0) {
    printf("bind error!!!");
    perror("bind:");
    close(fd);
    return -1;
  }
  /* 指定接口 绑定接口 */
  struct ifreq nif;
  strcpy(nif.ifr_name, ETHX);
  if (setsockopt(fd, SOL_SOCKET, SO_BINDTODEVICE, (char *)&nif, sizeof(nif)) <
      0) {
    close(fd);
    printf("bind interface fail, errno: %d \r\n", errno);
    return -1;
  } else {
    printf("bind interface success \r\n");
  }

  memset(&mcast_addr, 0, sizeof(mcast_addr));
  mcast_addr.sin_family = AF_INET;
  mcast_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(UDP_ADDR);
  mcast_addr.sin_port = htons(UDP_PORT);

  if ((fd1 = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0)) < 0) {
    perror("create socket1 failed!");
    return -1;
  }
  get_local_ip(ETHX1, ip1);
  printf("local1 %s ip1: %s\n", ETHX1, ip1);
  inet_pton(AF_INET, ip1, &addr1.sin_addr.s_addr);
  memset(&addr1, 0, sizeof(addr1));
  addr1.sin_family = AF_INET;
  addr1.sin_port = htons(SEND_PORT1);
  // addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
  addr1.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip1);
  ret1 = bind(fd1, (struct sockaddr *)&addr1, sizeof(addr1));
  if (ret1 < 0) {
    printf("bind1 error!!!");
    perror("bind1:");
    close(fd1);
    return -1;
  }
  /* 绑定接口 */
  /* 指定接口 */
  struct ifreq nif1;
  strcpy(nif1.ifr_name, ETHX1);
  if (setsockopt(fd1, SOL_SOCKET, SO_BINDTODEVICE, (char *)&nif1,
                 sizeof(nif1)) < 0) {
    close(fd1);
    printf("bind1 interface fail, errno: %d \r\n", errno);
    return -1;
  } else {
    printf("bind1 interface success \r\n");
  }
  memset(&mcast_addr1, 0, sizeof(mcast_addr1));
  mcast_addr1.sin_family = AF_INET;
  mcast_addr1.sin_addr.s_addr = inet_addr(UDP_ADDR1);
  mcast_addr1.sin_port = htons(UDP_PORT1);

  while (1) {
    if (sendto(fd, (const char *)chrUDP, sizeof(chrUDP), 0,
               (struct sockaddr *)&mcast_addr, sizeof(mcast_addr)) < 0) {
      perror("sendto");
      return -1;
    }
    // printf("send ok!\n");

    if (sendto(fd1, (const char *)chrUDP1, sizeof(chrUDP1), 0,
               (struct sockaddr *)&mcast_addr1, sizeof(mcast_addr1)) < 0) {
      perror("sendto1");
      return -1;
    }
    // printf("send1 ok!\n");

    ms_sleep(0, 20);
  }

  setsockopt(fd, IPPROTO_IP, IP_DROP_MEMBERSHIP, &mcast_addr,
             sizeof(mcast_addr));
  close(fd);
  setsockopt(fd1, IPPROTO_IP, IP_DROP_MEMBERSHIP, &mcast_addr1,
             sizeof(mcast_addr1));
  close(fd1);

  return 0;
}

解决方法2（无权限要求）:

使用ioctl和IP_BOUND_IF绑定网卡设备

注意：该方法中linux 低版本内核可能不适用

代码实现2：

int get_interface_name(const char *ip_address, char *interface_name) {
    if (ip_address == NULL) return -1;
    struct ifconf ifc;
    struct ifreq *ifr;
    int sockfd;
    int i, n;

    sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
    if (sockfd == -1) {
        perror("socket");
        return -1;
    }

    ifc.ifc_len = 512;
    ifc.ifc_req = (struct ifreq *) malloc(ifc.ifc_len);

    if (ioctl(sockfd, SIOCGIFCONF, &ifc) == -1) {
        perror("ioctl");
        return -1;
    }

    ifr = ifc.ifc_req;
    n = ifc.ifc_len / sizeof(struct ifreq);

    for (i = 0; i < n; i++) {
        if (ioctl(sockfd, SIOCGIFADDR, &ifr[i]) == -1) {
            perror("ioctl");
            continue;
        }
        if (strcmp(inet_ntoa(((struct sockaddr_in *) &ifr[i].ifr_addr)->sin_addr),
                   ip_address) == 0) {
            strcpy(interface_name, ifr[i].ifr_name);
            break;
        }
    }

    close(sockfd);
    free(ifc.ifc_req);
    return 0;
}

然后使用setsockopt绑定
  struct ifreq ifr;
  int ifindex;

  ifindex = if_nametoindex(dev_name);
  if (ifindex == 0) {
    perror("if_nametoindex");
    return -1;
  }

  memset(&ifr, 0, sizeof(ifr));
  ifr.ifr_ifindex = ifindex;
  if (setsockopt(fd, SOL_SOCKET, IP_BOUND_IF, (void *)&ifr, sizeof(ifr)) ==
      -1) {
    perror("setsockopt");
    return -1;
  }

也可以在代码中设置CAP_NET_RAW 和 CAP_NET_BIND_SERVICE 权限，避免root情况

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/capability.h>

int main(int argc, char* argv[])
{
    cap_t caps;
    cap_value_t cap_list[2];

    // 初始化能力集
    caps = cap_get_proc();
    if (caps == NULL) {
        perror("cap_get_proc");
        exit(1);
    }

    // 设置 CAP_NET_RAW 和 CAP_NET_BIND_SERVICE 权限
    cap_list[0] = CAP_NET_RAW;
    cap_list[1] = CAP_NET_BIND_SERVICE;
    if (cap_set_flag(caps, CAP_PERMITTED, 2, cap_list, CAP_SET) < 0) {
        perror("cap_set_flag");
        exit(1);
    }
    if (cap_set_flag(caps, CAP_EFFECTIVE, 2, cap_list, CAP_SET) < 0) {
        perror("cap_set_flag");
        exit(1);
    }

    // 设置能力集
    if (cap_set_proc(caps) < 0) {
        perror("cap_set_proc");
        exit(1);
    }

    cap_free(caps);

    // 在此之后的代码中程序将拥有 CAP_NET_RAW 和 CAP_NET_BIND_SERVICE 权限
    // ......

    return 0;
}
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