获得Unix/Linux系统中的IP、MAC地址等信息

nawawa001 · 发表于 2017-7-7 11:40:41

获得Unix/Linux系统中的IP、MAC地址等信息

中高级 | 2010-07-13 16:03 | 分类：①C语言、 Unix/Linux、网络编程 ②手册 | 4,471 次阅读
　　作者：diaoyf | 文章来源：http://programmerdigest.cn
　　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：

[cpp] view plain copy

/* 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：

[cpp] view plain copy

/* 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;
};

　　

　　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：

[cpp] view plain copy

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。

[cpp] view plain copy

#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******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。
　　参考资料：《Unix网络编程》第16章 ioctl操作

账号		自动登录	找回密码
密码			立即注册

VMware vcenter+vSphere 6.5 U2共享

zabbix3.4.1安装部署+微信推送信息+大屏显

winhex数据恢复教程（非常巨大，内容丰富）

【跟谁学】韩宇极简英语课-技术人员不得不

用Zabbix通过JMX方式监控weblogic

Symantec Backup Exec 2015 2016/2012 BE20

NetScaler VPX部署之：NetScaler Gateway调

[经验分享] 获得Unix/Linux系统中的IP、MAC地址等信息

扫码加入运维网微信交流群