Linux 上的 Java：监听绑定本地地址上的广播消息

Question

我有一个有点奇怪的要求，即能够在 Linux 机器上从 Java 监听多个网络接口，并确定其中一个接口是否接收某种类型的 UDP 数据包。 我需要的输出数据是相关接口的 IP 地址。 在Java中有什么办法可以做到这一点吗？

侦听通配符地址（new DatagramSocket(port)）没有帮助，因为虽然我确实收到了广播数据包，但我无法确定它们所通过的接口的本地 IP 地址。 绑定到某个接口（new DatagramSocket（端口，地址））时监听广播根本不会收到数据包。 这种情况值得一个代码示例来展示我正在尝试做的事情：

Enumeration interfaces = NetworkInterface.getNetworkInterfaces();
while (interfaces.hasMoreElements()) {
  NetworkInterface ni = (NetworkInterface) interfaces.nextElement();
  Enumeration addresses = ni.getInetAddresses(); 
  while (addresses.hasMoreElements()) { 
    InetAddress address = (InetAddress)addresses.nextElement();
    if (address.isLoopbackAddress() || address instanceof Inet6Address) 
      continue; //Not interested in loopback or ipv6 this time, thanks
    DatagramSocket socket = new DatagramSocket(PORT, address);
     //Try to read the broadcast messages from socket here
  }
}

我还尝试使用基于接口的真实IP的开头构造的广播地址以及根据正确的网络掩码其余部分来初始化套接字

byte [] mask = { (byte)255, 0, 0, 0 };
byte[] addrBytes = InetAddress.getByName("126.5.6.7").getAddress();
for (int i=0; i < 4; i++) {
  addrBytes[i] |= ((byte)0xFF) ^ mask[i];
}
InetAddress bcastAddr = InetAddress.getByAddress(addrBytes);

：只是在构造 DatagramSocket 时抛出 BindException。

编辑：使用广播地址（例如 126.255.255.255）调用 DatagramSocket 的构造函数时出现的 BindException（java.net.BindException：无法分配请求的地址）仅随最新的 Ubuntu 9.04 一起提供（可能不是 Ubuntu，但不过，内核版本特定问题）。 对于 Ubuntu 8.10，以及我正在处理的 Red Hat 版本 (RHEL 4.x)，这都有效。

显然，绑定到某个本地 IP 时未收到数据包是正确的行为，尽管在​​ Windows 中这是可行的。 我需要让它在 Linux（RHEL 和 Ubuntu）上运行。 对于低级C代码，有一个解决方法setsockopt(SO_BINDTODEVICE)，我在Java-API中找不到它。 这并不完全让我充满乐观:-)

Answer 1

这最终是一个 IPV6 Linux 内核问题。 通常我会禁用 IPV6，因为它会引起各种头痛。 然而在 Ubuntu 9.04 中，禁用 IPV6 太难了，我放弃了，这让我很痛苦。

要侦听来自某个接口的广播消息，我将首先创建该接口 IP 地址的“广播版本”：

byte [] mask = { (byte)255, 0, 0, 0 };
byte[] addrBytes = InetAddress.getByName("126.5.6.7").getAddress();
for (int i=0; i < 4; i++) {
  addrBytes[i] |= ((byte)0xFF) ^ mask[i];
}
InetAddress bcastAddr = InetAddress.getByAddress(addrBytes);

当然，如果许多接口都有一个以相同开头的 IP，那么这并不会真正将我绑定到某个接口。网络部分，但对我来说这个解决方案就足够了。

然后我使用该地址（和所需的端口）创建数据报套接字，并且它可以工作。 但并非没有将以下系统属性传递给 JVM：

-Djava.net.preferIPv6Addresses=false -Djava.net.preferIPv4Stack=true 

我不知道 IPV6 如何设法中断对广播的侦听，但它确实如此，并且上述参数修复了它。

Answer 2

要重述您的问题，您需要确定在哪个接口上接收广播 UDP 数据包。

• 如果绑定到通配符地址，您会收到广播，但无法确定数据包是在哪个网络地址上接收的。
• 如果绑定到特定接口，您就知道正在哪个接口地址上接收，但不再接收广播（至少在 Linux TCP/IP 堆栈上）。

正如其他人提到的，有用于 Java 的第三方原始套接字库，例如 RockSaw 或 Jpcap，这可以帮助您确定实际接口的地址。

Answer 3

不确定这是否有帮助，但我知道要获取所有网络接口的列表：

Enumeration<NetworkInterface> e = NetworkInterface.getNetworkInterfaces();

也许您可以独立绑定到每个网络接口？

刚刚发现了一些关于 getNetworkInterfaces() 用法的很好的例子。

• http://www.javadocexamples.com/java/net/NetworkInterface/ getNetworkInterfaces().html

Answer 4

据我所知，执行此操作的唯一方法是使用

IP_RECVDSTADDR

套接字选项。 此选项旨在确保数据包传入的接口的目标地址在绑定到通配符地址时可用。 所以我认为它也应该适用于广播。

这是我从互联网上获取的一个 C 示例：

如何获取传入数据包的 UDP 目标地址

我会阅读 recvmsg 然后尝试找出该接口在 Java 中是否可用。

编辑：

我刚刚意识到，如果 Java 支持的话，您可能还有一个选择。 您可能仍然需要 IP_RECVDSTADDR 套接字选项（不确定），但您可以使用原始套接字并从 IP 标头获取目标地址，而不是使用 recvmsg。

使用 SOCK_RAW 打开套接字，您将在每条消息的开头获得完整的 IP 标头，包括源地址和目标地址。

下面是在 Linux 上使用 C 语言的 UDP 和原始套接字的示例：

高级 TCP/IP - 原始套接字程序示例

如果此方法在 Java 中也不起作用，我会感到惊讶。

编辑2

还有一个想法。 是否存在无法使用多播的原因或您选择广播而不是多播的特定原因？ 据我了解，对于多播，您始终知道在哪个接口上接收数据包，因为在加入多播组时您总是绑定到特定接口（特别是对于 IP4，您通过其 IP 地址之一绑定到接口）。

Answer 5

无法发表评论，因此将其添加为答案。

那很有意思。 虽然我很好奇为什么你这样做

byte[] addrBytes = InetAddress.getByName("126.5.6.7").getAddress();

而不仅仅是

byte[] addrBytes = {126, 5, 6, 7);

接口地址作为 String 到达你？