如何以编程方式查找 Linux 中为特定网络设备配置的 IP 地址/网络掩码/网关？

Question

我想编写一段代码来检查每个网络设备（例如 eth0、lo、主设备）有关该设备的一些统计信息和配置数据。
我可以在 /sys/class/net/... 中找到统计数据（以及大部分配置数据），但是，我找不到任何 C/C++ API 或 procfs/sysfs 中列出 inet addr 的任何条目，网络掩码和网关。

我检查了一些替代方案：

• 解析 ifconfig/route/其他一些实用程序的输出：我不想每次需要进行检查时都启动子进程。
• 解析 /etc/sysconfig/network-scripts/: 只会给我启动配置，而不是当前状态。

另外，由于此代码适用于我工作场所中的产品，其中每个外部库都经过彻底检查（这意味着我将花费很长时间来添加任何外部库），因此我更喜欢依赖 Linux 本机 API 而不是外部库的解决方案。

谢谢！

Answer 1

当然，使用 ifreq 和 ioctl() 调用的结构可以获取所有接口信息：

手册页位于此处 Ifreq manpage

/* local interface info */
    typedef struct{
        char *iface;
        struct ether_addr hwa;
        struct in_addr ipa;
        struct in_addr bcast;
        struct in_addr nmask;
        u_short mtu;
    } ifcfg_t; 
    /*
     * Grabs local network interface information and stores in a ifcfg_t 
     * defined in network.h, returns 0 on success -1 on failure
    */
    int get_local_info(int rsock, ifcfg_t *ifcfg)
    {
        struct ifreq ifr;

        memset(&ifr, 0, sizeof(ifr));
        strncpy(ifr.ifr_name, ifcfg->iface, IF_NAMESIZE);
        if((ioctl(rsock, SIOCGIFHWADDR, &ifr)) == -1){
            perror("ioctl():");
            return -1;
        }
        memcpy(&(ifcfg->hwa), &ifr.ifr_hwaddr.sa_data, 6);

        memset(&ifr, 0, sizeof(ifr));
        strncpy(ifr.ifr_name, ifcfg->iface, IF_NAMESIZE);
        if((ioctl(rsock, SIOCGIFADDR, &ifr)) == -1){
            perror("ioctl():");
            return -1;
        }
        memcpy(&ifcfg->ipa, &(*(struct sockaddr_in *)&ifr.ifr_addr).sin_addr, 4);

        memset(&ifr, 0, sizeof(ifr));
        strncpy(ifr.ifr_name, ifcfg->iface, IF_NAMESIZE);
        if((ioctl(rsock, SIOCGIFBRDADDR, &ifr)) == -1){
            perror("ioctl():");
            return -1;
        }
        memcpy(&ifcfg->bcast, &(*(struct sockaddr_in *)&ifr.ifr_broadaddr).sin_addr, 4);

        memset(&ifr, 0, sizeof(ifr));
        strncpy(ifr.ifr_name, ifcfg->iface, IF_NAMESIZE);
        if((ioctl(rsock, SIOCGIFNETMASK, &ifr)) == -1){
            perror("ioctl():");
            return -1;
        }
        memcpy(&ifcfg->nmask.s_addr, &(*(struct sockaddr_in *)&ifr.ifr_netmask).sin_addr, 4);

        memset(&ifr, 0, sizeof(ifr));
        strncpy(ifr.ifr_name, ifcfg->iface, IF_NAMESIZE);
        if((ioctl(rsock, SIOCGIFMTU, &ifr)) == -1){
            perror("ioctl():");
            return -1;
        }
        ifcfg->mtu = ifr.ifr_mtu;

        return 0;
    }

快速编辑，此函数要求在调用之前已分配接口，如下所示：

strcpy(if_cfg->iface, iface)

确保您已分配先记忆，然后像这样调用

if((get_local_info(sock, if_cfg)) != 0){
    printf("Unable to get network device info\n");
    return -1;
}

Answer 2

通过 strace（在随机的 Linux 机器上）运行 netstat，显示了以下调用顺序：

socket(PF_INET, SOCK_DGRAM, IPPROTO_IP) = 4
access("/proc/net/if_inet6", R_OK)      = 0
socket(PF_INET6, SOCK_DGRAM, IPPROTO_IP) = 5
[snip]
open("/proc/net/dev", O_RDONLY)         = 6
fstat64(6, {st_mode=S_IFREG|0444, st_size=0, ...}) = 0
mmap2(NULL, 4096, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_PRIVATE|MAP_ANONYMOUS, -1, 0) = 0xb7f91000
read(6, "Inter-|   Receive               "..., 1024) = 575
read(6, "", 1024)                       = 0
close(6)                                = 0
munmap(0xb7f91000, 4096)                = 0
ioctl(4, SIOCGIFCONF, {64, {{"lo", {AF_INET, inet_addr("127.0.0.1")}}, {"eth0", {AF_INET, inet_addr("192.168.0.
8")}}}}) = 0
ioctl(5, SIOCGIFFLAGS, {ifr_name="eth0", ifr_flags=IFF_UP|IFF_BROADCAST|IFF_RUNNING|IFF_MULTICAST}) = 0
ioctl(5, SIOCGIFHWADDR, {ifr_name="eth0", ifr_hwaddr=00:11:09:ca:d1:55}) = 0
ioctl(5, SIOCGIFMETRIC, {ifr_name="eth0", ifr_metric=0}) = 0
ioctl(5, SIOCGIFMTU, {ifr_name="eth0", ifr_mtu=1500}) = 0
ioctl(5, SIOCGIFMAP, {ifr_name="eth0", ifr_map={mem_start=0, mem_end=0, base_addr=0x4000, irq=10, dma=0, port=0
}}) = 0
ioctl(5, SIOCGIFMAP, {ifr_name="eth0", ifr_map={mem_start=0, mem_end=0, base_addr=0x4000, irq=10, dma=0, port=0
}}) = 0
ioctl(5, SIOCGIFTXQLEN, {ifr_name="eth0", ifr_qlen=1000}) = 0
ioctl(4, SIOCGIFADDR, {ifr_name="eth0", ifr_addr={AF_INET, inet_addr("192.168.0.8")}}) = 0
ioctl(4, SIOCGIFDSTADDR, {ifr_name="eth0", ifr_dstaddr={AF_INET, inet_addr("192.168.0.8")}}) = 0
ioctl(4, SIOCGIFBRDADDR, {ifr_name="eth0", ifr_broadaddr={AF_INET, inet_addr("192.168.0.255")}}) = 0
ioctl(4, SIOCGIFNETMASK, {ifr_name="eth0", ifr_netmask={AF_INET, inet_addr("255.255.255.0")}}) = 0

因此，“秘密”似乎是创建一个套接字，然后执行一堆 ioctl() 操作调用以访问当前信息。

Answer 3

看一下/usr/include/ifaddrs.h。为此有一个 GNU 特定的 API。

int getifaddrs (struct ifaddrs **ifap);