Linux网络接口：ifreq的使用-猿码集

1. 简介

Linux网络接口提供了一组用于管理和配置网络接口的函数和结构。其中一个常用的结构是ifreq结构体，它用于向内核查询和设置网络接口的各种属性。通过使用ifreq，可以获取和修改网络接口的MAC地址、IP地址、网络掩码等信息，还可以控制接口的状态和特性。

2. ifreq结构体

ifreq结构体定义在头文件<netinet/if.h>中，它包含了两个成员变量：

ifrn_name：一个字符数组，用于保存接口的名称。

ifru_data：一个联合体，根据不同的操作类型来保存查询或设置的结果。

ifreq结构体的定义如下：


struct ifreq {
    char ifrn_name[IFNAMSIZ]; // 接口名称
    union {
        struct sockaddr ifru_addr;
        struct sockaddr ifru_dstaddr;
        struct sockaddr ifru_broadaddr;
        struct sockaddr ifru_netmask;
        struct sockaddr ifru_hwaddr;
        short           ifru_flags;
        int             ifru_ivalue;
        int             ifru_mtu;
        struct ifmap    ifru_map;
        char            ifru_slave[IFNAMSIZ];
        char            ifru_newname[IFNAMSIZ];
        void __user    *ifru_data;
        struct if_settings ifru_settings;
    } ifr_ifru;
};

3. 查询接口的MAC地址

3.1. 查询接口名称

在使用ifreq查询接口的MAC地址之前，首先需要确定要查询的接口名称。可以使用ifconf结构体配合ioctl函数来获取系统中所有可用的网络接口名称。


#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <net/if.h>
int main() {
    struct ifconf ifc;
    struct ifreq *ifr;
    char buf[BUFSIZ];
    int sockfd, num, i;
    sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
    if (sockfd < 0) {
        perror("socket");
        exit(1);
    }
    ifc.ifc_len = sizeof(buf);
    ifc.ifc_buf = buf;
    if (ioctl(sockfd, SIOCGIFCONF, &ifc) < 0) {
        perror("ioctl");
        exit(1);
    }
    num = ifc.ifc_len / sizeof(struct ifreq);
    ifr = ifc.ifc_req;
    for (i = 0; i < num; i++) {
        printf("Interface name: %s\n", ifr[i].ifr_name);
    }
    close(sockfd);
    return 0;
}

运行以上程序，可以输出系统中所有可用的网络接口名称。

3.2. 查询MAC地址

已知接口名称后，可以通过ifreq结构体和ioctl函数来查询接口的MAC地址。


#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <net/if.h>
int main() {
    struct ifreq ifr;
    int sockfd;
    sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
    if (sockfd < 0) {
        perror("socket");
        exit(1);
    }
    strncpy(ifr.ifrn_name, "eth0", IFNAMSIZ);
    if (ioctl(sockfd, SIOCGIFHWADDR, &ifr) < 0) {
        perror("ioctl");
        close(sockfd);
        exit(1);
    }
    unsigned char *mac = (unsigned char *)ifr.ifr_hwaddr.sa_data;
    printf("MAC address: %02x:%02x:%02x:%02x:%02x:%02x\n",
           mac[0], mac[1], mac[2], mac[3], mac[4], mac[5]);
    close(sockfd);
    return 0;
}

以上代码将查询名为"eth0"的接口的MAC地址，并打印输出。可以根据实际情况修改接口名称。

4. 查询和设置IP地址

4.1. 查询IP地址

与查询MAC地址类似，查询IP地址也是通过ifreq结构体和ioctl函数实现。


#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <net/if.h>
#include <netinet/in.h>
int main() {
    struct ifreq ifr;
    int sockfd;
    sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
    if (sockfd < 0) {
        perror("socket");
        exit(1);
    }
    strncpy(ifr.ifrn_name, "eth0", IFNAMSIZ);
    if (ioctl(sockfd, SIOCGIFADDR, &ifr) < 0) {
        perror("ioctl");
        close(sockfd);
        exit(1);
    }
    struct sockaddr_in *addr = (struct sockaddr_in *)&ifr.ifr_addr;
    printf("IP address: %s\n", inet_ntoa(addr->sin_addr));
    close(sockfd);
    return 0;
}

以上代码将查询名为"eth0"的接口的IP地址，并打印输出。仍然可以根据实际情况修改接口名称。

4.2. 设置IP地址

要设置接口的IP地址，可以根据所需的IP地址和子网掩码构造一个sockaddr_in结构，并将其存储到ifreq结构体的ifru_addr成员中，然后使用ioctl函数进行设置。


#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <net/if.h>
#include <netinet/in.h>
int main() {
    struct ifreq ifr;
    int sockfd;
    sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
    if (sockfd < 0) {
        perror("socket");
        exit(1);
    }
    strncpy(ifr.ifrn_name, "eth0", IFNAMSIZ);
    struct sockaddr_in addr;
    memset(&addr, 0, sizeof(struct sockaddr_in));
    addr.sin_family = AF_INET;
    inet_pton(AF_INET, "192.168.1.100", &addr.sin_addr);
    memcpy(&ifr.ifr_addr, &addr, sizeof(struct sockaddr));
    if (ioctl(sockfd, SIOCSIFADDR, &ifr) < 0) {
        perror("ioctl");
        close(sockfd);
        exit(1);
    }
    printf("IP address set successfully.\n");
    close(sockfd);
    return 0;
}

以上代码将设置名为"eth0"的接口的IP地址为"192.168.1.100"。同样，可以根据实际情况修改接口名称和IP地址。

5. 其他操作

除了查询和设置MAC地址、IP地址之外，ifreq还可以用于设置其他网络接口的属性，如MTU和标志位等。具体的操作和使用方法可以参考Linux的相关文档和头文件。

6. 结论

ifreq结构体提供了一种方便的方法来查询和设置Linux网络接口的各种属性。通过使用ifreq结构体和ioctl函数，可以轻松地获取和修改接口的MAC地址、IP地址等信息，从而实现对网络接口的控制和管理。

Linux网络接口：ifreq的使用