SO_BINDTODEVICE Linux 套接字选项的问题

Question

新手上路，请多包涵

我有一台带两张网卡的电脑。一个（ eth0 ）用于 LAN/Internet，另一个用于与一个微控制器设备进行 UDP 通信。微控制器有一个 IP (192.168.7.2) 和一个 MAC 地址。第二个 pc 网络适配器 ( eth1 ) 有 192.168.7.1。

微控制器有一个非常简单的 IP 堆栈，因此 mc 发送 UDP 数据包的最简单方法是广播它们。

在 PC 端，我想接收广播 - 但只能来自 eth1 。所以我尝试将 UDP 套接字绑定到 eth1 设备。

问题（下面的源代码）：

setsockopt(sock, SOL_SOCKET, SO_BINDTODEVICE, device, sizeof(device)) 需要root权限，为什么？（设置其他选项以用户身份工作）
getsockopt(sock, SOL_SOCKET, SO_BINDTODEVICE, (void *)buffer, &opt_length) 给出“协议不可用”。我想读回我通过 setsockopt 命令设置的设备。
我在哪里可以找到好的信息？我查看了一些 Linux 编程、网络书籍，但例如 SO_BINDTODEVICE 选项我只能在互联网上找到。

我冗长的（肮脏的）测试程序显示了问题。设置和取回 SO_RCVTIMEO 和 SO_BROADCAST 选项按预期工作。

在用户退出时运行代码：

 could not set SO_BINDTODEVICE (Operation not permitted)"

使用 sudo 运行会给出：

 SO_BINDTODEVICE set
./mc-test: could not get SO_BINDTODEVICE (Protocol not available)

那么，设置选项似乎有效，但无法读取它？

 /* SO_BINDTODEVICE test */

#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <netdb.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/time.h>
#include <errno.h>

#define MC_IP "192.168.7.2"
#define MC_PORT (54321)
#define MY_PORT (54321)
#define MY_DEVICE "eth1"

#define BUFFERSIZE (1000)

/* global variables */
int sock;
struct sockaddr_in MC_addr;
struct sockaddr_in my_addr;
char buffer[BUFFERSIZE];

int main(int argc, char *argv[])
{
  unsigned int echolen, clientlen;
  int rc, n;
  char opt_buffer[1000];
  struct protoent *udp_protoent;
  struct timeval receive_timeout;
  int optval;
  socklen_t opt_length;

  /* Create the UDP socket */
  if ((sock = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, IPPROTO_UDP)) < 0)
  {
    printf ("%s: failed to create UDP socket (%s) \n",
        argv[0], strerror(errno));
    exit (EXIT_FAILURE);
  }
  printf ("UDP socket created\n");

  /* set the recvfrom timeout value */
  receive_timeout.tv_sec = 5;
  receive_timeout.tv_usec = 0;
  rc=setsockopt(sock, SOL_SOCKET, SO_RCVTIMEO, &receive_timeout,
                sizeof(receive_timeout));
  if (rc != 0)
  {
     printf ("%s: could not set SO_RCVTIMEO (%s)\n",
        argv[0], strerror(errno));
     exit (EXIT_FAILURE);
  }
  printf ("set timeout to\ntime [s]: %d\ntime [ms]: %d\n", receive_timeout.tv_sec, receive_timeout.tv_usec);
  /* verify the recvfrom timeout value */
  rc=getsockopt(sock, SOL_SOCKET, SO_RCVTIMEO, &receive_timeout, &opt_length);
  if (rc != 0)
  {
     printf ("%s: could not get socket options (%s)\n",
        argv[0], strerror(errno));
     exit (EXIT_FAILURE);
  }
  printf ("timeout value\ntime [s]: %d\ntime [ms]: %d\n", receive_timeout.tv_sec, receive_timeout.tv_usec);

  /* allow broadcast messages for the socket */
  int true = 1;
  rc=setsockopt(sock, SOL_SOCKET, SO_BROADCAST, &true, sizeof(true));
  if (rc != 0)
  {
     printf ("%s: could not set SO_BROADCAST (%s)\n",
        argv[0], strerror(errno));
     exit (EXIT_FAILURE);
  }
  printf ("set SO_BROADCAST\n");
  /* verify SO_BROADCAST setting */
  rc=getsockopt(sock, SOL_SOCKET, SO_BROADCAST, &optval, &opt_length);
  if (optval != 0)
  {
    printf("SO_BROADCAST is enabled\n");
  }

  /* bind the socket to one network device */
  const char device[] = MY_DEVICE;
  rc=setsockopt(sock, SOL_SOCKET, SO_BINDTODEVICE, device, sizeof(device));
  if (rc != 0)
  {
     printf ("%s: could not set SO_BINDTODEVICE (%s)\n",
        argv[0], strerror(errno));
     exit (EXIT_FAILURE);
  }
  printf ("SO_BINDTODEVICE set\n");
  /* verify SO_BINDTODEVICE setting */
  rc = getsockopt(sock, SOL_SOCKET, SO_BINDTODEVICE, (void *)buffer, &opt_length);
  if (rc != 0)
  {
     printf ("%s: could not get SO_BINDTODEVICE (%s)\n",
        argv[0], strerror(errno));
     exit (EXIT_FAILURE);
  }
  if (rc == 0)
  {
    printf("SO_BINDTODEVICE is: %s\n", buffer);
  }

  /* Construct the server sockaddr_in structure */
  memset(&MC_addr, 0, sizeof(MC_addr));     /* Clear struct */
  MC_addr.sin_family = AF_INET;         /* Internet/IP */
  MC_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(MC_IP);   /* IP address */
  MC_addr.sin_port = htons(MC_PORT);        /* server port */

  /* bind my own Port */
  my_addr.sin_family = AF_INET;
  my_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY; /* INADDR_ANY all local addresses */
  my_addr.sin_port = htons(MY_PORT);
  rc = bind (sock, (struct sockaddr *) &my_addr, sizeof(my_addr));
  if (rc < 0)
  {
     printf ("%s: could not bind port (%s)\n",
        argv[0], strerror(errno));
     exit (EXIT_FAILURE);
  }
  printf ("port bound\n");

  /* identify mc */
  buffer[0] = (char)1;
  buffer[1] = (char)0;
  send_data (buffer, 2);
  printf ("sent command: %d\n", (char)buffer[0]);

  rc=receive_data(buffer);
  printf ("%d bytes received\n", rc);
  buffer[rc] = (char)0; /* string end symbol */
  printf ("%d - %s\n", (int)(char)buffer[0], &buffer[1]);

  close(sock);
  printf ("socket closed\n");

  exit(0);
}

/* send data to the MC *****************************************************/
/* buffer points to the bytes to send */
/* buf_length is the number of bytes to send */
/* returns allways 0 */
int send_data( char *buffer, int buf_length )
{
  int rc;

  rc = sendto (sock, buffer, buf_length, 0,
                 (struct sockaddr *) &MC_addr,
                 sizeof(MC_addr));
  if (rc < 0)
  {
    printf ("could not send data\n");
    close (sock);
    exit (EXIT_FAILURE);
  }
  return(0);
}

/* receive data from the MC *****************************************************/
/* buffer points to the memory for the received data */
/* max BUFFERSIZE bytes can be received */
/* returns number of bytes received */
int receive_data(char *buffer)
{
  int rc, MC_addr_length;

  MC_addr_length = sizeof(MC_addr);
  rc = recvfrom (sock, buffer, BUFFERSIZE, 0,
                 (struct sockaddr *) &MC_addr,
                 &MC_addr_length);
  if (rc < 0)
  {
    printf ("could not receive data\n");
    close (sock);
    exit (EXIT_FAILURE);
  }
  return(rc);
}

原文由 Michael 发布，翻译遵循 CC BY-SA 4.0 许可协议

c linux sockets udp broadcast

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发布于
2022-11-11

在看到关于如何实际使用 SO_BINDTODEVICE 的相互矛盾的答案后，我一直在研究这个问题。一些消息来源声称正确的用法是传入一个 struct ifreq 指针，该指针具有通过 ioctl 获得的设备名称和索引。例如：

 struct ifreq ifr;
memset(&ifr, 0, sizeof(struct ifreq));
snprintf(ifr.ifr_name, sizeof(ifr.ifr_name), "eth0");
ioctl(fd, SIOCGIFINDEX, &ifr);
setsockopt(fd, SOL_SOCKET, SO_BINDTODEVICE,  (void*)&ifr, sizeof(struct ifreq));

正如 Beej 的网络教程所说，将设备名称作为字符指针传递。例如：

 char *devname = "eth0";
setsockopt(fd, SOL_SOCKET, SO_BINDTODEVICE, devname, strlen(devname));

这两种方法我都试过了，它们都做了需要做的事情，但我想指出，在第一种方法中获得的设备索引是多余的。如果您查看 net/core/sock.c 中的内核代码， sock_bindtodevice 只是复制设备名称字符串，调用 dev_get_by_name_rcu 来获取设备并绑定到它。

第一种方法有效的原因是设备名称是 ifreq 结构中的第一个元素，请参阅 http://linux.die.net/man/7/netdevice 。

注意： SO_BINDTODEVICE 需要提升权限：

以完全 root 权限运行可执行文件
构建可执行文件后，您可以使用 sudo setcap 授予可执行文件使用此特定套接字选项的权限，然后您可以在没有 root 权限的情况下运行可执行文件，并且可执行文件有权使用 SO_BINDTODEVICE 功能（通过早先调用 setcap ）。

原文由 austinmarton 发布，翻译遵循 CC BY-SA 4.0 许可协议

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