Question

我是一位经验丰富的Linux套接字程序员，正在编写一个具有许多传出接口的服务器应用程序。现在，服务器套接字与INADDR_ANY一起绑定到进程开始时的随机源端口。

稍后在某个时候提交对特定节点的响应时，我需要分配一个固定的源IP地址。执行此操作的标准方法是调用bind。但是，对于端口号调用bind一次，连续调用失败，并且参数无效。

创建一个新的套接字并不是一个好的选择，因为在回复某些客户端时我必须经常这样做。

我还研究了SO和很多套接字选项，比如IP_FREEBIND，但它并不适合我的场景。

也许使用IP_PKT_INFO并设置源地址可能会有效，除非它遇到同样的问题，即一旦绑定到INADDRANY就不允许套接字重新绑定到固定的源IP后面。

有没有办法取消绑定现有套接字或在传出数据包中设置源IP地址的替代方法？

    int sock = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);

    if(sock < 0)
        printf("Failed creating socket\n");

    struct sockaddr_in addr;
    memset(&addr, 0, sizeof(struct sockaddr_in));
    addr.sin_family = AF_INET;
    addr.sin_port = htons(1500);
    addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;

    // first bind succeeds
    if ( (status = bind(sock, (struct sockaddr *) &addr, sizeof(addr))) < 0)
        printf("bind error with port %s\n", strerror(errno));  

    struct sockaddr_in src_addr;
    memset(&src_addr, 0, sizeof(struct sockaddr_in));
    src_addr.sin_family = AF_INET;
    if (inet_aton("10.0.2.17", &(src_addr.sin_addr)) == 0)
        printf("Failed copying address\n");

    // second bind fails
    if((status = bind(sock, (struct sockaddr *)&src_addr, sizeof(src_addr))) < 0)
        printf("re bind error with ip %s\n", strerror(errno));

这方面的任何想法都将受到高度赞赏。我在套接字，SO等方面经历了相当多的材料，但还没有成功。

Answer 1

我终于找到了解决方案，所以接受了我自己的答案（无耻但正确的插件），并补充了代码示例。

我最初希望重写外发数据包的源地址而不再创建套接字，其中套接字已被绑定。对于这种情况，多次调用绑定失败，并且（在我的特定情况下），我无法为每个源ip分配单独的套接字并使用它。

我在 IP_PACKET_INFO 中找到了一些引用，但要让它正常工作真是太痛苦了。以下参考资料很有帮助。

Setting source of udp socket

示例代码

这是一个简单的应用程序，它创建一个udp套接字，将它绑定到本地端口，然后在发送特定消息之前，它附加了传出的源IP地址。请记住，在我的情况下，我创建了一个sudo接口并为其分配了另一个ip。如果不是这种情况，发送呼叫将失败。

int status=-1;
int sock = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);

if(sock < 0)
    printf("Failed creating socket\n");

int opt = 1;
setsockopt(sock, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &opt, sizeof(opt));

struct sockaddr_in bind_addr;
memset(&bind_addr, 0, sizeof(struct sockaddr_in));
bind_addr.sin_family = AF_INET;
bind_addr.sin_port = htons(44000); // locally bound port

if((status = bind(sock, (struct sockaddr *)&bind_addr, sizeof(bind_addr))) < 0)
    printf("bind error with port %s\n", strerror(errno));

// currently using addr as destination
struct sockaddr_in addr;
memset(&addr, 0, sizeof(struct sockaddr_in));
addr.sin_family = AF_INET;
addr.sin_port = htons(80); // destination port
if (inet_aton("74.125.236.35", &(addr.sin_addr)) == 0)
    printf("Failed copying remote address\n");
else
    printf("Success copying remote address\n");

struct sockaddr_in src_addr;
memset(&src_addr, 0, sizeof(struct sockaddr_in));
src_addr.sin_family = AF_INET;
if (inet_aton("10.0.2.17", &(src_addr.sin_addr)) == 0)
    printf("Failed copying src address\n");
else
    printf("Success copying src address\n");

char cmbuf[CMSG_SPACE(sizeof(struct in_pktinfo))];

char msg[10] = "hello";
int len = strlen(msg);

struct msghdr mh;
memset(&mh, 0, sizeof(mh));

struct cmsghdr *cmsg;
struct in_pktinfo *pktinfo;

struct iovec iov[1];
iov[0].iov_base = msg;
iov[0].iov_len = len;

mh.msg_name = &addr; // destination address of packet
mh.msg_namelen = sizeof(addr);
mh.msg_control = cmbuf;
mh.msg_controllen = sizeof(cmbuf);
mh.msg_flags = 0;
mh.msg_iov = iov;
mh.msg_iovlen = 1;

// after initializing msghdr & control data to 
// CMSG_SPACE(sizeof(struct in_pktinfo))
cmsg = CMSG_FIRSTHDR(&mh);
cmsg->cmsg_level = IPPROTO_IP;
cmsg->cmsg_type = IP_PKTINFO;
cmsg->cmsg_len = CMSG_LEN(sizeof(struct in_pktinfo));
pktinfo = (struct in_pktinfo*) CMSG_DATA(cmsg);

//src_interface_index 0 allows choosing interface of the source ip specified
pktinfo->ipi_ifindex = 0;
pktinfo->ipi_spec_dst = src_addr.sin_addr;

int rc = sendmsg(sock, &mh, 0);
printf("Result %d\n", rc);

关键声明是

pktinfo->ipi_spec_dst = src_addr.sin_addr;

我们指定要使用的源IP地址。其余的东西，如 cmsg struct 等仅仅是为了能够自己编写ipoktinfo结构

Answer 2

无法取消绑定并重新绑定现有套接字。

Answer 3

为什么不为每个接口创建套接字？由于UDP / IP协议是无连接的，您可以通过选择用于发送回复的套接字来选择源IP地址;没有必要使用相同的套接字来接收传入的数据报。

缺点是您不能再绑定到通配符地址，并且必须使用select()，poll()，多个线程或其他一些机制来同时从多个源接收数据报。您还需要一些逻辑来根据客户端IP地址有效地选择套接字。

在大多数情况下，我怀疑添加一些路由条目将每个远程IP地址路由到所需的主机IP地址，并为每个主机IP地址和端口组合使用单独的套接字，完美地解决了问题 - 并使用这样做非常有效的内核功能。虽然行为可能是应用程序要求，但我怀疑使用网络接口配置可以更好地解决此问题。不幸的是，这些要求通常都是由半功能的白痴写成的，这些白痴更适合体力劳动，而你的双手也是如此。如果是这样，我会同情。

如果您的测试网络中有多个物理网络接口的工作站，我可以提供一个简单的示例C99测试程序，您可以使用它来验证设计是否有效。

如何在Linux中重新绑定udp套接字

3 个答案: