如何使 TCP 套接字与 SO_BINDTODEVICE 一起工作（针对路由表）

Question

问题背景：

在我们的机器上，我们有多个网络接口，它们通向不同的网络。可能存在重叠的 IP 地址（例如，两个不同网络中的两台不同机器具有相同的 IP 地址）。因此，当我们想与特定的对等方连接时，我们不仅需要指定它的 IP 地址，还需要指定我们的网络接口，它可以连接到正确的网络。 我们想用 C/C++ 编写能够通过 TCP 与特定对等点连接的应用程序。

问题：

我正在尝试使用设置了 SO_BINDTODEVICE 的套接字建立 TCP 连接。这是一个简化的 sn-p：

sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
setsockopt(sockfd, SOL_SOCKET, SO_BINDTODEVICE, interface_name,
    strlen(interface_name));
connect(sockfd, (sockaddr *) &serv_addr, sizeof(serv_addr));

（我知道struct ifreq，但似乎只有第一个字段（ifr_name字段正在使用）。所以我只能传递接口的名称。）

• 如果强制接口与路由表中的接口相同，则一切正常。
• 如果强制接口不同，则（使用 Wireshark 测试）：
  1. SYN 从强制接口发送到所需的对等体。
  2. 在强制接口上收到来自所需对等方的 SYN、ACK。
  3. 未从强制接口发送 ACK 且未建立连接。 （然后转到第 2 步。）

如何检查我们的系统在哪里拒绝 SYN、ACK 或 ACK？以及如何正确强制 TCP 套接字使用特定接口（针对路由表）建立连接？

也许还有其他更方便的方法可以在所需接口上创建 TCP 连接？

谢谢！

Answer 1

我知道这不是您的答案，但是您可以禁用其他接口并仅启用您想要的网络，在您的情况下，您似乎需要所有接口，但我认为这种方法可以帮助其他人。您可以使用以下方式启用/禁用网络接口：

启用

ifr.ifr_flags = true; 
strcpy(ifr.ifr_name, "eth0"); //you could put any interface name beside "eth0" 
res = ioctl(sockfd, SIOCSIFFLAGS, &ifr);

对于禁用，您只需将标志设置为 false，其余代码相同：

ifr.ifr_flags = true;

Answer 2

不要使用 SO_BINDTODEVICE。它并非在所有平台上都受支持，并且有一种更简单的方法。

而是将套接字绑定到您要用于连接到远程端的正确网络上的本地 IP 地址。

即，

sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);

struct sockaddr_in sin;
memset(&sin, 0, sizeof(sin));
sin.sin_family = AF_INET;
sin.sin_port = 0; //Auto-determine port.
sin.sin_addr.s_addr = inet_addr("192.168.1.123"); //Your IP address on same network as peer you want to connect to

bind(sockfd, (sockaddr*)&sin, sizeof(sin));

然后调用connect。

对于服务器端，除了指定一个端口而不是 0 之外，你会做同样的事情，然后调用监听而不是连接。

Answer 3

这是内核配置的一个问题 - 在许多发行版上，默认情况下它被配置为在这种特定情况下拒绝传入的数据包。

我在this answer to another similar question找到了这个问题的解决方案：

要允许这样的流量，你必须在你的机器上设置一些变量（作为 root）：

sysctl -w net.ipv4.conf.all.accept_local=1
sysctl -w net.ipv4.conf.all.rp_filter=0
sysctl -w net.ipv4.conf.your_nic.rp_filter=0

其中your_nic 是接收数据包的网络接口。注意同时更改net.ipv4.conf.all.rp_filter 和net.ipv4.conf.your_nic.rp_filter，否则将无法正常工作（内核默认为最严格的设置）。