如何在Linux中重新绑定udp套接字

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,连续调用失败并出现无效参数错误.

创建一个新的套接字并不是一个好的选择,因为我必须经常在响应某些客户端时这样做.

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后者.

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));

任何有关这方面的想法都将受到高度赞赏.我在插座,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.

我原本想重写一个传出数据包的源地址,而不是在已经绑定套接字的地方再次创建套接字.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分别拥有单独的套接字并使用它.

我在IP_PACKET_INFO中找到了一些引用,但让它正常工作真是太痛苦了.以下参考是有帮助的.

设置udp套接字的来源

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.如果不是这样,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;

我们在哪里指定要使用的源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