Linux C编程如何获取本机网卡的MAC地址？

在Linux环境下使用C语言获取网络接口的MAC地址是网络编程中的常见需求，MAC地址作为网络设备的物理地址，在数据链路层通信中扮演着重要角色，本文将详细介绍几种在Linux C程序中获取MAC地址的方法，包括通过sysfs文件系统、ioctl系统调用以及解析网络接口配置文件等技术手段,并提供完整的代码示例和注意事项。

通过sysfs文件系统获取MAC地址

Linux内核通过sysfs虚拟文件系统导出了网络设备的详细信息，其中MAC地址存储在/sys/class/net/<interface>/address文件中，这种方法简单高效，无需特殊权限，是获取MAC地址的首选方式,以下是具体实现步骤：

1. 打开指定网络接口的address文件，例如/sys/class/net/eth0/address
2. 读取文件内容，MAC地址以十六进制字符串形式存储，每两个字符间用冒号分隔
3. 关闭文件句柄

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
int get_mac_via_sysfs(const char *interface, char *mac_addr) {
    char path[128];
    FILE *fp;
    char buffer[18]; // MAC地址最大长度：17字符+1个终止符
    snprintf(path, sizeof(path), "/sys/class/net/%s/address", interface);
    fp = fopen(path, "r");
    if (fp == NULL) {
        perror("Failed to open sysfs file");
        return -1;
    }
    if (fgets(buffer, sizeof(buffer), fp) == NULL) {
        perror("Failed to read MAC address");
        fclose(fp);
        return -1;
    }
    fclose(fp);
    // 去除可能的换行符
    buffer[strcspn(buffer, "\n")] = '\0';
    strcpy(mac_addr, buffer);
    return 0;
}

使用ioctl系统调用获取MAC地址

ioctl是另一种传统方法，通过套接字与网络设备驱动交互获取硬件地址，这种方法需要root权限或适当的 capabilities,适用于需要直接访问网络设备的场景。

实现步骤如下：

1. 创建套接字（通常使用AF_INET或AF_PACKET）
2. 准备ifreq结构体，指定网络接口名称
3. 调用ioctl命令SIOCGIFHWADDR获取硬件地址
4. 从ifreq结构体中提取MAC地址

#include <sys/socket.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <net/if.h>
#include <unistd.h>
int get_mac_via_ioctl(const char *interface, unsigned char *mac_addr) {
    int sockfd;
    struct ifreq ifr;
    sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
    if (sockfd < 0) {
        perror("socket creation failed");
        return -1;
    }
    strncpy(ifr.ifr_name, interface, IFNAMSIZ - 1);
    ifr.ifr_name[IFNAMSIZ - 1] = '\0';
    if (ioctl(sockfd, SIOCGIFHWADDR, &ifr) < 0) {
        perror("ioctl failed");
        close(sockfd);
        return -1;
    }
    memcpy(mac_addr, ifr.ifr_hwaddr.sa_data, 6);
    close(sockfd);
    return 0;
}

解析网络接口配置文件

对于不需要实时获取MAC地址的场景，可以解析/proc/net/if_inet6或/proc/net/dev等系统文件，这种方法不需要特殊权限，但解析过程相对复杂,且可能因内核版本不同而有所差异。

以下是解析/proc/net/if_inet6的示例代码：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
int get_mac_from_proc(const char *interface, char *mac_addr) {
    FILE *fp;
    char line[256];
    char if_name[16];
    unsigned char addr[6];
    int found = 0;
    fp = fopen("/proc/net/if_inet6", "r");
    if (fp == NULL) {
        perror("Failed to open /proc/net/if_inet6");
        return -1;
    }
    while (fgets(line, sizeof(line), fp)) {
        if (sscanf(line, "%*2x%*2x%*2x%*2x%*2x%*2x%*2x%*2x %*2x%*2x%*2x%*2x %*2x%*2x %*2x %*15s %15s",
                   if_name) == 1) {
            if (strcmp(if_name, interface) == 0) {
                found = 1;
                break;
            }
        }
    }
    fclose(fp);
    if (!found) {
        fprintf(stderr, "Interface %s not found\n", interface);
        return -1;
    }
    // 注意：此方法仅演示文件解析，实际MAC地址获取需要更复杂的处理
    // 实际应用中建议优先使用sysfs或ioctl方法
    return 0;
}

方法比较与选择

注意事项

1. 权限问题：ioctl方法通常需要root权限，而sysfs方法对普通用户可读
2. 错误处理：实际应用中应完善错误处理机制，检查接口是否存在、文件是否可读等
3. 多线程安全：确保在多线程环境中正确使用文件描述符和互斥锁
4. 接口名称：网络接口名称可能因系统配置而异（如eth0、ens33、wlan0等）
5. 虚拟接口：某些虚拟接口可能没有真实的MAC地址

完整示例程序

以下是一个结合sysfs和ioctl方法的完整示例：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <net/if.h>
#define MAC_ADDR_LEN 18
int main(int argc, char *argv[]) {
    if (argc != 2) {
        fprintf(stderr, "Usage: %s <interface>\n", argv[0]);
        return EXIT_FAILURE;
    }
    char mac_str[MAC_ADDR_LEN];
    unsigned char mac_bin[6];
    // 尝试使用sysfs方法
    if (get_mac_via_sysfs(argv[1], mac_str) == 0) {
        printf("MAC via sysfs: %s\n", mac_str);
    } else {
        printf("sysfs method failed, trying ioctl...\n");
        // 回退到ioctl方法
        if (get_mac_via_ioctl(argv[1], mac_bin) == 0) {
            for (int i = 0; i < 6; i++) {
                printf("%02x", mac_bin[i]);
                if (i < 5) printf(":");
            }
            printf("\n");
        } else {
            fprintf(stderr, "Failed to get MAC address for %s\n", argv[1]);
            return EXIT_FAILURE;
        }
    }
    return EXIT_SUCCESS;
}

通过以上方法，开发者可以根据实际需求选择最适合的技术方案获取网络接口的MAC地址，在实际开发中，建议优先使用sysfs方法，既简单又安全,只有在需要特殊功能时才考虑ioctl等其他方法。