Python套接字在正确的接口上发送数据，但使用了错误的源地址。

Question

在我的多接口组播系统中，我创建的套接字发送出去的数据包通过正确的接口传输了出去，但数据包的源地址却是不正确的。应当使用隔离网络接口上的IP地址作为源地址，但实际上它却使用了连接到互联网的私有网络接口上的源地址。

我需要怎样调整我的套接字配置，才能让发送出去的数据包使用隔离网络接口的IP地址作为源地址呢？

import socket

src_ip = '172.17.0.1'   # 这是我期望作为源地址的隔离网络接口IP，但实际并未如此
dst_ip = '225.17.0.18'  # 目标IP地址
port = 30000
msg = bytes([0x11, 0x22, 0x33, 0x44, 0x55, 0x66, 0x77, 0x88, 0x88, 0xAA, 0xBB, 0xCC, 0xDD ])

sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM, socket.IPPROTO_UDP)
sock.connect((dst_ip, port))
sock.setsockopt(socket.SOL_IP, socket.IP_MULTICAST_IF, socket.inet_aton(src_ip))
sock.setsockopt(socket.SOL_IP, socket.IP_ADD_MEMBERSHIP, socket.inet_aton(dst_ip) + socket.inet_aton(src_ip))
sock.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, 1)

sock.sendall(msg)

数据包按预期发送了出去，只是源地址不对。有人知道这个问题怎么解决吗？我正在使用Python 3.6版本，虽然我知道这个版本有点旧，但这里就是用的这个版本。

Basil Bourque · Answer

如果不将套接字绑定到特定地址，网络堆栈会选择任意一个源地址，而且这个地址不必与它发送数据包所使用的接口地址相同。如果你想指定特定的源地址，请调用sock.bind()方法。

sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM, socket.IPPROTO_UDP)
sock.bind((src_ip, 0))  # 绑定至指定源地址及任意可用端口
sock.connect((dst_ip, port))
sock.setsockopt(socket.SOL_IP, socket.IP_MULTICAST_IF, socket.inet_aton(src_ip))
sock.setsockopt(socket.SOL_IP, socket.IP_ADD_MEMBERSHIP, socket.inet_aton(dst_ip) + socket.inet_aton(src_ip))
sock.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, 1)

在bind()方法中指定端口号为0，允许操作系统选择一个未使用的源端口。

llogan · Answer

指定IP_MULTICAST_IF和IP_ADD_MEMBERSHIP选项时应使用IPPROTO_IP级别，而非SOL_IP。此外，UDP是无连接协议，bind方法用于接收，而connect方法则不需要。

以下是在我的系统中监听两个网络接口（本地环回接口和另一个接口）的接收器示例：

import socket

mgrp = '224.3.29.71'
server_address = '', 5000
listening_interfaces = '127.0.0.1', '192.168.1.3'

with socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM) as s:
    s.bind(server_address)
    for interface in listening_interfaces:
        mreq = socket.inet_aton(mgrp) + socket.inet_aton(interface)
        s.setsockopt(socket.IPPROTO_IP, socket.IP_ADD_MEMBERSHIP, mreq)
    while True:
        data, addr = s.recvfrom(1024)
        print(f'{addr}: {data.decode()}')

下面是一个使用IP_ADD_MEMBERSHIP在每个接口上发送消息的发送器示例：

import socket

message = b'hello, world!'
multicast_group = ('224.3.29.71', 5000)
transmitting_interfaces = '192.168.1.3', '127.0.0.1'

with socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM) as s:
    ttl = 1
    s.setsockopt(socket.IPPROTO_IP, socket.IP_MULTICAST_TTL, bytes([ttl]))
    for interface in transmitting_interfaces:
        s.setsockopt(socket.IPPROTO_IP, socket.IP_MULTICAST_IF, socket.inet_aton(interface))
        s.sendto(message, multicast_group)

运行接收器后，多次运行发送器，输出如下：

('192.168.1.3', 63854): hello, world!
('127.0.0.1', 63854): hello, world!
('192.168.1.3', 63855): hello, world!
('127.0.0.1', 63855): hello, world!
('192.168.1.3', 63856): hello, world!
('127.0.0.1', 63856): hello, world!