Linux 將 Socket 綁定到指定網路介面 (SO_BINDTODEVICE) 實作

緣起：雙 CDMA Modem 負載平衡需求

欲以兩張 CDMA Modem 擴展點對點頻寬並實現負載平衡，但 ISP 設備不支援 Multilink-PPP，需自行實作。

嘗試與失敗

1. 綁定本地 IP：以為綁定 IP 即可決定出口介面，實則核心依路由表決定，導致單一介面被高速快取反覆命中，另一介面閒置。
2. 每發送前修改路由表：理論可行但過於繁瑣，未實測。
3. SO_DONTROUTE：man page 說明模糊，實測無效。

關鍵發現：SO_BINDTODEVICE

在 man 7 socket 發現 SO_BINDTODEVICE：將 Socket 綁定至指定介面（如 eth0），收發封包皆限定該介面。但 man page 僅說明接收端行為，發送端需實測。

正確用法：需搭配 struct ifreq

Linux 參考網路介面皆透過 struct ifreq（定義於 netdevice(7)），僅需填寫 ifr_name。

程式碼範例

struct ifreq if_ppp0, if_ppp1;
strncpy(if_ppp0.ifr_name, "ppp0", IFNAMSIZ);
strncpy(if_ppp1.ifr_name, "ppp1", IFNAMSIZ);

sock1 = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
sock2 = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);

setsockopt(sock1, SOL_SOCKET, SO_BINDTODEVICE, (char *)&if_ppp0, sizeof(if_ppp0));
setsockopt(sock2, SOL_SOCKET, SO_BINDTODEVICE, (char *)&if_ppp1, sizeof(if_ppp1));

實測結果

主程式輪流在 sock1、sock2 發送等大小封包。運行一段時間後：ppp0 發送 702 KB，ppp1 發送 805 KB，負載分配明顯改善（原情況一介面發送數百 KB，另一僅數十 Bytes）。

總結結論

1. TCP、UDP、RAW Socket 可用 SO_BINDTODEVICE 綁定介面，收發皆限定該介面。
2. PACKET Socket 不支援此選項，需用 bind(2) 搭配 struct sockaddr_ll（鏈路層位址，獨立於具體裝置）。
3. SO_BINDTODEVICE 為 Linux 專有，跨平台程式不可依賴。

註：TCP/RAW Socket 未實測，PACKET Socket 結論參考 dhcpd 原始碼驗證。