如何通过MATLAB获取MAC地址及以太网数据（IP、Port）用于防火墙开发

一、获取本地网络接口的MAC与IP地址 #

如果只是获取本地网卡的基础信息，有两种常用方式：

• 调用系统命令：
  Windows下用getmac，Linux/macOS用ip link或ifconfig，通过MATLAB的system函数执行并读取结果：

  % Windows示例
  [~, macResult] = system('getmac /v');
  disp(macResult);
  
  % Linux/macOS示例
  [~, ifResult] = system('ip link show');
  disp(ifResult);
  

• 跨平台Java API调用：
  利用MATLAB内置的Java支持，直接获取网卡的硬件地址和IP，无需依赖系统命令：

  import java.net.NetworkInterface;
  interfaces = NetworkInterface.getNetworkInterfaces();
  
  while interfaces.hasMoreElements()
      ni = interfaces.nextElement();
      % 跳过回环接口和未启用的接口
      if ~ni.isLoopback() && ni.isUp()
          fprintf('网卡名称: %s\n', char(ni.getName()));
          % 转换MAC字节数组为十六进制字符串
          macBytes = ni.getHardwareAddress();
          if ~isempty(macBytes)
              macParts = arrayfun(@(b) sprintf('%02X', b), macBytes, 'UniformOutput', false);
              fprintf('MAC地址: %s\n', strjoin(macParts, ':'));
          end
          % 获取关联的IP地址
          ipAddrs = ni.getInetAddresses();
          while ipAddrs.hasMoreElements()
              addr = ipAddrs.nextElement();
              if ~addr.isLoopbackAddress()
                  fprintf('IP地址: %s\n', char(addr.getHostAddress()));
              end
          end
          fprintf('---\n');
      end
  end
  

二、捕获网络数据包获取IP与端口信息（防火墙核心需求） #

要实现防火墙的过滤规则，需要实时捕获流经网卡的数据包并提取IP、端口，推荐两种方案：

• 调用命令行抓包工具：
  用tshark（Wireshark的命令行版本，跨平台）或tcpdump，直接提取指定字段，无需手动解析协议：

  % 示例：捕获网卡2的10个TCP数据包，提取源IP、目的IP、源端口、目的端口
  [~, packetData] = system('tshark -i 2 -T fields -e ip.src -e ip.dst -e tcp.srcport -e tcp.dstport -c 10');
  disp(packetData);
  

  先通过tshark -D查看本地网卡列表，替换-i后的数字为目标网卡ID即可。
• 手动监听端口并解析协议头：
  用MATLAB的tcpip对象监听特定端口，收到数据包后手动解析IP/TCP协议头（需了解协议格式）：

  % 创建TCP服务器监听80端口
  tcpServer = tcpip('0.0.0.0', 80, 'NetworkRole', 'server');
  fopen(tcpServer);
  
  while true
      if tcpServer.BytesAvailable > 0
          rawData = fread(tcpServer, tcpServer.BytesAvailable);
          % 解析IP头（前20字节）提取源IP、目的IP
          srcIP = num2str(rawData(13:16))';
          srcIP = strrep(srcIP, ' ', '.');
          dstIP = num2str(rawData(17:20))';
          dstIP = strrep(dstIP, ' ', '.');
          % 解析TCP头（IP头长度后的数据）提取端口
          ipHeaderLen = bitshift(rawData(1), 4);
          srcPort = typecast(rawData(ipHeaderLen+1:ipHeaderLen+2), 'uint16');
          dstPort = typecast(rawData(ipHeaderLen+3:ipHeaderLen+4), 'uint16');
          
          fprintf('源IP: %s 源端口: %d | 目的IP: %s 目的端口: %d\n', ...
              srcIP, srcPort, dstIP, dstPort);
      end
      pause(0.1);
  end
  
  fclose(tcpServer);
  

三、使用MATLAB Network Toolbox（需授权） #

如果有Network Toolbox授权，可直接用interfaceinfo函数快速获取网卡信息：

netInfo = interfaceinfo();
for idx = 1:length(netInfo)
    fprintf('网卡: %s\n', netInfo(idx).Name);
    fprintf('MAC地址: %s\n', netInfo(idx).HardwareAddress);
    fprintf('IP地址: %s\n', join(netInfo(idx).IPAddresses, ', '));
    fprintf('---\n');
end

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Mohammedelhassan Taifour