netifaces.gateways如何选择Linux系统的默认网关？

Linux主机配置2块网卡，路由表信息如下：

$ ip route
default via 10.192.244.254 dev enp0s31f6 proto static metric 100
default via 192.168.100.1 dev enp2s0 proto dhcp src 192.168.100.106 metric 200
10.192.244.0/24 dev enp0s31f6 proto kernel scope link src 10.192.244.193
169.254.0.0/16 dev docker0 scope link metric 1000
172.17.0.0/16 dev docker0 proto kernel scope link src 172.17.0.1
192.168.100.0/23 dev enp2s0 proto kernel scope link src 192.168.100.106
192.168.100.1 dev enp2s0 proto dhcp scope link src 192.168.100.106 metric 200

按照路由度量值规则，通往同一目标的多条路由中，流量会优先走metric值最低的路径，也就是网关10.192.244.254（metric=100）优先级高于192.168.100.1（metric=200）。
使用如下测试代码调用netifaces库获取网关：

# try.py
import netifaces
gateways = netifaces.gateways()
print(gateways)

执行输出为：

$ python3 try.py
{'default': {2: ('192.168.100.1', 'enp2s0')}, 2: [('10.192.244.254', 'enp0s31f6', True), ('192.168.100.1', 'enp2s0', True)]}

返回结果中默认IPv4网关被判定为metric更高的192.168.100.1，既不符合路由优先级规则，也没有同时列出两个默认网关。

这个接口的默认网关选择逻辑完全不参考路由metric值，和内核实际选路逻辑不一致，具体规则如下：

• Linux平台下，该接口不会直接读取内核FIB（转发信息库）的优先级排序结果，而是按固定优先级顺序遍历多个配置源，取第一个找到的默认网关作为default字段的返回值：
  1. 首先读取/etc/sysconfig/network-scripts/（RedHat系）、/etc/network/interfaces（Debian系）等静态网络配置文件中写死的gateway配置
  2. 其次读取NetworkManager、dhclient等网络管理服务在运行目录（通常是/var/run/、/run/下）生成的状态文件中记录的网关信息
  3. 上述两个位置都没找到的话，才会读取/proc/net/route中的默认路由条目，而且读取时按网卡在文件中出现的顺序返回，不会按metric值排序
• 该场景中，enp2s0的IP是DHCP获取的，dhclient/NetworkManager会把DHCP拿到的网关192.168.100.1写入运行时状态文件，netifaces遍历的时候先读到这个条目，直接就把它设为默认IPv4网关，根本没处理后面找到的、metric更低的静态网关。
• 返回值中地址族编号（2对应IPv4，10对应IPv6）对应的列表，会把所有扫描到的默认网关都列出来，只是default字段只存遍历到的第一个条目，不会做优先级排序。

如果需要拿到和内核选路逻辑一致的默认网关，不要直接使用netifaces.gateways()['default']的返回值，可以选择以下方案：

• 解析ip route命令的输出，筛选default条目后按metric值从小到大排序，取第一条的网关地址
• 读取/proc/net/route文件，筛选flag为0003（即RTF_UP|RTF_GATEWAY，代表生效的默认网关）的条目，按metric字段排序后取第一条
• 使用pyroute2这类直接和内核netlink接口通信的库，获取的路由表自带metric参数，排序后结果和系统实际选路完全一致

内容的提问来源于stack exchange，提问作者atline