基于LwIP的双网络接口下如何检测各AP的互联网连通性

问题根因：LwIP默认的路由策略仅根据路由表的注册顺序或metric值选路，不会主动判断接口对应的网络是否实际具备互联网连通性，所以会出现固定走先注册的接口0导致场景2 ping失败的问题。

以下是两种可行方案，可根据你的业务需求选择：

方案1：全栈流量自动选路（适配所有上层业务，不需要修改业务逻辑） #

• 给两个接口的默认网关都注册到LwIP路由表，分别配置不同的初始metric值（数值越小优先级越高，比如接口0初始设为10，接口1初始设为20）
• 新增一个低优先级的后台守护线程，定时执行以下逻辑：
  1. 分别强制绑定两个网络接口，向公共可访问的固定IP（比如8.8.8.8、1.1.1.1）发送ICMP探测包或者TCP SYN包到80/443端口，避免走默认路由导致探测结果不准
  2. 若某个接口连续3次探测失败，将该接口对应默认路由的metric值调整为100（降低优先级）
  3. 若之前探测失败的接口连续2次探测恢复成功，将其metric值调回初始值
• LwIP的路由查询逻辑会自动选择当前metric值最小的可用路由，所有上层业务不需要修改就能自动走具备互联网连通性的接口

方案2：仅针对ping场景做选路（改动最小，不需要修改路由配置） #

如果只需要实现ping请求的自动选通，不需要其他业务流量自动切换，可以直接改造ping的调用逻辑：

• 封装绑定指定接口的ping探测函数，核心逻辑是调用ip_output_if()接口强制从指定netif发送报文，不走全局路由表查询，参考代码如下：

#include <lwip/netif.h>
#include <lwip/ip.h>
#include <lwip/icmp.h>

#define PING_ID 0x1234
#define PING_SEQ 0x5678

// 绑定指定netif发送ICMP探测，返回ERR_OK表示发送成功，可配合回调判断是否收到响应
err_t ping_probe_netif(struct netif *target_netif, const ip4_addr_t *probe_dest) {
    struct pbuf *p = pbuf_alloc(PBUF_IP, sizeof(struct icmp_echo_hdr) + 56, PBUF_RAM);
    if (!p) return ERR_MEM;

    struct icmp_echo_hdr *echo_hdr = (struct icmp_echo_hdr *)p->payload;
    ICMPH_TYPE_SET(echo_hdr, ICMP_ECHO);
    ICMPH_CODE_SET(echo_hdr, 0);
    echo_hdr->id = lwip_htons(PING_ID);
    echo_hdr->seqno = lwip_htons(PING_SEQ);
    echo_hdr->chksum = 0;
    memset((uint8_t *)echo_hdr + sizeof(struct icmp_echo_hdr), 0xAA, 56);
    echo_hdr->chksum = inet_chksum(echo_hdr, p->len);

    err_t ret = ip_output_if(p, netif_ip4_addr(target_netif), probe_dest, 64, 0, IP_PROTO_ICMP, target_netif);
    pbuf_free(p);
    return ret;
}

• 每次发起公网ping请求前，先调用上述探测函数分别检测两个接口的连通性，选择能收到探测响应的接口作为发送接口，再发起正式的ping请求

注意事项 #

• 探测时建议直接用固定公网IP，不要用域名，避免域名解析阶段走默认路由导致探测结果不准确
• 后台探测的间隔建议设置为30s以上，避免产生不必要的流量和性能开销
• 如果需要同时支持IPv6，只需要把探测目标换成IPv6的公共DNS（比如240c::6666），调用ip6_output_if()发送探测包即可

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Sue Koh