Node.js 获取真实物理网卡的 Mac 地址

在基于 Electron 的应用中，有一个业务需求是获取物理网卡的 Mac 地址以用于客户机唯一性识别。

刚接到需求时你可能会想，这还不简单，调用 Node.js 的 os 模块提供的 networkInterfaces API 就行了。于是马上开干：

import { networkInterfaces } from 'os';

 function isZeroMac(mac) {
  return /^(0{1,2}[:-]){5}0{1,2}$/.test(mac);
}

function getMac(family = 'IPv4') {
    const nif = networkInterfaces();
    for (const list of Object.values(nif)) {
        const item = list.find(d => !d.internal && !isZeroMac(d.mac) && (!d.family ||d.family === family));
        if (item) return item.mac;
   }

   return '';
}
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两分钟就写完了，测试一下返回值也与 ipconfig/ifconfig 打印的信息一致，满怀信心的提交代码完工。

测试同学当天验证了一下表示没什么问题，然而第二天却找上门了：同一台电脑今昨两天取到的值不一样。经过各种排查分析，最后才发现原来这位测试妹妹因疫情管控居家了，用着 VPN 远程接入办公网络干活呢。

原来开 VPN 的时候使用了虚拟网卡，此时你才发现事情并没有那么简单。实际上，在存在 VPN、虚拟机等场景下，都可能会使用到虚拟网卡。

1. 根据 networkInterfaces 返回值的字段值过滤

networkInterfaces 可以获取到所有网卡的基本信息，可根据 internal、mac 等字段的值做一次过滤，得到有效的信息：

const isValid = (item) => item.internal === false && !isZeroMac(item.mac);
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但是对于 VPN、虚拟机等存在虚拟网卡的场景下，仅根据该信息无法进行有效区分。

2. 根据虚拟网卡 Mac 特征过滤

如果能够得到虚拟网卡的特征，则可基于相关特征点进行识别与过滤。

基于某内部项目长达六年的实践积累以及参考 vscode 中类似的实现，我们得到了一个常见虚拟网卡默认 Mac 地址特征的列表，参考如下：

// see https://standards-oui.ieee.org/oui/oui.txt
const virtualMacPrefix = new Set([
  '00:05:69', // vmware1
  '00:0c:29', // vmware2
  '00:50:56', // vmware3
  '00:1c:14', // vmware
  '00:1c:42', // parallels1
  '02:00:4c', // Microsoft Loopback Adapter (微软回环网卡)
  '00:03:ff', // microsoft virtual pc
  '00:0f:4b', // virtual iron 4
  '00:16:3e', // red hat xen , oracle vm , xen source, novell xen
  '08:00:27', // virtualbox
]);
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于是可以据此实现一个是否为虚拟网卡的判断方法 isVirtualMac：

export function isMac(mac: string) {
  return /^([\da-f]{1,2}[:-]){5}([\da-f]{1,2})$/i.test(mac);
}

export function formatMac(mac: string) {
  return String(mac).trim().toLowerCase().replace(/-/g, ':');
}

export function isVirtualMac(mac: string) {
  return isMac(mac) && virtualMacPrefix.has(formatMac(mac).slice(0, 8));
}
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据此可对 getMac 方法改进如下：

function getMac(family = 'IPv4') {
    const nif = networkInterfaces();
    for (const list of Object.values(nif)) {
        const item = list.find(d => !d.internal && !isZeroMac(d.mac) && (!d.family ||d.family === family) && !isVirtualMac(d.mac));
        if (item) return item.mac;
   }

   return '';
}
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3. 根据描述关键字特征过滤

在 Windows 系统下，可以通过执行 ipconfig /all 或 wmic nic get 命令得到所有网卡的详情，其中包含了描述信息。

基于实践经验分析，我们总结了一个常见虚拟网卡描述关键字的特征列表，参考如下：

const virtualDescList = ['virtual', ' vpn ', ' ssl ', 'tap-windows', 'hyper-v', 'km-test', 'microsoft loopback'];
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若经过前述规则过滤之后仍然存在多个网卡信息，则可继续获取网卡详情，并基于 virtualDescList 列表以尝试进一步的过滤处理：

// 执行 wmic nic get 命令获取所有网卡详情
function getNetworkIFacesInfoByWmic() {
  // 略
}

if (hasMutiMac(list)) {
  const info = await getNetworkIFacesInfoByWmic();

  list = list.filter(item => {
    if (!info.config[item.mac]) return true;
    const desc = String(info.config[item.mac].desc).toLowerCase();
    return !virtualDescList.some(d => desc.includes(d));
  });
}
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getNetworkIFacesInfoByWmic 方法的具体实现可以参见这里：

github.com/lzwme/get-p…

4. 按优先级规则排序

过滤方式会将视为无效的项排除，但是可能会因规则的误差而导致最后得到的列表为空。为了避免这种可能现象的出现，可以将过滤排除改为优先级排序方式，最后取列表第一项视为最优选项。

排序方法实现示例：

/**
 * sort by: !internal > !zeroMac(mac) > visual > family=IPv4 
 */
function ifacesSort(list: NetworkInterfaceInfo[]) {
  return list.sort((a, b) => {
    if (a.internal !== b.internal) return a.internal ? 1 : -1;
    if (isZeroMac(a.mac) !== isZeroMac(b.mac)) return isZeroMac(a.mac) ? 1 : -1;

    const isVirtualA = isVirtualMac(a.mac);
    const isVirtualB = isVirtualMac(b.mac);
    if (isVirtualA !== isVirtualB) return isVirtualA ? 1 : -1;

    if (a.family !== b.family) return a.family === 'IPv6' ? 1 : -1;
  });
}
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于是最终的逻辑大致如下：

获取全部网卡信息
基于 iface 特征排序取得全部列表：en0 - mac, eth3 - linux, ethernet - windows 优先级更高
基于 internal字段、虚拟网卡特征(mac)、family字段等进行排序
对排序的结果进行基础过滤：internal=true、isZeroMac
若过滤后列表多于1个，则基于虚拟网卡特征继续过滤
若过滤结果仍多余1个，则基于描述特征继续过滤
取最终结果的第一项作为最优选择

5. 总结与参考

实际上社区里已经有 address、getmac和macaddress 等较为流行的相关库，但它们都不涉及虚拟网卡的识别。本文主要介绍了基于实践经验对虚拟网卡的识别处理方式，与 vscode 中的相关实现逻辑较为相似，但又增加了基于描述信息过滤的规则逻辑。