用Visual C#实现网络封包监视

本文向大家介绍Windows Sockets的一些关于用C#实现的原始套接字(Raw Socket)的编程,以及在此基础上实现的网络封包监视技术。同Winsock1相比,Winsock2最明显的就是支持了Raw Socket套接字类型,使用Raw Socket,可把网卡设置成混杂模式,在这种模式下,我们可以收到网络上的IP包,当然包括目的不是本机的IP包,通过原始套接字,我们也可以更加自如地控制Windows下的多种协议,而且能够对网络底层的传输机制进行控制。


  在本文例子中,我在nbyte.BasicClass命名空间实现了RawSocket类,它包含了我们实现数据包监视的核心技术。在实现这个类之前,需要先写一个IP头结构,来暂时存放一些有关网络封包的信息:

[StructLayout(LayoutKind.Explicit)]
public struct IPHeader
{
 [FieldOffset(0)] public byte ip_verlen; //I4位首部长度+4位IP版本号
 [FieldOffset(1)] public byte ip_tos; //8位服务类型TOS
 [FieldOffset(2)] public ushort ip_totallength; //16位数据包总长度(字节)
 [FieldOffset(4)] public ushort ip_id; //16位标识
 [FieldOffset(6)] public ushort ip_offset; //3位标志位
 [FieldOffset(8)] public byte ip_ttl; //8位生存时间 TTL
 [FieldOffset(9)] public byte ip_protocol; //8位协议(TCP, UDP, ICMP, Etc.)
 [FieldOffset(10)] public ushort ip_checksum; //16位IP首部校验和
 [FieldOffset(12)] public uint ip_srcaddr; //32位源IP地址
 [FieldOffset(16)] public uint ip_destaddr; //32位目的IP地址
}

  这样,当每一个封包到达时候,可以用强制类型转化把包中的数据流转化为一个个IPHeader对象。

  下面就开始写RawSocket类了,一开始,先定义几个参数,包括:

private bool error_occurred; //套接字在接收包时是否产生错误
public bool KeepRunning; //是否继续进行
private static int len_receive_buf; //得到的数据流的长度
byte [] receive_buf_bytes; //收到的字节
private Socket socket = null; //声明套接字

  还有一个常量:

const int SIO_RCVALL = unchecked((int)0x98000001);//监听所有的数据包

  这里的SIO_RCVALL是指示RawSocket接收所有的数据包,在以后的IOContrl函数中要用,在下面的构造函数中,实现了对一些变量参数的初始化:

public RawSocket() //构造函数
{
 error_occurred=false;
 len_receive_buf = 4096;
 receive_buf_bytes = new byte[len_receive_buf];
}

  下面的函数实现了创建RawSocket,并把它与终结点(IPEndPoint:本机IP和端口)绑定:

public void CreateAndBindSocket(string IP) //建立并绑定套接字
{
 socket = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Raw, ProtocolType.IP);
 socket.Blocking = false; //置socket非阻塞状态
 socket.Bind(new IPEndPoint(IPAddress.Parse(IP), 0)); //绑定套接字

 if (SetSocketOption()==false) error_occurred=true;
}

  其中,在创建套接字的一句

socket = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Raw, ProtocolType.IP);

 

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