用C#的Raw Socket实现网络封包监视

作者:袖梨 2022-07-02
谈起socket编程,大家也许会想起QQ和IE,没错。还有许多网络工具如P2P、NetMeeting等在应用层实现的应用程序,也是用socket来实现的。Socket是一个网络编程接口,实现于网络应用层,Windows Socket包括了一套系统组件,充分利用了Microsoft Windows 消息驱动的特点。Socket规范1.1版是在1993年1月发行的,并广泛用于此后出现的Windows9x操作系统中。Socket规范2.2版(其在Windows平台上的版本是Winsock2.2,也叫Winsock2)在 1996 年 5 月发行,Windows NT 5.0及以后版本的Windows系统支持Winsock2,在Winsock2中,支持多个传输协议的原始套接字,重叠I/O模型、服务质量控制等。
  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.)

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