Windows網(wǎng)絡(luò)與通信程序設(shè)計(jì)

第1章　計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)　1
1.1　網(wǎng)絡(luò)的概念和網(wǎng)絡(luò)的組成　1
1.2　計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)參考模型　2
1.2.1　協(xié)議層次　2
1.2.2　TCP/IP參考模型　2
1.2.3　應(yīng)用層(Application Layer)　3
1.2.4　傳輸層(Transport Layer)　3
1.2.5　網(wǎng)絡(luò)層(Network Layer)　3
1.2.6　鏈路層(Link Layer)　4
1.2.7　物理層(Physical Layer)　4
1.3　網(wǎng)絡(luò)程序?qū)ぶ贩绞健?
1.3.1　MAC地址　4
1.3.2　IP地址　5
1.3.3　子網(wǎng)尋址　6
1.3.4　端口號(hào)　8
1.3.5　網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換(NAT)　8
1.4　網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)　10
1.4.1　網(wǎng)絡(luò)程序體系結(jié)構(gòu)　10
1.4.2　網(wǎng)絡(luò)程序通信實(shí)體　11
1.4.3　網(wǎng)絡(luò)程序開(kāi)發(fā)環(huán)境　12
第2章　Winsock編程接口　13
2.1　Winsock庫(kù)　13
2.1.1　Winsock庫(kù)的裝入和釋放　13
2.1.2　封裝CInitSock類(lèi)　14
2.2　Winsock的尋址方式和字節(jié)順序　14
2.2.1　Winsock尋址　14
2.2.2　字節(jié)順序　16
2.2.3　獲取地址信息　17
2.3　Winsock編程詳解　20
2.3.1　Winsock編程流程　20
2.3.2　典型過(guò)程圖　23
2.3.3　TCP服務(wù)器和客戶端程序舉例　24
2.3.4　UDP編程　26
2.4　網(wǎng)絡(luò)對(duì)時(shí)程序?qū)嵗?8
2.4.1　時(shí)間協(xié)議(Time Protocol)　28
2.4.2　TCP/IP實(shí)現(xiàn)代碼　29
第3章　Windows套接字I/O模型　31
3.1　套接字模式　31
3.1.1　阻塞模式　31
3.1.2　非阻塞模式　31
3.2　選擇(select)模型　32
3.2.1　select函數(shù)　32
3.2.2　應(yīng)用舉例　33
3.3　WSAAsyncSelect模型　36
3.3.1　消息通知和WSAAsyncSelect函數(shù)　36
3.3.2　應(yīng)用舉例　37
3.4　WSAEventSelect模型　40
3.4.1　WSAEventSelect函數(shù)　40
3.4.2　應(yīng)用舉例　42
3.4.3　基于WSAEventSelect模型的服務(wù)器設(shè)計(jì)　44
3.5　重疊(Overlapped)I/O模型　53
3.5.1　重疊I/O函數(shù)　53
3.5.2　事件通知方式　56
3.5.3　基于重疊I/O模型的服務(wù)器設(shè)計(jì)　56
第4章　IOCP與可伸縮網(wǎng)絡(luò)程序　67
4.1　完成端口I/O模型　67
4.1.1　什么是完成端口(completion port)對(duì)象　67
4.1.2　使用IOCP的方法　67
4.1.3　示例程序　69
4.1.4　恰當(dāng)?shù)仃P(guān)閉IOCP　72
4.2　Microsoft擴(kuò)展函數(shù)　72
4.2.1　GetAcceptExSockaddrs函數(shù)　73
4.2.2　TransmitFile函數(shù)　73
4.2.3　TransmitPackets函數(shù)　74
4.2.4　ConnectEx函數(shù)　75
4.2.5　DisconnectEx函數(shù)　76
4.3　可伸縮服務(wù)器設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)　76
4.3.1　內(nèi)存資源管理　76
4.3.2　接受連接的方法　77
4.3.3　惡意客戶連接問(wèn)題　77
4.3.4　包重新排序問(wèn)題　78
4.4　可伸縮服務(wù)器系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例　78
4.4.1　CIOCPServer類(lèi)的總體結(jié)構(gòu)　78
4.4.2　數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)定義和內(nèi)存池方案　82
4.4.3　自定義幫助函數(shù)　85
4.4.4　開(kāi)啟服務(wù)和停止服務(wù)　88
4.4.5　I/O處理線程　93
4.4.6　用戶接口和測(cè)試程序　99
第5章　互聯(lián)網(wǎng)廣播和IP多播　100
5.1　套接字選項(xiàng)和I/O控制命令　100
5.1.1　套接字選項(xiàng)　100
5.1.2　I/O控制命令　102
5.2　廣播通信　103
5.3　IP多播(Multicasting)　105
5.3.1　多播地址　105
5.3.2　組管理協(xié)議(IGMP)　105
5.3.3　使用IP多播　106
5.4　基于IP多播的組討論會(huì)實(shí)例　110
5.4.1　定義組討論會(huì)協(xié)議　110
5.4.2　線程通信機(jī)制　111
5.4.3　封裝CGroupTalk類(lèi)　111
5.4.4　程序界面　117
第6章　原始套接字　121
6.1　使用原始套接字　121
6.2　ICMP編程　121
6.2.1　ICMP與校驗(yàn)和的計(jì)算　121
6.2.2　Ping程序?qū)嵗?24
6.2.3　路由跟蹤　126
6.3　使用IP頭包含選項(xiàng)　129
6.3.1　IP數(shù)據(jù)報(bào)格式　129
6.3.2　UDP數(shù)據(jù)報(bào)格式　131
6.3.3　原始UDP封包發(fā)送實(shí)例　133
6.4　網(wǎng)絡(luò)嗅探器開(kāi)發(fā)實(shí)例　134
6.4.1　嗅探器設(shè)計(jì)原理　135
6.4.2　網(wǎng)絡(luò)嗅探器的具體實(shí)現(xiàn)　136
6.4.3　偵聽(tīng)局域網(wǎng)內(nèi)的密碼　138
第7章　Winsock服務(wù)提供者接口(SPI)　140
7.1　SPI概述　140
7.2　Winsock協(xié)議目錄　141
7.2.1　協(xié)議特性　142
7.2.2　使用Winsock API函數(shù)枚舉協(xié)議　143
7.2.3　使用Winsock SPI函數(shù)枚舉協(xié)議　144
7.3　分層服務(wù)提供者(LSP)　146
7.3.1　運(yùn)行原理　146
7.3.2　安裝LSP　147
7.3.3　移除LSP　151
7.3.4　編寫(xiě)LSP　152
7.3.5　LSP實(shí)例　154
7.4　基于SPI的數(shù)據(jù)報(bào)過(guò)濾實(shí)例　158
第8章　Windows網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動(dòng)接口標(biāo)準(zhǔn)(NDIS)和協(xié)議驅(qū)動(dòng)的開(kāi)發(fā)　165
8.1　核心層網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動(dòng)　165
8.1.1　Windows 2000及其后產(chǎn)品的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)　165
8.1.2　NDIS網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動(dòng)程序　166
8.1.3　網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動(dòng)開(kāi)發(fā)環(huán)境　167
8.2　WDM驅(qū)動(dòng)開(kāi)發(fā)基礎(chǔ)　170
8.2.1　UNICODE字符串　170
8.2.2　設(shè)備對(duì)象　170
8.2.3　驅(qū)動(dòng)程序的基本結(jié)構(gòu)　172
8.2.4　I/O請(qǐng)求包(I/O request packet，IRP)和I/O堆?！?72
8.2.5　完整驅(qū)動(dòng)程序示例　175
8.2.6　擴(kuò)展派遣接口　177
8.2.7　應(yīng)用舉例(進(jìn)程診測(cè)實(shí)例)　180
8.3　開(kāi)發(fā)NDIS網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動(dòng)預(yù)備知識(shí)　187
8.3.1　中斷請(qǐng)求級(jí)別(Interrupt Request Level，IRQL)　187
8.3.2　旋轉(zhuǎn)鎖(Spin Lock)　187
8.3.3　雙鏈表　188
8.3.4　封包結(jié)構(gòu)　188
8.4　NDIS協(xié)議驅(qū)動(dòng)　189
8.4.1　注冊(cè)協(xié)議驅(qū)動(dòng)　189
8.4.2　打開(kāi)下層協(xié)議驅(qū)動(dòng)的適配器　190
8.4.3　協(xié)議驅(qū)動(dòng)的封包管理　191
8.4.4　在協(xié)議驅(qū)動(dòng)中接收數(shù)據(jù)　192
8.4.5　從協(xié)議驅(qū)動(dòng)發(fā)送封包　193
8.5　NDIS協(xié)議驅(qū)動(dòng)開(kāi)發(fā)實(shí)例　193
8.5.1　總體設(shè)計(jì)　193
8.5.2　NDIS協(xié)議驅(qū)動(dòng)的初始化、注冊(cè)和卸載　195
8.5.3　下層NIC的綁定和解除綁定　198
8.5.4　發(fā)送數(shù)據(jù)　206
8.5.5　接收數(shù)據(jù)　208
8.5.6　用戶IOCTL處理　214
第9章　網(wǎng)絡(luò)掃描與檢測(cè)技術(shù)　222
9.1　網(wǎng)絡(luò)掃描基礎(chǔ)知識(shí)　222
9.1.1　以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀　222
9.1.2　ARP　223
9.1.3　ARP格式　225
9.1.4　SendARP函數(shù)　226
9.2　原始以太封包的發(fā)送　227
9.2.1　安裝協(xié)議驅(qū)動(dòng)　227
9.2.2　協(xié)議驅(qū)動(dòng)用戶接口　227
9.2.3　發(fā)送以太封包的測(cè)試程序　233
9.3　局域網(wǎng)計(jì)算機(jī)掃描　234
9.3.1　管理原始ARP封包　235
9.3.2　ARP掃描示例　238
9.4　互聯(lián)網(wǎng)計(jì)算機(jī)掃描　242
9.4.1　端口掃描原理　242
9.4.2　半開(kāi)端口掃描實(shí)現(xiàn)　243
9.5　ARP欺騙原理與實(shí)現(xiàn)　248
9.5.1　IP欺騙的用途和實(shí)現(xiàn)原理　248
9.5.2　IP地址沖突　249
9.5.3　ARP欺騙示例　250
第10章　點(diǎn)對(duì)點(diǎn)(P2P)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)　253
10.1　P2P穿越概述　253
10.2　一般概念　254
10.2.1　NAT術(shù)語(yǔ)　254
10.2.2　中轉(zhuǎn)　254
10.2.3　反向連接　255
10.3　UDP打洞　256
10.3.1　中心服務(wù)器　256
10.3.2　建立點(diǎn)對(duì)點(diǎn)會(huì)話　256
10.3.3　公共NAT后面的節(jié)點(diǎn)　256
10.3.4　不同NAT后面的節(jié)點(diǎn)　257
10.3.5　多級(jí)NAT后面的節(jié)點(diǎn)　258
10.3.6　UDP空閑超時(shí)　259
10.4　TCP打洞　260
10.4.1　套接字和TCP端口重用　260
10.4.2　打開(kāi)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的TCP流　260
10.4.3　應(yīng)用程序看到的行為　261
10.4.4　同步TCP打開(kāi)　262
10.5　Internet點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信實(shí)例　262
10.5.1　總體設(shè)計(jì)　262
10.5.2　定義P2P通信協(xié)議　263
10.5.3　客戶方程序　264
10.5.4　服務(wù)器方程序　276
10.5.5　測(cè)試程序　280
第11章　核心層網(wǎng)絡(luò)封包截獲技術(shù)　283
11.1　Windows網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)和封包過(guò)濾概述　283
11.1.1　Windows網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)圖　283
11.1.2　用戶模式下的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)過(guò)濾　284
11.1.3　內(nèi)核模式下的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)過(guò)濾　285
11.2　中間層網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動(dòng)PassThru　285
11.2.1　PassThru NDIS中間層驅(qū)動(dòng)簡(jiǎn)介　285
11.2.2　編譯和安裝PassThru驅(qū)動(dòng)　286
11.3　擴(kuò)展PassThru NDIS IM驅(qū)動(dòng)——添加IOCTL接口　286
11.3.1　擴(kuò)展之后的PassThru驅(qū)動(dòng)(PassThruEx)概況　286
11.3.2　添加基本的DeviceIoControl接口　287
11.3.3　添加綁定枚舉功能　291
11.3.4　添加ADAPT結(jié)構(gòu)的引用計(jì)數(shù)　296
11.3.5　適配器句柄的打開(kāi)/關(guān)閉函數(shù)　297
11.3.6　句柄事件通知　304
11.3.7　查詢和設(shè)置適配器的OID信息　304
11.4　擴(kuò)展PassThru NDIS IM驅(qū)動(dòng)——添加過(guò)濾規(guī)則　312
11.4.1　需要考慮的事項(xiàng)　312
11.4.2　過(guò)濾相關(guān)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)　313
11.4.3　過(guò)濾列表　315
11.4.4　網(wǎng)絡(luò)活動(dòng)狀態(tài)　316
11.4.5　IOCTL控制代碼　317
11.4.6　過(guò)濾數(shù)據(jù)　320
11.5　核心層過(guò)濾實(shí)例　328
第12章　Windows網(wǎng)絡(luò)防火墻開(kāi)發(fā)技術(shù)　331
12.1　防火墻技術(shù)概述　331
12.2　金羽(Phoenix)個(gè)人防火墻淺析　332
12.2.1　金羽(Phoenix)個(gè)人防火墻簡(jiǎn)介　332
12.2.2　金羽(Phoenix)個(gè)人防火墻總體設(shè)計(jì)　333
12.2.3　金羽(Phoenix)個(gè)人防火墻總體結(jié)構(gòu)　334
12.3　開(kāi)發(fā)前的準(zhǔn)備　334
12.3.1　常量的定義　335
12.3.2　訪問(wèn)規(guī)則　337
12.3.3　會(huì)話結(jié)構(gòu)　337
12.3.4　文件結(jié)構(gòu)　338
12.3.5　UNICODE支持　344
12.4　應(yīng)用層DLL模塊　345
12.4.1　DLL工程框架　345
12.4.2　共享數(shù)據(jù)和IO控制　351
12.4.3　訪問(wèn)控制列表ACL(Access List)　353
12.4.4　查找應(yīng)用程序訪問(wèn)權(quán)限的過(guò)程　356
12.4.5　類(lèi)的接口——檢查函數(shù)　359
12.5　核心層SYS模塊　362
12.6　主模塊工程　364
12.6.1　I/O控制類(lèi)　364
12.6.2　主應(yīng)用程序類(lèi)　366
12.6.3　主對(duì)話框中的屬性頁(yè)　369
12.6.4　主窗口類(lèi)　370
12.7　防火墻頁(yè)面　372
12.7.1　網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)監(jiān)視頁(yè)面　372
12.7.2　應(yīng)用層過(guò)濾規(guī)則頁(yè)面　376
12.7.3　核心層過(guò)濾規(guī)則頁(yè)面　386
12.7.4　系統(tǒng)設(shè)置頁(yè)面　392
第13章　IP幫助函數(shù)　395
13.1　 IP配置信息　395
13.1.1　獲取網(wǎng)絡(luò)配置信息　395
13.1.2　管理網(wǎng)絡(luò)接口　397
13.1.3　管理IP地址　401
13.2　獲取網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息　404
13.2.1　獲取TCP連接表　404
13.2.2　獲取UDP監(jiān)聽(tīng)表　407
13.2.3　獲取IP統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)　409
13.3　路由管理　416
13.3.1　獲取路由表　416
13.3.2　管理特定路由　420
13.3.3　修改默認(rèn)網(wǎng)關(guān)的例子　421
13.4　ARP表管理　422
13.4.1　獲取ARP表　422
13.4.2　添加ARP入口　423
13.4.3　刪除ARP入口　423
13.4.4　打印ARP表的例子　423
13.5　進(jìn)程網(wǎng)絡(luò)活動(dòng)監(jiān)視實(shí)例　427
13.5.1　獲取通信的進(jìn)程終端　427
13.5.2　Netstate源程序代碼　428