网络编程之Winsock2 服务提供者接口(SPI)
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【1】Winsock2 服务提供者接口(SPI)：
一、简述：
1、一般用于提供给操作系统开发商、传输堆栈商在基础协议的基础上,开发更高级的服务.
2、因为Winsock服务体系符合Windows开放服务体系.所以,它支持第三方服务提供者插入到其中.
3、只要上层和下层的边缘支持Winsock2 SPI,即可向他们中间安装第三方提供者程序.
4、普通开发者一般都是开发SPI的LSP(分层服务提供者),即第三方提供者,可用于监控Winsock API执行,HOOK Winsock API,甚至利用LSP技术注入DLL.
5、基础协议(TCP、UDP、原始)的提供者其实就是DLL,编写分层协议提供者就是在编写DLL,然后安装在Winsock目录上,让系统上的所有使用基础协议的网络程序调用.
【重点】网络程序是如何调用Winsock2 服务提供者进行网络通讯：
1、当网络程序使用WSAStartup加载库时,系统并不做什么.
2、而是当程序真正创建套接字时,会先调用WSCEnumProtocols函数,遍历系统内安装的所有提供者(分层、基础、协议链),当先找到一个与要求使用的协议符合的,那么导出此提供者的DLL,才开始调用提供者的WSPStartup初始化函数,才能使用send,recv(TCP协议提供者的DLL)或sendto,recvfrom(UDP协议提供者的DLL)等函数的功能.
二、SPI(服务提供者接口)由两个部分组成：
一、传输服务提供者：
1、提供建立连接、传输数据、流控制、出错控制。
2、共两种类型：
基础服务提供者：
实现传输协议的细节,导出Winsock接口(此接口直接实现协议). //TCP、UDP、原始
一般都有与之关联的内核模式协议驱动,TCP、UDP由系统内的Tcpip.sys驱动。
分层服务提供者(LSP)：
将自己安装到Winsock目录(Winsock目录的概念在下面)中基础提供者(TCP/UDP)的上一层,也可能安装在其他提供者之间,可截获程序的Winsock API。
依靠基础服务提供者作为通信基础,实现更高层的通信函数。
二、命名空间服务提供者：
1、与传输服务提供者相似,可截获名称解析API(gethostbyname、WSALookupServiceBegin)的调用.
2、此类提供者需在命名空间目录安装自己.
【2】SPI(服务提供者)函数集合类型：
头文件：ws2spi.h
SPI函数类型总数：4种类型,每一种类型都有自己所属的开头,例如WSC、WSP
WSC
安装、移除、修改分层服务提供者和命名空间提供者程序
WSP
分层服务提供者的API
WPU
分层服务提供者使用的支持函数
NSP
命名空间服务提供者的API
【3】Winsock协议目录的概念：
一、SPI提供三种协议：
1、分层协议：处在基础协议的上一层,依靠基础协议作为通信基础。
2、基础协议：能够独立、安全、远程端点实现数据通信的协议。
3、协议链：将一系列基础协议和分层协议按特定顺序连接在一起。
注意：只有管理员用户组能够安装、移除Winsock目录入口!
二、WSAPROTOCOL_INFO结构体：
说明：描述某个协议(分层协议、基础协议)的完整信息,一个WSAPROTOCOL_INFO结构体称为一个Winsock目录入口。
typedef struct _WSAPROTOCOL_INFOW {
DWORD dwServiceFlags1; //描述[协议]提供的服务的位掩码
DWORD dwServiceFlags2; //保留
DWORD dwServiceFlags3; //保留
DWORD dwServiceFlags4; //保留
DWORD dwProviderFlags; //此[协议]在[Winsock目录]中的[表示方式]
GUID ProviderId; //由[服务提供商]安排的GUID唯一标示符
DWORD dwCatalogEntryId; //WS2_32.DLL为每一个WSAPROTOCOL_INFOW结构安排的唯一标示符(目录入口ID)
WSAPROTOCOLCHAIN ProtocolChain; /*1)与[此协议]相关联的WSAPROTOCOLCHAIN结构.
2)说明了[此协议]在[分层协议]中所处的位置.*/
int iVersion; //[协议]版本标示符
int iAddressFamily; //传递给socket/WSASocket函数的[地址加载参数]
int iMaxSockAddr; //地址的最大长度(以字节为单位)
int iMinSockAddr; //地址的最小长度(以字节为单位)
int iSocketType; //传递给socket函数的[套接字类型参数]
int iProtocol; //传递给socket函数的[协议参数]
int iProtocolMaxOffset; //添加到iProtocol的最大值
int iNetworkByteOrder; //顺序类型:大尾顺序(BIGENDIAN),小尾顺序(LITTLEENDIAN)
int iSecurityScheme; //安全方案
DWORD dwMessageSize; /*[此协议]支持的最大消息长度(以字节为单位)
1)0为基于流协议(如TCP),没有最大长度的概念.
2)1为发送消息的最大长度依赖于下层网络的MTU(最大传输单元),在套接字绑定后,应使用SO_MAX_MSG_SIZE套接字选项.
获取发送消息的最大长度.
3)-1为此协议是基于消息的,但是对发送的消息没有最大长度的限制.
*/
DWORD dwProviderReserved; //保留给服务提供者使用.
WCHAR szProtocol[WSAPROTOCOL_LEN+1]; //随意编辑的,此协议的可读字符串.一般用于说明是什么协议
} WSAPROTOCOL_INFOW, FAR * LPWSAPROTOCOL_INFOW;【4】遍历系统所有已安装的协议：
一、使用的API函数：int WSAEnumProtocols(
LPINT lpiProtocols,
LPWSAPROTOCOL_INFO lpProtocolBuffer,
LPDWORD lpdwBufferLength
);
返回值：系统中安装的协议数量,失败为SOCKET_ERROR.
参数1：一个数组
1、NULL为函数将返回所有协议.
2、否则只检索数组中列出的那些协议.
参数2：取信息的缓冲区
参数3：参数2缓冲区的长度
1、如果参数2为NULL,参数3为0,执行后,WSAENOBUFS错误,参数3包含了所需的缓冲区长度.
注意：此函数仅能够遍历基础协议、协议链，但是不能遍历分层协议.
二、支持遍历分层协议的函数,功能与上面相同：
函数：intWSCEnumProtocols(
LPINT lpiProtocols,
LPWSAPROTOCOL_INFOW lpProtocolBuffer,
LPDWORD lpdwBufferLength,
LPINT lpErrno
);
返回值、参数1~参数3：与WSAEnumProtocols函数相同。
参数4：相当于WSAGetLastError()执行的结果
注意：因为SPI是用于开发系统组件的函数,所以他只使用Unicode字符串,与Windows系统相对应。
【5】遍历系统内安装的所有协议例子：
头文件：
#pragma once
#include#include#include#include#include#includeusing namespace std;
#pragma warning(disable:4996)
#pragma comment(lib, "Ws2_32.lib")
//系统安装协议遍历实验
class ProtocolTraversestheExperiment
{
public:
ProtocolTraversestheExperiment()
{
WSADATA wsa;
WSAStartup(MAKEWORD(2, 2), &wsa);
}
~ProtocolTraversestheExperiment()
{
WSACleanup();
}
LPWSAPROTOCOL_INFO GetProvider(LPINT lpnTotalProtocols)
{
DWORD dwSize = 0;
LPWSAPROTOCOL_INFO pProtoInfo = NULL;
if (WSAEnumProtocols(NULL, pProtoInfo, &dwSize) == SOCKET_ERROR)
{
if (WSAGetLastError() != WSAENOBUFS)
return NULL;
}
pProtoInfo = (LPWSAPROTOCOL_INFO)new WSAPROTOCOL_INFO[dwSize / sizeof(WSAPROTOCOL_INFO)];
if (!pProtoInfo)
return NULL;
ZeroMemory(pProtoInfo, dwSize);
*lpnTotalProtocols = WSAEnumProtocols(NULL, pProtoInfo, &dwSize);
return pProtoInfo;
}
void FreeProvider(LPWSAPROTOCOL_INFO pProtoInfo,int i)
{
if(i == 1)
delete pProtoInfo;
else
delete[] pProtoInfo;
}
};源文件：
#include "Hello.h"
int main(int argc,char** argv)
{
system("color 4e");
ProtocolTraversestheExperiment s;
int ProtocolsCount = 0;
LPWSAPROTOCOL_INFO info = s.GetProvider(&ProtocolsCount);
if (ProtocolsCount != 0)
{
for (int i = 0; i < ProtocolsCount; i++)
{
wprintf(_T("Protocol:%s rn"), info[i].szProtocol);
wprintf(_T("CatalogEntryId:%d ChainLen:%d nn"), info[i].dwCatalogEntryId, info[i].ProtocolChain.ChainLen);
}
s.FreeProvider(info, ProtocolsCount);
}
getchar();
return 0;
}执行：
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