Windows网络与通信程序设计（第3版）

本书将编程方法、网络协议和应用实例有机结合起来，详细阐明了Windows下网络编程的相关知识，为致力于网络程序设计的读者提供一本注重实际应用的入门到深入的教程。本书首先介绍了Windows平台上进行网络编程的基础知识，包括网络硬件、术语、协议、Winsock编程接口和各种I/O方法等；然后通过具体实例详细讲述了时下流行的高性能可伸缩服务器设计、IP多播和Internet广播、P2P程序设计、原始套节字、SPI、协议驱动的开发和原始以太数据的发送、ARP欺骗技术、LAN和WAN上的扫描和侦测技术、商业级个人防火墙开发等；接下来讲述了新一代网际协议IPv6和Winsock提供的帮助函数；本书结尾部分，对E-mail、Telnet、FTP等协议进行了介绍，给出了一个使用E-mail协议进行多平台同步阅读的实例。
本书的内容采用Windows 10操作系统。书中包含了大量可重用的C++类，许多的例子稍做修改即可应用到实际项目开发中。

陈香凝 精通VC、C++、Windows编程，特别是对网络的各种通信协议研究很多，有丰富的实践经验，乐于分享，发表过各种论文。

国内第1本让你在编程实践中学习P2P程序设计的书，讨论了穿透防火墙、NAT等直接建立UDP和TCP连接的各种方案。
包含了商业级Windows个人防火墙的完整实例代码，采用应用层（SPI） / 核心层（IMD驱动）双重过滤，完全管控TCP/IP网络封包。

涉及到60多个完整实例，许多的例子稍做修改即可应用到实际项目中。

一本讲述Windows网络编程接口的入门教程。
一本讲述Windows系统网络组件的书。
一本讲述Ndis网络内核驱动开发的书。
一本分析商业级防火墙源程序代码的书。
一本关于通信协议的书。
一本关于网络安全的书。
一本不仅让您学会网络编程，更能让您从此喜欢上她的书。

第1章　计算机网络基础　1
1．1　网络的概念和网络的组成　1
1．2　计算机网络参考模型　2
1．2．1　协议层次　2
1．2．2　TCP/IP参考模型　2
1．2．3　应用层（Application
Layer）　3
1．2．4　传输层（Transport Layer）　3
1．2．5　网络层（Network Layer）　3
1．2．6　链路层（Link Layer）　4
1．2．7　物理层（Physical Layer）　4
1．3　网络程序寻址方式　4
1．3．1　MAC地址　4
1．3．2　IP地址　5
1．3．3　子网寻址　6
1．3．4　端口号　8
1．3．5　网络地址转换（NAT）　8
1．4　网络应用程序设计基础　10
1．4．1　网络程序体系结构　10
1．4．2　网络程序通信实体　11
1．4．3　网络程序开发环境　11
第2章　Winsock编程接口　13
2．1　Winsock库　13
2．1．1　Winsock库的装入和释放　13
2．1．2　封装CInitSock类　14
2．2　Winsock的寻址方式和字节顺序　14
2．2．1　Winsock寻址　14
2．2．2　字节顺序　15
2．2．3　获取地址信息　16
2．3　Winsock编程详解　19
2．3．1　Winsock编程流程　19
2．3．2　典型过程图　22
2．3．3　TCP服务器和客户端
程序举例　23
2．3．4　UDP编程　25
2．4　网络对时程序实例　27
2．4．1　时间协议（Time
Protocol）　27
2．4．2　TCP/IP实现代码　27
第3章　Windows套接字I/O模型　29
3．1　套接字模式　29
3．1．1　阻塞模式　29
3．1．2　非阻塞模式　29
3．2　选择（select）模型　30
3．2．1　select函数　30
3．2．2　应用举例　31
3．3　WSAAsyncSelect模型　33
3．3．1　消息通知和WSAAsync
Select函数　34
3．3．2　应用举例　34
3．4　WSAEventSelect模型　37
3．4．1　WSAEventSelect函数　37
3．4．2　应用举例　38
3．4．3　基于WSAEventSelect
模型的服务器设计　40
3．5　重叠（Overlapped）I/O模型　48
3．5．1　重叠I/O函数　48
3．5．2　事件通知方式　50
3．5．3　基于重叠I/O模型的服务
器设计　51
第4章　IOCP与可伸缩网络程序　60
4．1　完成端口I/O模型　60
4．1．1　什么是完成端口
（completion　port）对象　60
4．1．2　使用IOCP的方法　60
4．1．3　示例程序　62
4．1．4　恰当地关闭IOCP　64
4．2　扩展函数　65
4．2．1　GetAcceptExSockaddrs
函数　65
4．2．2　TransmitFile函数　66
4．2．3　TransmitPackets函数　67
4．2．4　ConnectEx函数　67
4．2．5　DisconnectEx函数　68
4．3　可伸缩服务器设计注意事项　68
4．3．1　内存资源管理　68
4．3．2　接受连接的方法　69
4．3．3　恶意客户连接问题　69
4．3．4　包重新排序问题　69
4．4　可伸缩服务器系统设计实例　70
4．4．1　CIOCPServer类的总体
结构　70
4．4．2　数据结构定义和内存池
方案　73
4．4．3　自定义帮助函数　76
4．4．4　开启服务和停止服务　78
4．4．5　I/O处理线程　82
4．4．6　用户接口和测试程序　87
第5章　互联网广播和IP多播　88
5．1　套接字选项和I/O控制命令　88
5．1．1　套接字选项　88
5．1．2　I/O控制命令　90
5．2　广播通信　91
5．3　IP多播（Multicasting）　92
5．3．1　多播地址　92
5．3．2　组管理协议（IGMP）　93
5．3．3　使用IP多播　93
5．4　基于IP多播的组讨论会实例　97
5．4．1　定义组讨论会协议　98
5．4．2　线程通信机制　98
5．4．3　封装CGroupTalk类　98
5．4．4　程序界面　103
第6章　原始套接字　106
6．1　使用原始套接字　106
6．2　ICMP编程　106
6．2．1　ICMP与校验和的计算　107
6．2．2　Ping程序实例　109
6．2．3　路由跟踪　111
6．3　使用IP头包含选项　113
6．3．1　IP数据报格式　113
6．3．2　UDP数据报格式　115
6．3．3　原始UDP封包发送
实例　117
6．4　网络嗅探器开发实例　118
6．4．1　嗅探器设计原理　118
6．4．2　网络嗅探器的具体实现　119
6．4．3　侦听局域网内的密码　121
6．5　TCP通信开发实例　122
6．5．1　创建一个原始套接字
并设置IP头选项　122
6．5．2　构造IP头和TCP头　123
6．5．3　发送原始套接字数据报　124
6．5．4　接收数据　127
第7章　Winsock服务提供者
接口（SPI）　128
7．1　SPI概述　128
7．2　Winsock协议目录　129
7．2．1　协议特性　130
7．2．2　使用Winsock API函数
枚举协议　130
7．2．3　使用Winsock SPI函数
枚举协议　132
7．3　分层服务提供者（LSP）　133
7．3．1　运行原理　133
7．3．2　安装LSP　134
7．3．3　移除LSP　138
7．3．4　编写LSP　139
7．3．5　LSP实例　140
7．4　基于SPI的数据报过滤实例　144
7．5　基于Winsock的网络聊天室
开发　149
7．5．1　服务端　149
7．5．2　客户端　149
7．5．3　聊天室程序的设计说明　149
7．5．4　核心代码分析　150
第8章　Windows网络驱动接口标准
（NDIS）和协议驱动的开发　153
8．1　核心层网络驱动　153
8．1．1　Windows 2000及其后产品
的网络体系结构　153
8．1．2　NDIS网络驱动程序　154
8．1．3　网络驱动开发环境　155
8．2　WDM驱动开发基础　158
8．2．1　UNICODE字符串　158
8．2．2　设备对象　158
8．2．3　驱动程序的基本结构　160
8．2．4　I/O请求包（I/O request
packet，IRP）和I/O
堆栈　160
8．2．5　完整驱动程序示例　163
8．2．6　扩展派遣接口　165
8．2．7　应用举例（进程诊
测实例）　167
8．3　开发NDIS网络驱动预备知识　173
8．3．1　中断请求级别（Interrupt
Request　Level，IRQL）　173
8．3．2　旋转锁（Spin Lock）　173
8．3．3　双链表　173
8．3．4　封包结构　174
8．4　NDIS协议驱动　175
8．4．1　注册协议驱动　175
8．4．2　打开下层协议驱动的
适配器　176
8．4．3　协议驱动的封包管理　177
8．4．4　在协议驱动中接收数据　178
8．4．5　从协议驱动发送封包　178
8．5　NDIS协议驱动开发实例　179
8．5．1　总体设计　179
8．5．2　NDIS协议驱动的初始化、
注册和卸载　180
8．5．3　下层NIC的绑定和解除
绑定　183
8．5．4　发送数据　190
8．5．5　接收数据　191
8．5．6　用户IOCTL处理　196
第9章　网络扫描与检测技术　203
9．1　网络扫描基础知识　203
9．1．1　以太网数据帧　203
9．1．2　ARP　204
9．1．3　ARP格式　206
9．1．4　SendARP函数　207
9．2　原始以太封包的发送　207
9．2．1　安装协议驱动　208
9．2．2　协议驱动用户接口　208
9．2．3　发送以太封包的测试
程序　213
9．3　局域网计算机扫描　214
9．3．1　管理原始ARP封包　214
9．3．2　ARP扫描示例　217
9．4　互联网计算机扫描　220
9．4．1　端口扫描原理　220
9．4．2　半开端口扫描实现　221
9．5　ARP欺骗原理与实现　225
9．5．1　IP欺骗的用途和实现
原理　225
9．5．2　IP地址冲突　226
9．5．3　ARP欺骗示例　227
第10章　点对点（P2P）网络通信技术　230
10．1　NAT穿越概述　230
10．2　一般概念　231
10．2．1　NAT术语　231
10．2．2　中转　231
10．2．3　反向连接　232
10．3　UDP打洞　232
10．3．1　中心服务器　232
10．3．2　建立点对点会话　233
10．3．3　公共NAT后面的节点　233
10．3．4　不同NAT后面的节点　234
10．3．5　多级NAT后面的节点　235
10．3．6　UDP空闲超时　236
10．4　TCP打洞　236
10．4．1　套接字和TCP端口
重用　236
10．4．2　打开点对点的TCP流　237
10．4．3　应用程序看到的行为　238
10．4．4　同步TCP打开　238
10．5　Internet点对点通信实例　239
10．5．1　总体设计　239
10．5．2　定义P2P通信协议　239
10．5．3　客户方程序　240
10．5．4　服务器方程序　250
10．5．5　测试程序　253
第11章　核心层网络封包截获技术　256
11．1　Windows网络数据和封包
过滤概述　256
11．1．1　Windows网络系统
体系结构图　256
11．1．2　用户模式下的网络
数据过滤　257
11．1．3　内核模式下的网络
数据过滤　258
11．2　中间层网络驱动PassThru　258
11．2．1　PassThru NDIS中间
层驱动简介　258
11．2．2　编译和安装PassThru
驱动　259
11．3　扩展PassThru NDIS IM驱动
—添加IOCTL接口　259
11．3．1　扩展之后的PassThru驱
动（PassThruEx）概况　259
11．3．2　添加基本的
DeviceIoControl接口　260
11．3．3　添加绑定枚举功能　264
11．3．4　添加ADAPT结构的
引用计数　268
11．3．5　适配器句柄的打开/关
闭函数　269
11．3．6　句柄事件通知　274
11．3．7　查询和设置适配器的
OID信息　275
11．4　扩展PassThru NDIS IM驱动
—添加过滤规则　281
11．4．1　需要考虑的事项　282
11．4．2　过滤相关的数据结构　282
11．4．3　过滤列表　284
11．4．4　网络活动状态　285
11．4．5　IOCTL控制代码　285
11．4．6　过滤数据　288
11．5　核心层过滤实例　295
第12章　Windows网络防火墙
开发技术　297
12．1　防火墙技术概述　297
12．2　金羽（Phoenix）个人
防火墙浅析　298
12．2．1　金羽（Phoenix）个人
防火墙简介　298
12．2．2　金羽（Phoenix）个人
防火墙总体设计　299
12．2．3　金羽（Phoenix）个人
防火墙总体结构　300
12．3　开发前的准备　300
12．3．1　常量的定义　300
12．3．2　访问规则　302
12．3．3　会话结构　303
12．3．4　文件结构　303
12．3．5　UNICODE支持　308
12．4　应用层DLL模块　309
12．4．1　DLL工程框架　309
12．4．2　共享数据和IO控制　313
12．4．3　访问控制列表ACL
（Access　List）　315
12．4．4　查找应用程序访问
权限的过程　318
12．4．5　类的接口—检查
函数　320
12．5　核心层SYS模块　322
12．6　主模块工程　324
12．6．1　I/O控制类　324
12．6．2　主应用程序类　326
12．6．3　主对话框中的属性页　328
12．6．4　主窗口类　329
12．7　防火墙页面　331
12．7．1　网络访问监视页面　331
12．7．2　应用层过滤规则页面　334
12．7．3　核心层过滤规则页面　342
12．7．4　系统设置页面　347
第13章　IP帮助函数　350
13．1　IP配置信息　350
13．1．1　获取网络配置信息　350
13．1．2　管理网络接口　351
13．1．3　管理IP地址　355
13．2　获取网络状态信息　357
13．2．1　获取TCP连接表　358
13．2．2　获取UDP监听表　360
13．2．3　获取IP统计数据　362
13．3　路由管理　368
13．3．1　获取路由表　368
13．3．2　管理特定路由　371
13．3．3　修改默认网关的例子　371
13．4　ARP表管理　372
13．4．1　获取ARP表　372
13．4．2　添加ARP入口　373
13．4．3　删除ARP入口　373
13．4．4　打印ARP表的例子　373
13．5　进程网络活动监视实例　376
13．5．1　获取通信的进程终端　377
13．5．2　Netstate源程序代码　378
第14章　E-mail协议及其编程　382
14．1　概述　382
14．2　电子邮件介绍　383
14．2．1　电子邮件Internet的
地址　383
14．2．2　Internet邮件系统　383
14．2．3　电子邮件的信头结构
及分析　384
14．3　SMTP协议原理介绍　386
14．3．1　SMTP的原理分析　386
14．3．2　SMTP工作机制　386
14．3．3　SMTP协议命令码和
工作原理　387
14．3．4　SMTP协议通信模型　388
14．3．5　SMTP协议的命令和
应答　389
14．4　POP3协议原理介绍　390
14．4．1　POP3协议简介　390
14．4．2　POP3工作原理　391
14．4．3　POP3命令原始码　392
14．4．4　POP3会话实例　397
14．5　实例分析与程序设计　398
14．5．1　总界面设计　398
14．5．2　SMTP客户端设计　399
14．5．3　POP3客户端设计　410
第15章　Telnet协议及其编程　417
15．1　概述　417
15．2　Telnet协议使用　417
15．3　Telnet协议原理　419
15．4　实例分析与程序设计　421
第16章　FTP协议及其编程　429
16．1　概述　429
16．1．1　背景　429
16．1．2　下载和上传　429
16．1．3　登录和匿名　430
16．1．4　目标　430
16．1．5　缺点　430
16．2　FTP工作原理　430
16．3　FTP使用模式　432
16．4　FTP的常用命令与响应　433
16．5　实例分析与程序设计　435
第17章　多平台同步随身阅读——Send
To Kindle的一种实现方式　448
17．1　Amazon Kindle简介　448
17．2　多平台同步阅读概述　449
17．3　Send To Kindle PC版简介　450
17．4　推送到Kindle的工作原理　451
17．5　Kindle对邮箱附件的要求　452
17．6　使用附件方式发送待阅读
文章到Kindle　452
17．7　系统右键菜单集成　462