udpcap

Udpcap = UDP + Npcap

Udpcap adalah emulasi UDP-Socket yang hanya menerima berdasarkan Npcap. Ini menggunakan driver penangkap paket Npcap untuk menangkap lalu lintas ethernet, mengurai semua header yang diperlukan dan mengembalikan Payload UDP. Dengan Udpcap Anda dapat membuka Soket UDP dan menerima data tanpa benar-benar membuka Soket!

Proyek ini hanya untuk Windows, karena Npcap hanya menargetkan Windows juga.

Fitur & Keterbatasan

Udpcap dapat :

• Ikat ke alamat IPv4 dan port
• Atur ukuran buffer penerimaan
• Bergabunglah dan keluar dari grup multicast
• Mengaktifkan dan menonaktifkan loopback multicast
• Menerima paket unicast dan multicast (Hanya satu memcpy dari kernel ke memori ruang pengguna)
• Menangani lalu lintas IPv4 yang terfragmentasi

Udpcap tidak bisa :

• Kirim data (gunakan soket sebenarnya untuk itu)
• Setel tanda pengikat ("soket" selalu dibuka bersama)
• Gunakan IPv6

Ketergantungan:

• Npcap
• Pcap++
• asio

Semua dependensi diambil dengan mudah oleh CMake. Namun untuk benar-benar menggunakan Udpcap, driver Npcap perlu diinstal. Ingatlah bahwa lisensi Npcap adalah hak milik.

Mengapa hal ini perlu ada?

Menggunakan driver penangkap paket untuk meniru soket UDP sepertinya ide yang buruk, padahal Anda bisa menggunakan Soket UDP yang tepat? Ya, mungkin memang begitu. Tapi tunggu dulu, ada masalah Windows yang sangat spesifik yang dapat diatasi oleh proyek ini.

Dibandingkan dengan Windows 7, Windows 10 memiliki Windows Defender (The MpsSvc Service) yang lebih agresif. Saat menerima banyak paket multicast UDP dengan soket biasa di Windows 10, Windows Defender menyebabkan beban CPU yang sangat besar sehingga membuat seluruh sistem menjadi lamban. Masalahnya tampaknya menjadi lebih buruk, ketika mesin Windows tersambung ke Domain Windows, seperti yang biasanya terjadi di jaringan perusahaan besar. Saat menyelidiki Sistem dengan Peretas Proses, kita dapat melihat bahwa proses System (Kernel Windows) menempati seluruh inti CPU. Selalu ada satu thread di dalam kernel yang menggunakan semua siklus CPU dan memiliki tcpip.sys di tumpukan panggilannya:

Firewall Defender tidak dapat dinonaktifkan lagi di Windows 10. Layanan MpsSvc bahkan akan tetap berjalan ketika dinonaktifkan sementara, karena menawarkan fitur keamanan lebih lanjut selain Defender Firewall.

Bagaimana Udpcap bekerja

Di Windows, setiap akses jaringan (yang dimulai oleh ruang pengguna) menggunakan API Winsocks/2. API tersebut menggunakan driver sistem file Kernel-Mode Afd.sys , yang kemudian menggunakan Transport Protocol Driver tcpip.sys . Driver tcpip.sys adalah tempat semua keajaiban Protokol terjadi di Windows. Ini juga merupakan titik di mana Windows Defender Firewall menganalisis lalu lintas. Microsoft telah membuat seluruh API hanya untuk tujuan itu: Windows Filtering Platform (WFP). API ini tersedia di Windows Vista dan yang lebih baru. Di bawah tcpip.sys hanya terdapat NDIS.sys (Spesifikasi Antarmuka Driver Jaringan) dan driver Ethernet NIC yang sebenarnya. Jadi untuk mengatasi masalah beban CPU Defender Firewall, kita perlu melewati seluruh driver tcpip.sys dan semua yang ada di atasnya. Lihat gambar di bawah (garis hitam) untuk mendapatkan gambaran umum. Saat menggunakan Npcap, Windows Defender tidak melihat soket terbuka dan tidak menganalisis lalu lintas. Namun ini berarti bahwa tumpukan protokol UDP harus diimplementasikan kembali di ruang pengguna (di situlah Udpcap berguna!) .

Contoh

Udpcap memiliki API yang sangat sederhana dengan kemiripan yang kuat dengan API soket terkenal lainnya:

# include < iostream >
# include < udpcap/udpcap_socket.h >

int main ()
{
  // Create a Udpcap socket and bind it to a port. For this example we want to
  // receive data from any local or remote source and therefore not bind to an
  // IP address.
  
  Udpcap::UdpcapSocket socket;

  socket. bind ( Udpcap::HostAddress::Any (), 14000 );

  for (;;)
  {
    // Allocate a buffer for the received datagram. The size of the buffer
    // should be large enough to hold the largest possible datagram.
    std::vector< char > datagram ( 65535 );

    // Create an error code object to hold the error code if an error occurs.
    Udpcap::Error error = Udpcap::Error::OK;

    // Receive a datagram from the Socket. This is a blocking
    // operation. The operation will return once a datagram has been received,
    // the socket was closed by another thread or an error occured.
    size_t num_bytes = socket. receiveDatagram (datagram. data (), datagram. size (), error);

    // Resize the buffer to the actual size of the received datagram.
    datagram. resize (num_bytes);

    std::cout << " Received " << datagram. size () << " bytes: "
              << std::string (datagram. data (), datagram. size ())
              << std::endl;
  }

  return 0 ;
}

Cara mengkompilasi Udpcap & Sampel

Anda memerlukan git-for-windows, Visual Studio 2015 atau lebih baru dan CMake 3.13 atau lebih baru untuk mengkompilasi Udpcap.

1. Kloning repo ini

   (Atau Anda dapat mengunduh repo ini sebagai arsip. Tidak ada submodul.)

   git clone https://github.com/eclipse-ecal/udpcap.git
   cd udpcap

2. Hubungi CMakeWindows.bat

   Ini juga akan mengunduh dependensi berikut:

   • asio (hanya header)
   • Npcap SDK (sebagai file .lib biner)
   • Pcap++ (sebagai file .lib biner)

3. Buka _build/udpcap.sln dengan Visual Studio dan kompilasi udpcap serta sampelnya

   Untuk melihat beberapa keluaran dari sampel, Anda jelas harus selalu mengeksekusi sampel pengirim dan udpcap_reciever.

Opsi CMake

Anda dapat mengatur Opsi CMake berikut untuk mengontrol bagaimana Udpcap seharusnya dibuat:

Pilihan	Jenis	Bawaan	Penjelasan
UDPCAP_BUILD_SAMPLES	BOOL	ON	Buat sampel Udpcap (dan asio) untuk mengirim dan menerima data dummy
UDPCAP_BUILD_TESTS	BOOL	OFF	Bangun udpcap GTests. Memerlukan GTest::GTest agar tersedia.
UDPCAP_THIRDPARTY_ENABLED	BOOL	ON	Aktifkan / Nonaktifkan penggunaan dependensi terintegrasi.
UDPCAP_THIRDPARTY_USE_BUILTIN_NPCAP	BOOL	ON	Ambil dan buat berdasarkan Versi npcap SDK yang terintegrasi. Hanya tersedia jika UDPCAP_THIRDPARTY_ENABLED=ON
UDPCAP_THIRDPARTY_USE_BUILTIN_PCAPPLUSPLUS	BOOL	ON	Ambil dan buat berdasarkan Versi Pcap++ yang terintegrasi. Hanya tersedia jika UDPCAP_THIRDPARTY_ENABLED=ON
UDPCAP_THIRDPARTY_USE_BUILTIN_ASIO	BOOL	ON	Ambil dan bangun berdasarkan Versi asio yang terintegrasi. Hanya tersedia jika UDPCAP_THIRDPARTY_ENABLED=ON
UDPCAP_THIRDPARTY_USE_BUILTIN_GTEST	BOOL	ON	Ambil dan buat pengujian terhadap versi GTest yang telah ditentukan sebelumnya. Jika dinonaktifkan, target harus diberikan secara eksternal. Hanya tersedia jika UDPCAP_THIRDPARTY_ENABLED=ON dan UDPCAP_BUILD_TESTS=ON
UDPCAP_LIBRARY_TYPE	STRING		Mengontrol jenis perpustakaan Udpcap dengan memasukkan string ke dalam panggilan add_library . Dapat diatur ke STATIS / BERBAGI / OBJEK. Jika disetel, ini akan menggantikan opsi CMake BUILD_SHARED_LIBS biasa. Jika tidak disetel, CMake akan menggunakan setelan default, yang dikontrol oleh BUILD_SHARED_LIBS .

Bagaimana mengintegrasikan Udpcap dalam proyek Anda

Integrasikan sebagai binari :

1. Unduh rilis udpcap atau buat seperti yang dijelaskan sebelumnya. Jika Anda membuat sendiri, pastikan untuk membuat dan menginstal versi debug dan rilis.

2. Jika Anda memilih perpustakaan udpcap bersama (-> .dll ), perpustakaan itu akan berdiri sendiri dan Anda hanya perlu menyalin udpcap.dll / udpcapd.dll ke direktori aplikasi Anda.

   Jika Anda memilih pustaka udpcap statis (-> .lib ), Anda juga perlu menyediakan target berikut untuk CMake:

   • pcapplusplus::pcapplusplus
   • npcap::npcap

   Lihat contoh integrasi Udpcap untuk mendapatkan saran tentang cara melakukannya. Anda dapat menemukan skrip dan modul untuk mengambil dan menemukan Npcap dan Pcap++ di sini:

   • pihak ketiga/npcap
   • pihak ketiga/pcapplusplus

3. Tambahkan direktori udpcap ke CMAKE_PREFIX_PATH Anda:

   cmake your_command_line -DCMAKE_PREFIX_PATH=path/to/udpcap/install/dir

Integrasikan sebagai sumber

1. Jadikan sumber udpcap tersedia. Misalnya Anda dapat mengunduhnya secara manual, menggunakan submodul git atau menggunakan CMake FetchContent.

2. Tambahkan yang berikut ke CMakeLists.txt Anda :

    # You will probably not need the samples, so turn them off.
   set (UDPCAP_BUILD_SAMPLES OFF )
   
   # Add the top-level directory as cmake subdirectory
   add_subdirectory ( "path_to_udpcap" )
   
   # Add the dummy Findudpcap.cmake do the module path to make
   # find_package(udpcap) succeed.
   list ( APPEND CMAKE_MODULE_PATH "path_to_udpcap/thirdparty/udpcap/Modules" )

3. Sekarang Anda dapat menautkan ke udpcap::udpcap