以 wireshark 的方式接收跨子网的 UDP 广播数据包

Question

我在 PC 上有一个应用程序应该从本地网络上的设备获取一些 UDP 广播消息。

设备定期向其子网发送 UDP 广播消息，应用程序应该能够接收这些广播。当 PC 和设备在同一个子网中时，接收这些消息没有问题。

但是，当我将设备和 PC 放在不同的子网中时，我无法再在 PC 应用程序中接收设备的广播，但我可以在 wireshark 中看到它们。

情景一

所以如果我有：

IP 为 10.0.100.100 的 PC，子网掩码为 255.255.0.0
IP 10.0.254.83 的 设备 A 子网掩码 255.255.255.0

这个概念验证 PC 应用程序：

#ifndef WIN32_LEAN_AND_MEAN
#define WIN32_LEAN_AND_MEAN
#endif

#include <windows.h>
#include <winsock2.h>
#include <ws2tcpip.h>
#include <iphlpapi.h>
#include <stdio.h>
#include <assert.h>

#pragma comment(lib, "Ws2_32.lib")
int main()
{
    WSADATA wsaData;

    int iResult;

    iResult = WSAStartup(MAKEWORD(2, 2), &wsaData);
    if (iResult != 0) {
        printf("WSAStartup failed: %d\n", iResult);
        return 1;
    }
    sockaddr_in si_me, si_other;
    int s;
    assert((s = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, IPPROTO_UDP)) != -1);
    int port = 32002;
    BOOL broadcast = TRUE;

    setsockopt(s, SOL_SOCKET, SO_BROADCAST,
        (char*)&broadcast, sizeof(broadcast));

    memset(&si_me, 0, sizeof(si_me));
    si_me.sin_family = AF_INET;
    si_me.sin_port = htons(port);
    si_me.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;

    assert(bind(s, (sockaddr *)&si_me, sizeof(sockaddr)) != -1);

    while (1)
    {
        char buf[10000];
        memset(buf, 0, 10000);
        int slen = sizeof(sockaddr);
        recvfrom(s, buf, sizeof(buf)-1, 0, (sockaddr *)&si_other, &slen);

        char *ip = inet_ntoa(si_other.sin_addr);

        printf("%s: %s\n", ip, buf);
    }
}

那我收不到设备的广播消息

场景 2

但是，如果我有一个 设备 B IP 10.0.255.222 子网掩码 255.255.0.0 我可以接收消息，即使 PC 仍然在另一个子网中。

场景 3

如果我将 PC 移动到 10.0.254.100 并使用子网掩码 255.255.255.0 然后我可以与 设备 A 通信，但是我看不到消息来自设备 B 10.0.255.222.

更让我困惑的是，在这两种情况下，Wireshark 都可以捕获数据包。

为什么我的应用程序不能看到来自 设备 A 的数据包，为什么 wireshark 可以（在第一种情况下）？我可以像 wireshark 一样做些什么才能看到这些数据包？
场景 2 和 3 背后的解释是什么？由于在场景2中，设备B显然在另一个子网中，但通信丢失只发生在场景3
我应该阅读哪些内容才能更好地理解这些问题？

PS：我不认为问题出在UDP的不可靠性上。 PPS: 我确实尝试禁用"Capture packets in promiscuous mode"，结果是一样的，我可以在Wireshark

中看到来自设备A的数据包

Answer 1

Wireshark 将网络适配器置于 "promiscuous mode" 中，报告它在网络上看到的所有数据包。通常它只报告发往主机的数据包。在您的情况下，听起来网络掩码的差异意味着设备将使用不同的广播地址，并且数据包被丢弃。

Wireshark 在 Windows 上安装了一个特殊的网络驱动程序以访问所有流量 https://wiki.wireshark.org/WinPcap

Answer 2

每当你运行 wireshark .it 自动将你的设备（接口）放入 "promiscuous mode" .so 它将捕获空中的所有数据包，无需打扰子网掩码。

而您的 PC 将捕获在同一个子网。

Answer 3

一件事是 - Wireshark 使用混杂模式 - 因此它可以读取交换机端口上的任何内容。这可能包括您自己的广播、一些其他广播，甚至一些不适合您的 uni/multicasts - 只要数据包到达该交换机端口。你的程序不是这种情况。您的程序正在尝试仅接收 网络广播地址 的数据报。现在下面的解释会有所帮助。

我认为您混淆了网络地址和广播域。这是你的情况

场景一。

PC - 10.0.100.100 网络掩码 255.255.0.0 所以广播地址是 10.0.255.255，（通常任何在网络掩码中是 0 的东西 - 如果它被设置为所有 1s 成为一个广播地址。)

所以任何发送到这个广播地址的东西都会被你的应用接收。

设备 A 10.0.254.83 网络掩码 255.255.255.0。所以广播地址是10.0.254.255。请注意，它不同于 PC 的广播地址，因此您无法接收它们。

所以不要被外表相同的 网络地址所迷惑。

场景 2

设备 B - 10.0.255.222 网络掩码 255.255.0.0。所以广播地址是10.0.255.255。这与上面场景 1 中您的 PC 地址相同，因此可以接收数据报（无需处于混杂模式）。（255.222 部分可能看起来像一个不同的网络，但这不是因为网络掩码是 16 字节 255.255.0.0。

场景 3

PC : 10.0.254.100 netmask 255.255.255.0 因此网络的广播地址是 10.0.254.255 - 这与场景 1 中设备 A 的广播地址 (10.0.254.255) 相同，但与广播不同场景 2 中设备 B (10.0.255.255) 的地址以及预期结果。

在您的场景中 - 设备 A 的网络是设备 B 的子网，PC 的网络和广播仅限于子网。当您将 PC 移入子网时，您会收到子网的广播（Senario 3）。

编辑：

解释 - 为什么你可以在 wireshark 中看到子网广播而为什么在你的应用程序中看不到 - 你在 wireshark 中看到的就是 'received by your network card'。由于所有广播都有 ff:ff:ff:ff:ff 的目的地 mac，您的卡将接收它，但您的 OS 堆栈将丢弃它们，因为网络级地址不是网络级广播.即使没有混杂模式，也会收到第 2 层广播。希望对您有所帮助。

以 wireshark 的方式接收跨子网的 UDP 广播数据包

Receive UDP broadcast packets across subnetworks the way wireshark can do it

c

networking

udp

broadcast

wireshark

情景一

场景 2

场景 3