什么是網絡喚醒
網絡喚醒(Wake-on-LAN,WOL)是一種計算機局域網喚醒技術,使局域網內處於關機或休眠狀態的計算機,將狀態轉換成引導(Boot Loader)或運行狀態。無線喚醒(Wake-on-Wireless-LAN,WoWLAN)作為 WOL 的補充技術,使用無線網卡去喚醒計算機。網絡喚醒在一般的局域網環境里使用有限廣播地址(255.255.255.255)即可,由於路由器都不轉發目的地址為有限廣播地址的數據報,因此在復雜網絡情況下通常使用子網定向廣播地址。在局域網外喚醒局域網內特定計算機,可以使用路由器的 DDNS 與端口轉發。
在1996年10月,英特爾和 IBM 成立了 Advanced Manageability Alliance。1997年4月,聯盟提出了 WOL 技術。這是 WOL 技術的起源,隨后各大廠商紛紛推出了自己的 WOL 技術標准。本文所討論的 WOL 技術是由 AMD 公司提出的 Magic Packet(幻數據包,魔術包)喚醒方式,這里給出 AMD 關於此技術的白皮書。
幻數據包(Magic Packet)
幻數據包是一個廣播幀,包含目標計算機的MAC地址。由於 MAC 地址的唯一性,使數據包可以在網絡中被唯一的識別。幻數據包發送通常使用無連接的傳輸協議,如 UDP ,發送端口為 7 或 9 ,這只是通常做法,沒有限制。
WOL 技術被提出了將近20年,絕大多數的現代網卡都支持在超低功耗下監聽特定的報文,如 ARP。如果設備網卡接收到一個與自己 MAC 地址相同的幻數據包,則網卡會向計算機的電源或主板發出信號以喚醒計算機。大部分的幻數據包在數據鏈路層(OSI模型第2層)上發送,當發送時,使用廣播地址廣播到給定的網絡上,不使用IP地址(OSI模型第3層)。當然這是絕大部分情況,幻數據包也可以使用特定的 IP 地址進行發送。
幻數據包最簡單的構成是6字節的255(FF FF FF FF FF FF FF),緊接着為目標計算機的48位MAC地址,重復16次,數據包共計102字節。有時數據包內還會緊接着4-6字節的密碼信息。這個幀片段可以包含在任何協議中,最常見的是包含在 UDP 中。
FF FF FF FF FF FF FF | MAC 地址 × 16 | 4-6字節的密碼(可空) |
---|
例如 MAC 地址為 11 22 33 44 55 66 的目標計算機,幻數據包的格式為:
FFFFFFFFFFFF 112233445566 112233445566 112233445566 112233445566 112233445566 112233445566 112233445566 112233445566 112233445566 112233445566 112233445566 112233445566 112233445566 112233445566 112233445566 112233445566 [ABABABABABAB(這里為6個字節的密碼)]
幻數據包還有一些基本限制條件:
- 需要知道目標計算機 MAC 地址
- 不提供送達確認
- 可能無法在局域網之外工作
- 需要硬件進行支持
創建幻數據包
項目地址:https://github.com/ZhangGaoxing/wake-on-lan
該項目為 Xamarin 跨平台項目,包含 Xamarin.Android 與 UWP 。支持自動掃描添加局域網設備。
關於 MAC 地址的掃描獲取,這里只說一下思路,詳細請查閱代碼。第一種方式,也是我最開始想到的方式,使用 Ping 來 Ping 整個網段。開了四個線程,1-255大概需要30多秒,稍微有點慢,而且 .NET 的 Ping 類在 Android 上無法限制秒數。第二種方式,百度到的,直接向整個網段發送 UDP 消息,2秒解決戰斗。掃描完成后獲取 ARP 表就行。
下面給出的是發送幻數據包的方法:
public static async void Wake(string broadcast, int port, byte[] mac) { using (UdpClient udp = new UdpClient()) { udp.EnableBroadcast = true; byte[] packet = new byte[6 + 16 * 6]; for (int i = 0; i < 6; i++) { packet[i] = 0xFF; } for (int i = 0; i < 16; i++) { for (int j = 0; j < 6; j++) { packet[6 + i * 6 + j] = mac[j]; } } await udp.SendAsync(packet, packet.Length, broadcast, port); } }