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[原创]使用TDI与WinSock进行客户端服务器编程
2010-12-24 18:47 9665

[原创]使用TDI与WinSock进行客户端服务器编程

2010-12-24 18:47
9665
题目:使用TDI与WinSock进行客户端服务器编程
日期:2010年12月24日
作者:Cryin' (http://hi.baidu.com/justear)

简介:

在本文中,您将了解到使用传输驱动程序接口TDI与应用层套接字WinSock客户端服务器应用程序内核级编程实现细节。介绍常用的TDI函数并提供编写TDI与WinSock(TCP)应用程序的详细说明。最后还提供了源代码以演示编写程序的步骤。

开始之前:

在开始学习本文内容之前,假设读者以具备以下基础:
        • Windows 内核级编程的知识和经验
        • 网络编程概念及应用层Socket编程经验
        • 了解并安装有Microsoft DDK

WinSock(服务器):

应用层套接字编程流程比较简单,这里简单介绍:
        • 加载套接字库并创建Socket(socket())
        • 绑定套接字到指定端口和IP(bind())
        • 设置套接字进行监听以等待连接请求(listen())
        • 接受连接请求(accept())
        • 发送或接收信息(send()/recv())
        • 关闭套接字(closesocket())         

TDI(客户端):

TDI 定义在传输协议栈中较高级别公开的内核模式网络接口,如下图:

图:传输协议栈
TDI应用程序可以分为两种类型,与基于Socket的应用程序类似:
        • 面向连接(使用TCP协议,通信可靠)
        • 面向误连接(使用UDP协议,通信不可靠)

常用TDI函数:

这里讨论一些比较常用的TDI,以便实现基于传输驱动程序接口TDI与WinSock客户端服务器编程。

打开TDI设备:

VOID  InitializeObjectAttributes(
    OUT POBJECT_ATTRIBUTES  InitializedAttributes,
    IN PUNICODE_STRING  ObjectName,
    IN ULONG  Attributes,
    IN HANDLE  RootDirectory,
    IN PSECURITY_DESCRIPTOR  SecurityDescriptor
        );
所附带的参数:
InitializedAttributes
        要初始化的OBJECT_ATTRIBUTES结构的指针
ObjectName
        Unicode 设备名称,对于无连接的情况为 device\UDP,对于本文是面向连接的通信,则为 device\TCP。此 ObjectName必须为 Unicode 字符串。该 Unicode 字符串可以使用 RtlInitUnicodeString 库调用进行初始化。
Attributes
        只需填写为OBJ_CASE_INSENSITIVE | OBJ_KERNEL_HANDLE即可
RootDirectory
        此处为NULL
SecurityDescriptor
        设置安全描述符。由于笔者总是打开内核句柄,所以很少设置这个参数
       
        接下来需要打开本地传输地址的文件对象,客户端应用程序必须调用ZwCreateFile函数并在扩展属性中传递此地址。当ZwCreateFile成功调用时,将返回传输文件(表示连接端点)的句柄。客户端必须调用ObReferenceObjectByHandle函数,该函数将返回相应的传输文件对象。该传输文件对象将用于向远程服务端发送数据或接收数据。此外客户端必须事件处理例程以接收各种网络事件,如接收数据、断开连接、错误等。
NTSTATUS ObReferenceObjectByHandle(
    IN HANDLE  Handle,
    IN ACCESS_MASK  DesiredAccess,
    IN POBJECT_TYPE  ObjectType  OPTIONAL,
    IN KPROCESSOR_MODE  AccessMode,
    OUT PVOID  *Object,
    OUT POBJECT_HANDLE_INFORMATION  HandleInformation  OPTIONAL
        );
所附带的参数:
Handle
        为对象指定一个打开句柄。此句柄由 ZwCreateFile 返回。
DesiredAccess
        指定所请求的对象访问权限类型。此字段的解释取决于对象类型。
ObjectType
        指向对象类型的指针。可以为 *IoFileObjectType 或 *ExEventObjectType。如果         AccessMode 为 KernelMode,此参数可以为 NULL。
AccessMode
        指定要为访问检查使用的访问模式。必须为 UserMode 或 KernelMode。对于底层驱动        程序,应指定 KernelMode。
Object
        指向接收对象指针的变量。
HandleInformation
        驱动程序会将此参数设置为 NULL。
       
VOID KeInitializeEvent(
    IN PRKEVENT  Event,
    IN EVENT_TYPE  Type,
    IN BOOLEAN  State
        );
所附带的参数:
Event
        指向事件对象地址的指针
Type
        事件类型,NotificationEvent 或者SynchronizationEvent
State
        事件初始化信号状态
       
IoSetCompletionRoutine函数将向基础驱动程序注册回调函数,以在链中底层驱动程序完成了对 IRP 的请求时进行调用。将在 IRP 完成(成功或失败)和取消 IRP 请求时调用回调例程。
VOID IoSetCompletionRoutine(
    IN PIRP  Irp,
    IN PIO_COMPLETION_ROUTINE  CompletionRoutine,
    IN PVOID  Context,
    IN BOOLEAN    InvokeOnSuccess,
    IN BOOLEAN  InvokeOnError,
    IN BOOLEAN  InvokeOnCancel
        );
所附带的参数:
Irp
        指向驱动程序希望跟踪的 IRP 的指针
CompletionRoutine
        指定驱动程序提供的 IoCompletion 例程(更低层的驱动程序完成数据包时调用)的入        口点
Context
        指向驱动程序确定的上下文的指针,以将该上下文传递给 IoCompletion 例程
InvokeOnSuccess
        指定如果 IRP 完成,且 IRP 的 IO_STATUS_BLOCK 结构中包含成功状态值,是否        基于 NT_SUCCESS 宏(在 ntdef.h 中定义)的结果调用完成例程
InvokeOnError
        指定如果 IRP 完成,且 IRP 的 IO_STATUS_BLOCK 结构中非成功状态值,是否调        用完成例程
InvokeOnCancel
        指定如果驱动程序或内核调用 IoCancelIrp 来取消 IRP,是否调用完成例程
       
IoAllocateMdl 函数用于分配 MDL 结构,该结构足够对提供的缓冲区进行映射。驱动程序间传输的数据均采用 MDL 结构的形式。驱动程序应使用此函数分配的 MDL 调用 MmBuildMdlForNonPagedPool 以从非分页池建立 MDL。此外,还可以选择将此函数与具有 IRP 的 MDL 关联(如果传递了此 IRP)。
PMDL IoAllocateMdl(
    IN PVOID  VirtualAddress,
    IN ULONG  Length,
    IN BOOLEAN  SecondaryBuffer,
    IN BOOLEAN  ChargeQuota,
    IN OUT PIRP  Irp  OPTIONAL );
所附带的参数:
VirtualAddress
        指向 MDL 要描述的缓冲区的虚拟基地址的指针
Length
        指定 MDL 要描述的缓冲区的长度(以字节为单位)。此值必须小于以下公式的计算值:         PAGE_SIZE * (65535 - sizeof
        (MDL)) / sizeof(ULONG_PTR)
SecondaryBuffer
        指示缓冲区是主缓冲区还是次缓冲区。确定 MDL 如何链接到 IRP。IRP 中除 MDL 描        述的第一个缓冲区外的所有缓冲区均被视为次缓冲区。如果没有与 MDL 关联的 IRP,        此字段必须为 FALSE
ChargeQuota
        应由中间驱动程序设置为 FALSE。只有特定的高层驱动程序才能将此值设置为         TRUE,应在发出 I/O 请求以分配另一个 IRP 线程的上下文中调用此类驱动程序。
        Irp 指向与 MDL 关联的 IRP 的指针。如果 Irp 指针非空,所分配的 MDL 将根据         SecondaryBuffer 的值与指定的 IRP 的 MDL 列表关联

IoCallDriver 会在进行调用时将经过格式化的 IRP 请求传递给基础驱动程序(按照在设备对象指定的方式)。在调用此函数前,调用驱动程序必须为目标驱动程序设置 I/O 堆栈位置。(有关更多信息,请参阅 DDK 帮助中关于将 IRP 传递到驱动程序栈的内容。)调用方必须检查返回值,以确保已由较低层的驱动程序完成了 IRP 请求。如果返回值不是 SUCCESS,则调用方在继续下一个任务之前,必须等待相应的事件。
NTSTATUS IoCallDriver(
    IN PDEVICE_OBJECT  DeviceObject,
    IN OUT PIRP  Irp );
所附带的参数:
DeviceObject
        指向设备对象的指针,该对象表示所请求的 I/O 操作的目标设备
Irp
        指向 IRP 的指针
返回值
        IoCallDriver 返回较低层驱动程序在给定请求的 IO 状态块中设置的 NTSTATUS 值;        或者,如果请求在排队进行进一步处理,则返回 STATUS_PENDING

PIRP TdiBuildInternalDeviceControlIrp(
    IN CCHAR  IrpSubFunction,
    IN PDEVICE_OBJECT  DeviceObject,
    IN PFILE_OBJECT  FileObject,
    IN PKEVENT  Event,
    IN PIO_STATUS_BLOCK  IoStatusBlock
    );
所附带的参数:
IrpSubFunction
        返回与制定参数对应的后面要处理的IRP,参数可以为以下值:
        TDI_ASSOCIATE_ADDRESS
        The caller will pass the returned IRP to TdiBuildAssociateAddress.
        TDI_DISASSOCIATE_ADDRESS
        The caller will pass the returned IRP to TdiBuildDisassociateAddress.
        TDI_CONNECT
        The caller will pass the returned IRP to TdiBuildConnect.
        TDI_LISTEN
        The caller will pass the returned IRP to TdiBuildListen.
        TDI_ACCEPT
        The caller will pass the returned IRP to TdiBuildAccept.
        TDI_DISCONNECT
        The caller will pass the returned IRP to TdiBuildDisconnect.
        TDI_SEND
        The caller will pass the returned IRP to TdiBuildSend.
        TDI_RECEIVE
        The caller will pass the returned IRP to TdiBuildReceive.
        TDI_SEND_DATAGRAM
        The caller will pass the returned IRP to TdiBuildSendDatagram.
        TDI_RECEIVE_DATAGRAM
        The caller will pass the returned IRP to TdiBuildReceiveDatagram.
        TDI_SET_EVENT_HANDLER
        The caller will pass the returned IRP to TdiBuildSetEventHandler.
        TDI_QUERY_INFORMATION
        The caller will pass the returned IRP to TdiBuildQueryInformation.
        TDI_SET_INFORMATION
        The caller will pass the returned IRP to TdiBuildSetInformation.
        TDI_ACTION
        The caller will pass the returned IRP to TdiBuildAction.
DeviceObject
        设备对象
FileObject
        由ObReferenceObjectByHandle指定的FileObject
Event
        事件指针
IoStatusBlock
        指向IO_STATUS_BLOCK对象的指针

编写TDI客户端的还需要用到的函数有:
        • 建立连接TdiBuildConnect
        • 发送信息TdiBuildSend
        • 接收信息TdiBuildReceive
        • 关闭连接TdiBuildDisconnect
有关更多TDI的函数,请参考MSDN。实例截图:

图:使用TDI与WinSock进行客户端服务器编程效果图
实例代码:
        Winsock服务端编译环境:Microsoft Visual C++ 6.0
        TDI客户端编译环境:WDK 7600.16385.0
        测试环境:Windows XP SP3
        源代码下载:http://code.google.com/p/tdiwinsockcommunication/
参考文献:
        http://www.ibm.com/developerworks/cn/education/aix/kernel/resources.html
        Professional.Rootkits

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jinyh 活跃值 2010-12-24 21:13
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楼主又是一头大牛!
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film 活跃值 2010-12-24 23:25
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不是很了解,不过很感兴趣!
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