网络唤醒(WOL)全解指南:原理篇

简介:
+关注继续查看

什么是网络唤醒

网络唤醒(Wake-on-LAN,WOL)是一种计算机局域网唤醒技术,使局域网内处于关机或休眠状态的计算机,将状态转换成引导(Boot Loader)或运行状态。无线唤醒(Wake-on-Wireless-LAN,WoWLAN)作为 WOL 的补充技术,使用无线网卡去唤醒计算机。网络唤醒在一般的局域网环境里使用有限广播地址(255.255.255.255)即可,由于路由器都不转发目的地址为有限广播地址的数据报,因此在复杂网络情况下通常使用子网定向广播地址。在局域网外唤醒局域网内特定计算机,可以使用路由器的 DDNS 与端口转发。

在1996年10月,英特尔和 IBM 成立了 Advanced Manageability Alliance。1997年4月,联盟提出了 WOL 技术。这是 WOL 技术的起源,随后各大厂商纷纷推出了自己的 WOL 技术标准。本文所讨论的 WOL 技术是由 AMD 公司提出的 Magic Packet(幻数据包,魔术包)唤醒方式,这里给出 AMD 关于此技术的白皮书

幻数据包(Magic Packet)

幻数据包是一个广播帧,包含目标计算机的MAC地址。由于 MAC 地址的唯一性,使数据包可以在网络中被唯一的识别。幻数据包发送通常使用无连接的传输协议,如 UDP ,发送端口为 7 或 9 ,这只是通常做法,没有限制。

WOL 技术被提出了将近20年,绝大多数的现代网卡都支持在超低功耗下监听特定的报文,如 ARP。如果设备网卡接收到一个与自己 MAC 地址相同的幻数据包,则网卡会向计算机的电源或主板发出信号以唤醒计算机。大部分的幻数据包在数据链路层(OSI模型第2层)上发送,当发送时,使用广播地址广播到给定的网络上,不使用IP地址(OSI模型第3层)。当然这是绝大部分情况,幻数据包也可以使用特定的 IP 地址进行发送。

幻数据包最简单的构成是6字节的255(FF FF FF FF FF FF FF),紧接着为目标计算机的48位MAC地址,重复16次,数据包共计102字节。有时数据包内还会紧接着4-6字节的密码信息。这个帧片段可以包含在任何协议中,最常见的是包含在 UDP 中。

例如 MAC 地址为 11 22 33 44 55 66 的目标计算机,幻数据包的格式为:

FFFFFFFFFFFF 112233445566 112233445566 112233445566 112233445566 112233445566 112233445566 112233445566 112233445566 112233445566 112233445566 112233445566 112233445566 112233445566 112233445566 112233445566 112233445566 [ABABABABABAB(这里为6个字节的密码)]

幻数据包还有一些基本限制条件:

  1. 需要知道目标计算机 MAC 地址
  2. 不提供送达确认
  3. 可能无法在局域网之外工作
  4. 需要硬件进行支持

创建幻数据包

项目地址:https://github.com/ZhangGaoxing/wake-on-lan

该项目为 Xamarin 跨平台项目,包含 Xamarin.Android 与 UWP 。支持自动扫描添加局域网设备。

关于 MAC 地址的扫描获取,这里只说一下思路,详细请查阅代码。第一种方式,也是我最开始想到的方式,使用 Ping 来 Ping 整个网段。开了四个线程,1-255大概需要30多秒,稍微有点慢,而且 .NET 的 Ping 类在 Android 上无法限制秒数。第二种方式,百度到的,直接向整个网段发送 UDP 消息,2秒解决战斗。扫描完成后获取 ARP 表就行。

下面给出的是发送幻数据包的方法:

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);
    }
}
目录
相关文章
|
4天前
|
网络协议 Linux 存储
深入理解Linux网络——TCP连接建立过程(三次握手源码详解)
一、相关实际问题 1. 为什么服务端程序都需要先listen一下 2. 半连接队列和全连接队列长度如何确定 3. “Cannot assign requested address”这个报错是怎么回事 4. 一个客户端端口可以同时用在两条连接上吗 5. 服务端半/全连接队列满了会怎么样 6. 新连接的soket内核对象是什么时候建立的 7. 建立一条TCP连接需要消耗多长时间 8. 服务器负载很正常,但是CPU被打到底了时怎么回事
|
4天前
|
缓存 网络协议 算法
深入理解Linux网络——TCP协议三次握手和四次挥手详细流程
• 找到套接字:创建内核对象的时候,fd会跟file对象做通过fd_install关联起来,通过进程的fd_table就可以找到对应的file,而file的private指针就指向了socket对象,所以根据fd即可找到套接字 • 判断当前套接字的状态:只有SS_UNCONNECTED状态(刚创建的套接字就是该状态)才会继续,其他状态都会报错 1. 注意此处是socket的状态,而不是sock的状态 2. 会将socket状态更改为SS_CONNECTING • 更改sock状态为TCP_SYN_SENT
|
4天前
|
存储 缓存 网络协议
深入理解Linux网络——TCP连接的开销
在应用程序里,我们使用多少内存都是自己能掌握和控制的,但是纵观Linux整台服务器,除了应用程序以外,内核也会申请和管理大量的内存。
|
4天前
|
缓存 网络协议 Linux
深入理解Linux网络——本机网络IO
前面的章节深度分析了网络包的接收,也拆分了网络包的发送,总之收发流程算是闭环了。不过还有一种特殊的情况没有讨论,那就是接收和发送都在本机进行。而且实践中这种本机网络IO出现的场景还不少,而且还有越来越多的趋势。例如LNMP技术栈中的nginx和php-fpm进程就是通过本机来通信的,还有流行的微服务中sidecar模式也是本机网络IO。
|
4天前
|
存储 缓存 网络协议
深入理解Linux网络——内核是如何发送网络包的
一、相关实际问题 1. 查看内核发送数据消耗的CPU时应该看sy还是si 2. 在服务器上查看/proc/softirqs,为什么NET_RX要比NET_TX大得多 3. 发送网络数据的时候都涉及那些内存拷贝操作 4. 零拷贝到底是怎么回事 5. 为什么Kafka的网络性能很突出
|
网络协议 网络安全 PHP
使用天猫精灵实现计算机WOL网络唤醒
解决笔记本连显示器不想掀盖子开机和远程办公时给公司电脑开机不方便的痛点。
13176 8
使用天猫精灵实现计算机WOL网络唤醒
DHCP 设置主机网络唤醒
#网络唤醒 #客户端BIOS打开网络唤醒功能 ether-wake -i eth1 11:22:33:44:55   #eth1为服务器网卡
843 0
推荐文章
更多