Windows网络通信流量和网速监控设计（一）

2022-06-26 526

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简介： Windows网络通信流量和网速监控设计（一）

三种数据通信传输模式

一、单工通信

数据传输只支持数据在一个方向上传输;在同一时间只有一方能接受或发送数据信息，不能实现双向通信。比较安全，例如:广播、电视。

二、半双工通信

传输允许数据在两个方向上传输;在某一时刻，只允许数据在一个方向上传输，它实际上是一种切换方向的单工通信;在同一时间只可以有一方接受或发送消息，可以实现双向通信。例如:对讲机。

三、全双工通信

数据通信允许数据同时在两个方向上传输，全双I通信是两个单工通信方式的组合。它要求发送设备和接收设备都有独立的接收和发送能力;在同一时间可以同时接受和发送消息。例如:电话通信。

相关基础知识

1、__stdcall

详解可点击这里了解

https://blog.csdn.net/weixin_45525272/article/details/106475573

2、GetIfTable（）函数

函数

  DWORD GetIfTable(
         PMIB_IFTABLE pIfTable,
         PULONG pdwSize,
         BOOL bOrder
  );

功能

  获取MIB-II接口列表

参数

  PMIB_IFTABLE pIfTable：接收缓冲区，接收GetIfTable返回的MIB-II接口表
  PULONG pdwSize：pIfTable缓冲区字节数，若缓冲区过小则返回所需大小
  BOOL bOrder：指定pIfTable中返回的接口列表条目是否根据接口索引排序

3、MIB_IFTABLE结构体

MIB_IFTABLE结构体

typedef struct _MIB_IFTABLE {
  DWORD     dwNumEntries;
  MIB_IFROW table[ANY_SIZE];
} MIB_IFTABLE, *PMIB_IFTABLE;
typedef struct _MIB_IFROW {
  WCHAR wszName[MAX_INTERFACE_NAME_LEN];
  DWORD dwIndex;
  DWORD dwType;
  DWORD dwMtu;
  DWORD dwSpeed;
  DWORD dwPhysAddrLen;
  BYTE  bPhysAddr[MAXLEN_PHYSADDR];
  DWORD dwAdminStatus;
  DWORD dwOperStatus;
  DWORD dwLastChange;
  DWORD dwInOctets;
  DWORD dwInUcastPkts;
  DWORD dwInNUcastPkts;
  DWORD dwInDiscards;
  DWORD dwInErrors;
  DWORD dwInUnknownProtos;
  DWORD dwOutOctets;
  DWORD dwOutUcastPkts;
  DWORD dwOutNUcastPkts;
  DWORD dwOutDiscards;
  DWORD dwOutErrors;
  DWORD dwOutQLen;
  DWORD dwDescrLen;
  BYTE  bDescr[MAXLEN_IFDESCR];
} MIB_IFROW, *PMIB_IFROW;

返回值

  成功返回NO_ERROR，否则返回值即错误码

头文件和引用库

  #include <IPHlpApi.h>   
  #pragma comment(lib, "IPHlpApi.lib")

细说MIB_IFROW结构体成员

  dwType：接口类型，例如IF_TYPE_ETHERNET_CSMACD=6, Ethernet网络接口;
  IF_TYPE_SOFTWARE_LOOPBACK=24，软件回环测试网络接口。23号之前的网络接口可用来统计系统流量。
  dwSpeed：接口速度，单位bps，可用来计算网络带宽
  bPhysAddr：接口网卡的MAC地址
  dwInOctets：接收的字节数，自系统启动，可用来统计系统网络流量。
  dwOutOctets：发送的字节数，自系统启动，可用来统计系统网络流量。

4、获取网络带宽

bool GetNetworkBandwithByMidTable(int &iMbsBandwidth)
{
  /*获取MIB-II接口表大小*/
  DWORD dwBufferLen = 0;
  GetIfTable(NULL, &dwBufferLen, 0); 
  /*创建MIB-II接口表*/
  PMIB_IFTABLE pMibIfTable = (MIB_IFTABLE*)malloc(dwBufferLen);
  /*获取MIB-II接口表*/
  DWORD dwRet = GetIfTable(pMibIfTable, &dwBufferLen, 0);
  if(NO_ERROR != dwRet)
  {
    std::cout<<"GetIfTable != NO_ERROR, ErrorCode="<<dwRet<<std::endl;
    free(pMibIfTable);
    return false;
  }
  iMbsBandwidth = INT_MAX;
  /*多网卡*/
  for(int i = 0; i != pMibIfTable->dwNumEntries; ++i)
  {
    if (pMibIfTable->table[i].dwType <= 23)
    {
      int iTmp = static_cast<int>(pMibIfTable->table[i].dwSpeed/1000/1000);
      if(iTmp != 0 && iTmp < iMbsBandwidth)
        iMbsBandwidth = iTmp;
    }
  }
  free(pMibIfTable);
  if(iMbsBandwidth == INT_MAX)
    return false;
  return true;
}

网卡的传输速度有10Mbps、100Mbps、1000Mbps，查看网卡速度的方法：设备管理器—网络适配器—选择网卡—属性—高级—连接速度和双工模式—值—下拉菜单中的最大值。

网络带宽由多种因素决定，例如为连接在只具备100M传输速度的双绞线上的计算机配置1000M的网卡就是一种浪费，因为其至多也只能实现100M的传输速率。

故网络带宽为各种物理介质中的最小值，可认为是所有网卡传输速度的最小值（且不为0）。

5、获取发送比特数和接收比特数，自系统启动

bool GetStatisticOfSysNetworkFlow(DWORD &dwbitTotalRecv, DWORD &dwbitTotalSend)
{
  /*获取MIB-II接口表大小*/
  DWORD dwBufferLen = 0;
  GetIfTable(NULL, &dwBufferLen, 0); 
  /*创建MIB-II接口表*/
  PMIB_IFTABLE pMibIfTable = (MIB_IFTABLE*)malloc(dwBufferLen);
  /*获取MIB-II接口表*/
  DWORD dwRet = GetIfTable(pMibIfTable, &dwBufferLen, 0);
  if(NO_ERROR != dwRet)
  {
    std::cout<<"GetIfTable != NO_ERROR, ErrorCode="<<dwRet<<std::endl;
    free(pMibIfTable);
    return false;
  }
  dwbitTotalRecv = dwbitTotalSend = 0;
  /*多网卡*/
  for(int i = 0; i != pMibIfTable->dwNumEntries; ++i)
  {
    if (pMibIfTable->table[i].dwType <= 23)
    {
      dwbitTotalRecv += pMibIfTable->table[i].dwInOctets;
      dwbitTotalSend += pMibIfTable->table[i].dwOutOctets;
    }
  }
  /*Byte转bit*/
  dwbitTotalRecv *= 8;
  dwbitTotalSend *= 8;
  free(pMibIfTable);
  return true;
}

6、计算每秒发送比特数和每秒接收比特数

bool GetSysNetworkFlowByMidTable(DWORD &dwbpsRecv, DWORD &dwbpsSend)
{
  /*首次获取*/
  DWORD dwTotalRecv1 = 0, dwTotalSend1 = 0;
  if(!GetStatisticOfSysNetworkFlow(dwTotalRecv1, dwTotalSend1))
  {
    printf("GetStatisticOfSysNetworkFlow == false\n");
    return false;
  }
  Sleep(1000);
  /*再取*/
  DWORD dwTotalRecv2 = 0, dwTotalSend2 = 0;
  if(!GetStatisticOfSysNetworkFlow(dwTotalRecv2, dwTotalSend2))
  {
    printf("GetStatisticOfSysNetworkFlow == false\n");
    return false;
  }
  /*计算*/
  dwbpsRecv = dwTotalRecv2 - dwTotalRecv1;
  dwbpsSend = dwTotalSend2 - dwTotalSend1;
  return true;
}

7、SetupDiGetClassDevs（）函数

SetupDiGetClassDevs用来查询与指定参数匹配的所有已安装设备。

函数定义

HDEVINFO
SetupDiGetClassDevs(
const GUID* ClassGuid,
PCTSTR Enumerator,
HWND hwndParent,
DWORD Flags
);

参数说明

PGUIDClassGuid

在创建设备列表的时候提供一个指向GUID的指针。如果设定了标志（参数Flags的值）为DIGCF_ALLCLASSES，则这个参数可以忽略，且列表结果中包括所有已经安装的设备类别。

PCTSTREnumerator

提供包含设备实例的枚举注册表分支下的键名，可以通过它获取设备信息。如果这个参数没有指定，则要从整个枚举树中获取所有设备实例的设备信息。

HWNDhwndParent

提供顶级窗口的句柄，所有用户接口可以使用它来与成员联系。

DWORDFlags

提供在设备信息结构中使用的控制选项。可以是以下数值：

DIGCF_PRESENT - 只返回当前存在的设备。

DIGCF_ALLCLASSES - 返回所有已安装的设备。如果这个标志设置了，ClassGuid参数将被忽略。

DIGCF_PROFILE - 只返回当前硬件配置文件中的设备。

DIGCF_INTERFACEDEVICE - 返回所有支持的设备。

DIGCF_DEFAULT - 只返回与系统默认设备相关的设备。

返回值

HDEVINFO

如果函数运行成功，返回设备信息结构的句柄，该结构包含与指定参数匹配的所有已安装设备。如果失败，则返回INVALID_HANDLE_VALUE。调用GetLastError可以获得更多错误信息。

说明

使用此函数，需要包含头文件setupapi.h。

此外，在project setting中的link页面需要添加setupapi.lib。

在setupapi.h中有如下定义：

typedef PVOID HDEVINFO;

即HDEVINFO是个无类型指针

举例

//得到所有设备
HDEVINFO hDevInfo = SetupDiGetClassDevs(NULL, 0, 0, DIGCF_PRESENT | DIGCF_ALLCLASSES );