原始以太网广播

Question

我下载了 WinDDK 并使用 ndisprot 5x 从我的用户应用程序广播原始以太网数据包，指定目标 MAC 全部为 0xff，在大型且重复的数据集上，它似乎效率不高。

目前效果很好的是环回 - 将目标和源 MAC 指定为我自己的，我获得了所需的速度，但数据包永远不会离开我的网卡。

也许我缺少一些 ndis 驱动程序选项并等待广播使用此示例 MS 驱动程序完成？我想要的只是将数据包广播到网络，我并不真正关心传送状态，并希望尽快摆脱它。

一个只有 2 点的系统在这里会有帮助吗？我不确定是什么导致了滞后。

Answer 1

在内核模式下不可能消除发送完成路径。原因是网卡正忙于从内存中读取字节，直到它最终发出发送完成信号。如果您在重新使用数据包之前没有等待发送完成，那么网卡将没有机会读取完整的数据包。您最终会发送损坏的数据。

但是，您说得对，使用库存 NDISPROT 示例发送大量数据时效率非常低。问题在于 NDISPROT 的用户模式示例应用程序同步将数据写入内核模式。这意味着您的线程开始写入（发送数据包），然后阻塞，直到写入（发送数据包）完成。 （该示例效率低下，因为 NDISPROT 示例的目的是说明如何在内核模式下与 NDIS 进行互操作，而不是说明用户内核通信的复杂技术。）

您可以通过使用以下几种技术之一来大大加快速度 ：同时处理多条数据：

1. 使用多线程。执行与现在相同的操作，只不过在多个线程上并行执行。这很容易设置，但扩展性不太好（要扩展至 10 倍流量，您需要 10 倍线程，然后您就会开始因缓存问题而受到伤害）。另外，如果您的数据集必须按顺序发送，则需要一堆复杂的同步来确保线程按顺序发出请求。

2. 对 WriteFile 和 OVERLAPPED 数据结构使用异步调用。这需要您对用户模式应用程序进行一些重组。 （幸运的是，您不需要接触内核驱动程序，因为它已经支持这一点）。通过重叠写入，您可以从单个线程同时发出多个写入，然后在其中任何一个（或全部）完成时收到通知。如果您对重叠设计足够仔细，您应该能够轻松填充 100Mbps 网络链接。

更明确地说，这就是您当前所拥有的：

Your app           NDISPROT driver         Network card         The network
---------------------------------------------------------------------------------
  WriteFile
   .      \-------> NdisProtWrite
   .                            \-------> NdisSendPackets
   .                                            |
   .                                   (copy packet payload
   .                                    from system RAM to
   .                                    network card's buffer)
   .                                            |
   .                                            |---------------> Start sending
   .             NdisProtSendComplete <---------|                      .
  WriteFile <----/                              |                      .
   returns                                      |<--------------- Finish sending

如您所见，在网卡将数据包有效负载从 RAM 复制到 NIC 硬件的整个过程中，您的用户模式应用程序一直停留在 WriteFile 中。相反，如果您使用异步写入内核模式，您将得到以下结果：

Your app           NDISPROT driver         Network card         The network
---------------------------------------------------------------------------------
  WriteFile
   .      \-------> NdisProtWrite
   .               |            \-------> NdisSendPackets
  WriteFile <------/                           |
   returns                              (copy packet payload
                                        from system RAM to
                                        network card's buffer)
                                                |
                                                |---------------> Start sending
                 NdisProtSendComplete <---------|                      .
  Async write <--/                              |                      .
   completes                                    |<--------------- Finish sending

在此设置中，WriteFile 返回得更快，因此您有机会排队另一个数据包（或 10 个），同时NIC 仍在读取第一个数据包。您可以使用任何常用的重叠技术来确定写入（发送数据包）何时完成，并且可以重用数据缓冲区。

要开始使用异步 I/O，请从 开始本文档。 （哎呀，看起来他们的图表与我很棒的 ASCII 艺术旋转了 90°...）。