如何通过 .NET 访问 ARP 协议信息？

Posted 2023-03-23

【中文标题】如何通过 .NET 访问 ARP 协议信息？

【英文标题】：How do I access ARP-protocol information through .NET?

【发布时间】：2010-11-12 00:52:56

【问题描述】：

我试图找出在我们的 LAN 中哪些设备在线，哪些设备离线。 我见过很多程序在做一种图形化的网络概览，显示 LAN IP 和 MAC 地址。

我想知道是否以及如何从C#/.NET 中提取这些（ARP？）信息？

【问题讨论】：

数据可能，我不知道，可以通过 SNMP 获得。

你是如何定义局域网的？以太网段？ IP 块中的所有内容？

我将 LAN 定义为本地以太网，从“我的网卡”来看 - 我想要一个可以调用的服务/dll（东西），例如。一个网络服务器或其他东西，它将报告当前 IP 段中哪些 IP 处于活动状态（无需 ping 所有组合），然后获取每个活动 IP 的 MAC 以查找连接的内容（这将允许我们轻松记录/可视化当前网络.)

如果您的设备是某种类型的服务器，那么您将看到大部分网络的其余部分。但是，由于网络交换机的原因，您的机器可能只有与您通信的设备的 ARP 条目。如果您有一些已知 IP，则使用 ping 类来填充 ARP 表。

【参考方案1】：

如果您知道那里有哪些设备，您可以使用Ping Class。这将允许您至少填写 ARP 表。如果需要，您始终可以执行 ARP -a 并解析输出。这里还有一个链接，显示了如何通过 pinvoke 呼叫GetIpNetTable。我在下面包含了 Ping 类的示例以及如何使用 GetIpNetTable 访问 ARP 表。

这是 Ping 类的示例

using System;
using System.Net;
using System.Net.NetworkInformation;
using System.Text;

namespace Examples.System.Net.NetworkInformation.PingTest

    public class PingExample
    
        // args[0] can be an IPaddress or host name.
        public static void Main (string[] args)
        
            Ping pingSender = new Ping ();
            PingOptions options = new PingOptions ();

            // Use the default Ttl value which is 128,
            // but change the fragmentation behavior.
            options.DontFragment = true;

            // Create a buffer of 32 bytes of data to be transmitted.
            string data = "aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa";
            byte[] buffer = Encoding.ASCII.GetBytes (data);
            int timeout = 120;
            PingReply reply = pingSender.Send (args[0], timeout, buffer, options);
            if (reply.Status == IPStatus.Success)
            
                Console.WriteLine ("Address: 0", reply.Address.ToString ());
                Console.WriteLine ("RoundTrip time: 0", reply.RoundtripTime);
                Console.WriteLine ("Time to live: 0", reply.Options.Ttl);
                Console.WriteLine ("Don't fragment: 0", reply.Options.DontFragment);
                Console.WriteLine ("Buffer size: 0", reply.Buffer.Length);
            
        
    

这是 GetIpNetTable 的一个示例。

using System;
using System.Runtime.InteropServices;
using System.ComponentModel; 
using System.Net;

namespace GetIpNetTable

   class Program
   
      // The max number of physical addresses.
      const int MAXLEN_PHYSADDR = 8;

      // Define the MIB_IPNETROW structure.
      [StructLayout(LayoutKind.Sequential)]
      struct MIB_IPNETROW
      
         [MarshalAs(UnmanagedType.U4)]
         public int dwIndex;
         [MarshalAs(UnmanagedType.U4)]
         public int dwPhysAddrLen;
         [MarshalAs(UnmanagedType.U1)]
         public byte mac0;
         [MarshalAs(UnmanagedType.U1)]
         public byte mac1;
         [MarshalAs(UnmanagedType.U1)]
         public byte mac2;
         [MarshalAs(UnmanagedType.U1)]
         public byte mac3;
         [MarshalAs(UnmanagedType.U1)]
         public byte mac4;
         [MarshalAs(UnmanagedType.U1)]
         public byte mac5;
         [MarshalAs(UnmanagedType.U1)]
         public byte mac6;
         [MarshalAs(UnmanagedType.U1)]
         public byte mac7;
         [MarshalAs(UnmanagedType.U4)]
         public int dwAddr;
         [MarshalAs(UnmanagedType.U4)]
         public int dwType;
      

      // Declare the GetIpNetTable function.
      [DllImport("IpHlpApi.dll")]
      [return: MarshalAs(UnmanagedType.U4)]
      static extern int GetIpNetTable(
         IntPtr pIpNetTable,
         [MarshalAs(UnmanagedType.U4)]
         ref int pdwSize,
         bool bOrder);

      [DllImport("IpHlpApi.dll", SetLastError = true, CharSet = CharSet.Auto)]
      internal static extern int FreeMibTable(IntPtr plpNetTable);

      // The insufficient buffer error.
      const int ERROR_INSUFFICIENT_BUFFER = 122;

      static void Main(string[] args)
      
         // The number of bytes needed.
         int bytesNeeded = 0;

         // The result from the API call.
         int result = GetIpNetTable(IntPtr.Zero, ref bytesNeeded, false);

         // Call the function, expecting an insufficient buffer.
         if (result != ERROR_INSUFFICIENT_BUFFER)
         
            // Throw an exception.
            throw new Win32Exception(result);
         

         // Allocate the memory, do it in a try/finally block, to ensure
         // that it is released.
         IntPtr buffer = IntPtr.Zero;

         // Try/finally.
         try
         
            // Allocate the memory.
            buffer = Marshal.AllocCoTaskMem(bytesNeeded);

            // Make the call again. If it did not succeed, then
            // raise an error.
            result = GetIpNetTable(buffer, ref bytesNeeded, false);

            // If the result is not 0 (no error), then throw an exception.
            if (result != 0)
            
               // Throw an exception.
               throw new Win32Exception(result);
            

            // Now we have the buffer, we have to marshal it. We can read
            // the first 4 bytes to get the length of the buffer.
            int entries = Marshal.ReadInt32(buffer);

            // Increment the memory pointer by the size of the int.
            IntPtr currentBuffer = new IntPtr(buffer.ToInt64() +
               Marshal.SizeOf(typeof(int)));

            // Allocate an array of entries.
            MIB_IPNETROW[] table = new MIB_IPNETROW[entries];

            // Cycle through the entries.
            for (int index = 0; index < entries; index++)
            
               // Call PtrToStructure, getting the structure information.
               table[index] = (MIB_IPNETROW) Marshal.PtrToStructure(new
                  IntPtr(currentBuffer.ToInt64() + (index *
                  Marshal.SizeOf(typeof(MIB_IPNETROW)))), typeof(MIB_IPNETROW));
            

            for (int index = 0; index < entries; index++)
            
               MIB_IPNETROW row = table[index];
               IPAddress ip=new IPAddress(BitConverter.GetBytes(row.dwAddr));
               Console.Write("IP:"+ip.ToString()+"\t\tMAC:");

               Console.Write( row.mac0.ToString("X2") + '-');
               Console.Write( row.mac1.ToString("X2") + '-');
               Console.Write( row.mac2.ToString("X2") + '-');
               Console.Write( row.mac3.ToString("X2") + '-');
               Console.Write( row.mac4.ToString("X2") + '-');
               Console.WriteLine( row.mac5.ToString("X2"));

            
         
         finally
         
            // Release the memory.
            FreeMibTable(buffer);
         
      
   

【讨论】：

抱歉，我们的想法是发现哪些机器当前在线。我们在他们连接的那一刻不知道 IP，因为他们可能来自无线并通过 DHCP 获取 IP。我知道我们可以锁定路由器，但想法是从 ARP 中查找 MAC 地址 + 收集当前连接到网络的设备列表。

你知道如何从 IP 号码中获取 MAC 地址吗？

好东西！这个我得测试一下。我现在已将其标记为答案。非常感谢！让我前进......“一大步”：o）

使用 static extern int FreeMibTable(IntPtr pIpNetTable); 而不是 Marshal.FreeCoTaskMem(pIpNetTable); 让非托管代码释放它的非托管内存已分配。

@Eli - re: 但是 Win-XP 不支持 FreeMibTable。 - 我不知道我们在谈论 Vista 和更高版本。 :)

【参考方案2】：

希望您尝试从 IP 地址获取 MAC 地址，而不是相反。

这是一个人的例子的链接：

ARP Resolver

我没试过，告诉我们它是如何工作的。

【讨论】：

感谢您的链接，但该示例是否不需要以下内容：使用 Tamir.IPLib；使用 Tamir.IPLib.Packets；使用 Tamir.IPLib.Util； ???

我还试图找出如何/是否可以制作命令提示符“arp -a”的“C#”版本......不是通过调用隐藏的命令提示符，而是通过执行 ARP以某种方式通过代码命令。据我所知，ARP 命令列出了当前可用的 IP + 从“此网卡”中看到的它们的 MAC 地址......这将完全满足我们的需求。

ARP 命令通过套接字发送原始字节来完成此操作。链接中的类可以从 IP 地址解析 MAC 地址，这是您需要的，还是您需要以某种方式“发现”IP 地址？顶部的 using 语句来自 SharpPcap.dll，可从我上面发布的链接下载和开源。

我还想提一下，存储在您网卡中的 ARP 表不一定一直都是最新的。它可以在发送 TCP/IP 流量之前随机且透明地刷新。根据您要执行的操作，可能会有更好的方法来完成它。

提供的链接已失效

【参考方案3】：

我有一个类似的问题，想获得 MAC 地址，给定一个 Asp.Net Core 项目的 IP 地址。我希望它也能在 Windows 和 linux 上工作。由于我发现没有易于使用的解决方案，我决定自己创建一个小的 library called ArpLookup (NuGet)。

它能够在 windows 和 linux 上将 mac 分配给 ip。在 Windows 上，它使用 IpHlpApi.SendARP api。在 linux 上，它从/proc/net/arp 读取 arp 表。如果它没有找到 ip，它会尝试 ping 它（以使操作系统执行 arp 请求），然后再次查看 arp 缓存。这无需任何依赖项（托管或非托管）且无需启动进程并解析其标准输出等即可工作。

Windows 版本不是异步的，因为底层 API 不是。由于 linux 版本是真正异步的（用于 arp 缓存的异步文件 io + corefx 异步 ping api），我决定无论如何提供一个异步 api 并在 Windows 上返回一个完成的Task。

它很容易使用。一个真实的使用示例是available here。

---

这是 Windows 上 ARP 查找的excerpt 以映射 IP -> MAC 地址：

internal static class ArpLookupService

    /// <summary>
    /// Call ApHlpApi.SendARP to lookup the mac address on windows-based systems.
    /// </summary>
    /// <exception cref="Win32Exception">If IpHlpApi.SendARP returns non-zero.</exception>
    public static PhysicalAddress Lookup(IPAddress ip)
    
        if (ip == null)
            throw new ArgumentNullException(nameof(ip));

        int destIp = BitConverter.ToInt32(ip.GetAddressBytes(), 0);

        var addr = new byte[6];
        var len = addr.Length;

        var res = NativeMethods.SendARP(destIp, 0, addr, ref len);

        if (res == 0)
            return new PhysicalAddress(addr);
        throw new Win32Exception(res);
    

    private static class NativeMethods
    
        private const string IphlpApi = "iphlpapi.dll";

        [DllImport(IphlpApi, ExactSpelling = true)]
        [SecurityCritical]
        internal static extern int SendARP(int destinationIp, int sourceIp, byte[] macAddress, ref int physicalAddrLength);
    

在 Linux 上实现相同功能的代码可以在 here 找到。我上面链接的库添加了一个精简的抽象层，它提供了一个单一的跨平台方法来进行像这样的 arp 查找。

【讨论】：

是的，我愿意。我在工作场所将这个“生产中”用于 WoL 工具。见github.com/georg-jung/BlazorWoL。我还致力于根据 SemVer 对其进行版本控制，并且有一个相当完整的 DevOps 生命周期。没有太多积极的开发正在进行，因为我认为该项目功能已完成，因为它的范围有限且非常具体。不过，有点巧合的是，最近一次提交大约是 3 小时前，因为我确实跟上了更新的开发依赖项等。如果有什么我可以改进的，请随时打开问题/发送 PR。

你用的是windows还是linux？随意打开堆栈跟踪问题，我会研究是否可以更改它。

谢谢；我想你是对的。在 linux 的情况下，我会有一些想法如何批量处理。

可能你是对的，一些人只是在寻找一些代码。添加了上面的windows部分。

又是我。我的实现是错误的。 Windows 版本可以完美运行多线程。

【参考方案4】：

就我而言，我想查看网络上的所有 ARP 广播流量，以检测网络上广播冲突 IP 和 MAC 地址的设备。我发现“arp -a”轮询实现会导致信息陈旧，这使得检测 IP 地址冲突特别具有挑战性。例如，两台设备正在响应 ARP 请求，但由于一个响应总是较晚到达，它会将较早的响应隐藏在“arp -a”表中。

我使用SharpPcap 创建了一个带有 ARP 流量捕获过滤器的捕获服务。然后我使用Packet.Net 来解析ARP 数据包。最后，当数据包进入时，我会记录并生成有关 IP 和 MAC 地址冲突的警报。