网络唤醒原理浅析(Wake On LAN)
原理
将唤醒魔术包发送的被唤醒机器的网卡上，魔术包指AMD公司开发的唤醒数据包，具有远程唤醒的网卡都支持这个标准，用16进制表示如下：
6对“FF”前缀+16次重复MAC地址,举个例子假如我的网卡MAC地址是：AA:BB:CC:DD:EE:FF
那么魔术包就是:
0xFFFFFFFFFFAABBCCDDEEFF11AABBCCDDEEFF11AABBCCDDEEFF11AABBCCDDEEFF11AABBCCDDEEFF11AABBCCDDEEFF11AABBCCDDEEFF11AABBCCDDEEFF11AABBCCDDEEFF11AABBCCDDEEFF11AABBCCDDEEFF11AABBCCDDEEFF11AABBCCDDEEFF11AABBCCDDEEFF11AABBCCDDEEFF11AABBCCDDEEFF11但是传送的时候必须封包成二进制格式才可以传送，简单来说，我们抽2个区段分析：
FFFFFFFFFFF 转成： 11111111 11111111 11111111 11111111 11111111 11111111
AABBCCDDEEFF11 转成：10101010 10111011 11001100 11011101 11101110 11111111 00010001
那么封包后就是把每个字节连接在一起：
11111111 11111111 11111111 11111111 11111111 11111111 10101010 10111011 11001100 11011101 11101110 11111111 00010001
……..10101010 10111011 11001100 11011101 11101110 11111111 00010001（第16次）开发实现
关键代码（Java）:
private String Wake(String name, String host, String mac, int port) {
try {
byte[] macBytes = getMacBytes(mac);//转成字节类型
byte[] bytes = new byte[6 + 16 * macBytes.length];
for (int i = 0; i < 6; i++) {
bytes[i] = (byte) 0xff;
}
for (int i = 6; i < bytes.length; i += macBytes.length) {
System.arraycopy(macBytes, 0, bytes, i, macBytes.length); //放入16个MAC地址
}
InetAddress address = InetAddress.getByName(host);
DatagramPacket packet = new DatagramPacket(bytes, bytes.length, address, port);
DatagramSocket socket = new DatagramSocket();
socket.send(packet);
socket.close();
return "wol_package_sent_success";
} catch (Exception e) {
return "wol_package_sent_fail";
}
}private static byte[] getMacBytes(String mac) throws IllegalArgumentException {
byte[] bytes = new byte[6];
String[] hex = mac.split("(\\:|\\-)");
if (hex.length != 6) {
throw new IllegalArgumentException("Invalid MAC address.");
}
try {
for (int i = 0; i < 6; i++) {
bytes[i] = (byte) Integer.parseInt(hex[i], 16);
}
} catch (NumberFormatException e) {
throw new IllegalArgumentException("Invalid hex digit in MAC address.");
}
return bytes;
}数据包流向示意图
局域网
- 魔术包通过手机或者电脑发送；
- 数据包经过路由器广播到每台机器；
- 被唤醒的电脑收到魔术包并且匹配成功，执行唤醒；
- 经过试验发现，如果电脑是待机状态，可以通过主机名或者具体IP如：192.168.1.200唤醒，如果是关机了则没有办法，我想应该是待机时候路由器分配给这个电脑的IP地址没有消失；
公网
- 魔术包通过路由器的域名：http://mypc.router.net 发送到路由器；
- 路由器收到数据，通过端口转发到相应的IP地址，192.168.1.100和端口9，告诉这台机器可以唤醒，ARP绑定必须存在，这个是因为很多无法远程唤醒的关键所在；看过另一种处理就是转发地址改成192.168.1.255 子网广播地址，端口不变也是9，好像就不用ARP绑定，这种方法理论上行得通，我这边暂时就不试验，试过的同学可以告诉我;
- 被唤醒的电脑收到魔术包并且匹配成功，执行唤醒；
思考
可以看到局域网和公网唤醒存在差别：
- 局域网被唤醒的IP地址是广播地址：192.168.1.255，路由器收到后通过广播，数据包一定可以发送192.168.1.100这台机器；
- 公网唤醒我们无办法填写具体的内网地址，只能配置路由器的公网IP，然后通过数据转发到具体的电脑IP地址，由于不是广播地址，也由于路由器ARP映射表在电脑关机后一定时间会丢失，所以路由器没有办法知道192.168.1.100是MAC所对应那台机器，所以魔术包被丢弃，所以要么增加ARP绑定，要么添加端口转发规则到广播地址，困扰多年无法远程唤醒的问题解决。