NDIS中间层驱动编程综合设计实验教学大纲及指导书

本课程实验主要包括Windows NDIS 中间层驱动程序的编译调与设计开发方法的验证，同时强调基于NDIS中间层驱动的综合设计与应用。实验内容采用循序渐进的方式，从Windows网络驱动开发环境配置入手，逐步讲解、实践NDIS中间层驱动编程所需设计的基本概念、流程和方法技巧，最后通过一个综合性设计实验，来进行基于中间层驱动编程的综合应用练习。 主要实验内容包括：  实验1：Windows网络驱动开发环境配置与验证  实验2：NDIS中间层驱动范例PASSTHRU基础实验  实验3：IRQL、Kernel Thread、Spin Lock与中间层驱动  实验4：NDIS中间层驱动中IP、MAC地址的获取与存放  实验5：基于NDIS中间层驱动的报文捕获、重组与再发送  实验6：基于NDIS中间层驱动的系统ARP报文截获与伪装  实验7：定时器在NDIS中间层驱动报文重发控制中的应用  实验8：工作于NDIS 中间层驱动的ARP功能模块设计 ### NDIS中间层驱动编程综合设计实验教学大纲及指导书知识点总结 #### 一、课程实验总体介绍 ##### 1. 教学要求 - **Windows内核驱动的基础框架与概念**：熟悉Windows内核驱动的基本架构，了解其运行机制与关键组件。 - **Windows内核驱动编译调试环境**：熟练掌握Windows内核驱动开发工具链的安装配置方法，如Visual Studio、WinDbg等。 - **NDIS网络驱动层次框架**：掌握NDIS（Network Driver Interface Specification）网络驱动层次结构及其各个层次的作用与功能，特别是中间层驱动(IMD)的角色。 - **NDIS中间层驱动报文处理流程**：理解NDIS中间层驱动如何处理接收和发送的数据包，以及在此过程中涉及到的关键API和技术。 - **内核驱动知识的应用**：学习如何在NDIS中间层驱动中应用中断请求级别(IRQL)、内核线程(Kernel Thread)、自旋锁(Spin Lock)等内核级概念。 - **NDIS封装的系统调用应用**：掌握NDIS封装的各种系统调用，例如定时器(Timer)等在中间层驱动中的使用方法。 ##### 2. 实验内容概览 - **实验1**：**Windows网络驱动开发环境配置与验证**。该实验旨在让学生熟悉Windows网络驱动开发所需的环境配置，包括开发工具的选择与安装、调试工具的使用等。 - **实验2**：**NDIS中间层驱动范例PASSTHRU基础实验**。通过一个简单的范例项目，帮助学生理解NDIS中间层驱动的基本工作原理。 - **实验3**：**IRQL、Kernel Thread、Spin Lock与中间层驱动**。深入探讨这些内核级概念在中间层驱动中的应用，以及它们如何影响驱动程序的性能和稳定性。 - **实验4**：**NDIS中间层驱动中IP、MAC地址的获取与存放**。教授学生如何在中间层驱动中正确地处理和存储网络地址信息。 - **实验5**：**基于NDIS中间层驱动的报文捕获、重组与再发送**。学习如何在中间层驱动中捕获、处理并重新发送数据包。 - **实验6**：**基于NDIS中间层驱动的系统ARP报文截获与伪装**。介绍如何利用中间层驱动截获并修改ARP报文，实现特定的安全或网络管理功能。 - **实验7**：**定时器在NDIS中间层驱动报文重发控制中的应用**。探讨定时器在控制数据包重发过程中的作用，提高网络通信的可靠性和效率。 - **实验8**：**工作于NDIS中间层驱动的ARP功能模块设计**。通过设计一个完整的ARP功能模块，综合运用前面学到的知识，完成一个具有实际意义的项目。 #### 二、实验项目基本信息 ##### 实验1: Windows网络驱动开发环境配置与验证 - **实验目的**： - 理解Windows内核驱动的基本概念。 - 掌握Windows网络驱动的编译调试环境配置。 - 熟悉Windows内核驱动的开发流程。 #### 三、核心知识点概述 - **Windows内核编程基础知识**：包括内核模式编程的基本概念、内核模式下的数据结构和内存管理等。 - **NDIS网络驱动模型**：理解NDIS驱动模型的不同层次，尤其是中间层驱动(IMD)的特点与功能。 - **NDIS报文处理**：掌握数据包在NDIS各层之间的传递机制，以及如何进行有效的报文处理。 - **中断请求级别(IRQL)**：了解不同IRQL级别的含义及其对驱动程序设计的影响。 - **内核线程与自旋锁**：学习内核线程的创建与管理，以及如何使用自旋锁保护共享资源。 - **定时器的应用**：理解定时器在中间层驱动中的作用，并学会如何设置和使用定时器。 通过以上内容的学习，学生不仅能够掌握NDIS中间层驱动编程的基础知识，还能深入了解Windows内核编程的多个方面，为未来从事相关领域的工作打下坚实的基础。