基于Java实现的元气骑士公网异地联机游戏设计.zip

# 元气骑士公网异地联机 ## 初探局域网联机过程 ### 前言 元气骑士作为当下热门的单机游戏，很多人都在琢么怎么和好朋友即使不在一个局域网内也能一起玩耍。目前网上比较成熟的方案是在服务器上搭建 VPN，两个手机通过连接 VPN 来穿透内网，实现彼此的连通，再通过联机工具转发房间的广播信息，如此就能做到公网异地联机了，相关的教程 CSDN 上都有。 本学期正式学习了计算机网络、windows API 编程等课程，正想对这些课程进行一个实践总结，我打算不通过 VPN，而是通过自己编程实现元气骑士的公网异地联机。 不过要实现公网异地联机，需要做到转发数据报、穿透内网，本篇主要就是通过封包分析，搞明白这个游戏局域网联机过程，从而弄明白，要转发数据报应该监听哪个端口。 在这个过程中我用了两种方法监听游戏的封包，第一种是电脑开热点，Wireshark 监听虚拟 wifi 所对应的的网卡，这种方法能收到广播信息，但是收不到点对点的 UDP 数据报，随后根据所学内容对问题进行分析，找到了问题的原因。第二种方法是用 tcpdump 直接监听安卓设备，导出封包信息，用 Wireshark 进行分析。 对于当前我们研究的问题来讲，第二种方法才是恰当的方法，使用第二种方法既能对创建房间时的广播进行监听，又能对游戏进行时的 P2P 进行监听，但是我还是打算把第一种方法写上，一方面是对自己分析过程的记录，另一方面也希望能提醒自己遇到问题不要想当然，要有扎实的理论基础，从理论出发去分析问题。 读者若是不感兴趣可以直接跳过 **监听创建房间阶段的封包数据** 与 **监听游戏进行阶段的封包数据（错误方法）** ，可直接从 **监听游戏进行阶段的封包数据（正确方法）** 开始阅读。 ### 分析工具 Wireshark tcpdump 逍遥安卓模拟器工作室版 ### 获取封包 #### 监听创建房间阶段的封包数据 ##### 搭建测试环境 第一步：配置电脑搭建一个热点，ssid 为 jack，密码为 jackjackjack ```bat @echo off netsh wlan set hostednetwork mode=allow ssid=jack key=jackjackjack net start "Windows Firewall" netsh wlan start hostednetwork pause 12345 ``` 第二步：测试将测试所用的两部安卓手机连接到我们电脑搭建的热点上 第三步：用 Wireshark 监听虚拟 wif 所对应的网卡  ##### 监听并分析创建房间时的封包数据 使用手机连接电脑搭建的热点，随后进入元气骑士，创建一个房间，观察到有 UDP 封包如下：  192.168.137.110 是手机接入热点后，DHCP 给手机分配的内网 ip，当有玩家创建游戏房间时,玩家所在主机（192.168.137.110）会往 192.168.137.255 发送一封 UDP 封包，可见封包内容包括版本号、房间名和一些其他的配置信息。192.168.137.255 是一个特殊的地址，它最后 8 为全是 1，说明这是一个广播地址，向这个地址发送的数据会广播给同一网段下（192.168.137.0/24）下的其他主机。 #### 监听游戏进行阶段的封包数据（错误方法） 将另一台主机连接热点，加入游戏，观察 Wireshark 监听的封包情况：  当另一台手机加入游戏后，Wireshark 并没有监听到什么可疑的封包，只是主机创建房间的消息一直在广播，之后我开始了游戏，房间内只有我的两部手机，手机 A 的角色移动也同步传输到了手机 B，但是 Wireshark 中并没有从 A 到 B 的数据包（无论 TCP 还是 UDP 都没有），这曾经让我一度陷入困惑。 随后我又观察到，在游戏的过程中，不断能接收到 ARP 封包，在广播寻问手机 A（192.168.137.110）、手机 B（192.168.137.92）的物理地址。 这说明，他们之中绝对有通信，只是 Wireshark 并未监听到。 #### 问题分析过程： 出现了理论上应该存在、但是却监听不到的封包着实让我头疼。期初我的想法是，两个游戏角色的行为可以同步，说明他们之间绝对有数据往来，二者都连接到我电脑的热点上，按理说，我电脑虚拟 wifi 的网卡是二者数据往来的必经之路，只要在这里设下监听，什么数据都应该尽收眼底，所以我曾一度认为是软件配置和使用方法的问题，但我又能找到方法证明软件和配置都没有问题，那么问题出在哪里呢？我从中午思考这个问题一直到凌晨两点都未曾想通，要是这个问题解决不了，后面也无法继续了。 凌晨两点，我关了房间的灯，准备卧床睡觉，在床上我尽力回忆着计算机网络相关的理论知识，企图推出问题的原因，我想到了我的计网老师，我努力回想她上课讲过的每一句话……甘霖娘，我没去上几节课，上课也复习数学来着，仅剩的记忆也就是她最后一节课让我打扫实验室来着…… 这事不怪老师，是我自己没去上课，虽然我没去上过课，但是书我还是看了，书中自有黄金屋，我又开始努力想，书上都写了什么？突然一句话映入我的脑海 > 我们知道适配器有过滤功能。但适配器从网络上每收到一个 MAC 帧就先用硬件检查 MAC 中的目的地址。如果是发往本站的帧则收下，然后再进行其他处理。否则就将此帧丢弃，不再进行其他处理。 > > ——《计算机网络》第七版 P95 页 第四段 我清楚的记得这句话，上述引用是书中原文，这句话让我印象非常深刻，因为它有错别字！ > 但适配器从网络上每收到一个 MAC 帧就先用硬件检查 MAC 中的目的地址。 这句话的第一个字显然是错字，此处用”但”逻辑不通，应该“当”，作者打字的时候少打了个“g“。 目前的路由器兼有交换机的功能，加之监听到的数据包中有很多 ARP 协议，事件的全貌一下就理出来了： - 当手机 B 玩家加入游戏后，B 得到了手机 A 的 IP 地址 - B 向 A 发送 IP 报，IP 报在数据链路层封装成帧，通过 ARP 协议得到了 IP 对应的 MAC 地址 - 当 B 发送出去的 MAC 帧传输到我的电脑时，我电脑负责交换机功能的那一部分硬件，直接将 B 发送的帧转发给了 A，并没有向上传输 - Wireshark 监听我电脑负责路由的那一部分，B 发送给 A 的 MAC 帧没到这一层，所以监听不到 AB 之间直接通信的数据报 #### 混杂模式 按理说，开启混杂模式，应该就可以监听到 MAC 帧了，但是这里我并未成功，具体原因不明，先 mark 日后探究。 ##### 监听游戏进行阶段的封包数据（正确方法） 总之，进行到这一步，想获取游戏进行阶段的封包数据，只在网关监听是万万不行的了，必须想办法在安卓上直接对设备网卡进行监听。幸亏 Android 和 Linux 有着千丝万缕的联系，在安卓上可以直接执行 shell，这才为在安卓上拦截封包提供了可行性。想实现封包的拦截需要有： 1. 一台支持 adb 的、已经 root 的手机 2. tcpdump 工具 我使用的是逍遥安卓模拟器工作室版，在它根目录下有一个叫 memuc.exe 的工具，可以提供 ADB 支持，同时该模拟器默认就是已经 ROOT 的，很好满足了我的第一个需求。 按住 Shift，右键点击根目录文件件空白处，