NetBIOS-NS：网络基本输入/输出系统-名称服务

一、概述

NetBIOS-NS（NetBIOS Name Service）是计算机网络领域中一个重要的协议。它主要负责实现名称的解析和注册，是 NetBIOS 网络的核心。NetBIOS-NS 早期广泛应用于局域网环境中，如今也经常被用于早期的Windows系统中。在现代计算机网络中，NetBIOS-NS 已经逐渐被DNS（Domain Name Service）所取代，但 NetBIOS 仍然有其特殊的应用场合。

二、NetBIOS-NS 的工作原理

NetBIOS-NS 首先通过 UDP 端口 137 监听网络，等待来自其它计算机的 NetBIOS 函数调用。当一个 NetBIOS 函数调用到达时，NetBIOS-NS 首先通过三次广播（Broadcast）的方式查询（Query）网络上所有节点的名称表，以获得使用了该名字的计算机的 IP 地址。如果该名字有多个对应的 IP 地址，则返回所有的 IP 地址。

相反的，如果一个计算机希望把自己的名字注册到网络上，它就会向 NetBIOS-NS 发送一个“名字注册”（Name Registration）请求，NetBIOS-NS 会先查询网络上是否已经有其他计算机的名字相同，如果没有，就向网络上广播一个“名字注册”回复，告诉其它计算机该名字已经被占用并且提供自身的 IP 地址。如果多个计算机请求同一个名字的注册，则只有一个计算机能够注册成功，后来的请求将被忽略。

三、NetBIOS-NS 端口和服务

NetBIOS-NS 端口使用的是 UDP 协议中的 137 端口，每个使用 NetBIOS-NS 服务的计算机都必须注册一个 NetBIOS 名字，并向网络中注册该服务。当其它计算机需要连接到该服务时，就可以通过名称传输（NetBIOS Name Resolution）查询该名字的实际 IP 地址，从而建立服务与调用之间的连接。NetBIOS-NS 还有一个充当 NetBIOS 进程间通信服务（NetBIOS Session Service）的标准 TCP/IP 端口，即 139 端口。该端口主要用于实现 SMB（Server Message Block）和 CIFS（Common Internet File System） 等服务。

四、NetBIOS-NS 的安全问题

由于 NetBIOS-NS 在设计之初并没有考虑安全问题，因此在网络安全方面存在许多问题。例如，NetBIOS-NS 在注册名字时没有进行身份验证，因此能够轻易地进行 DNS Spoofing 或者 ARP Spoofing 攻击，从而实现欺骗性的 DNS 查询结果。为了避免网络中出现此类问题，可采用 IPsec 或 VPN 等技术，加密数据协议，如 SMB、NetBIOS 等，并限制 NetBIOS-NS 在网络中的使用频率。

五、NetBIOS-NS 的代码示例

//NetBIOS注册名字
void nbns_reg_name(unsigned char *name)
{
    unsigned char buff[65536];
    
    memset(buff, 0, sizeof(buff));
    struct nbns_header *nbh = (struct nbns_header *) buff;
    struct nbns_question *nbq = (struct nbns_question *) (buff + sizeof(struct nbns_header));
    struct sockaddr_in sin = { 0 };

    nbh->id = htons(getpid());  //进程 id，随机生成
    nbh->flags = htons(0x0120); //NBNS标志，注册名字

    //问题部分
    qname(nbq->name, name); //注册名字
    nbq->type = htons(NBNS_TYPE_NB); //类型
    nbq->classes = htons(NBNS_CLASS_IN); //类别

    sin.sin_family = AF_INET;
    sin.sin_port = htons(NBNS_PORT);

    int s = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, IPPROTO_UDP);
    bind(s, (struct sockaddr *) &sin, sizeof(struct sockaddr_in));
    sendto(s, buff, sizeof(struct nbns_header) + sizeof(struct nbns_question) + nbq->name_len, 0, &sin, sizeof(sin));
    close(s);
}

//NetBIOS查询名字
int nbns_query_name(unsigned char *name, char *addr)
{
    unsigned char buff[65536];
    struct sockaddr_in sin;
    struct timeval tv;
    
    memset(buff, 0, sizeof(buff));
    struct nbns_header *nbh = (struct nbns_header *) buff;
    struct nbns_question *nbq = (struct nbns_question *) (buff + sizeof(struct nbns_header));

    nbh->id = htons(getpid()); //进程 id，随机生成
    nbh->flags = htons(0x0100); //NBNS标志，查询名字

    //问题部分
    qname(nbq->name, name); //查询名字
    nbq->type = htons(NBNS_TYPE_NB); //类型
    nbq->classes = htons(NBNS_CLASS_IN); //类别

    sin.sin_family = AF_INET;
    sin.sin_port = htons(NBNS_PORT);
    sin.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_BROADCAST);

    int s = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, IPPROTO_UDP);
    setsockopt(s, SOL_SOCKET, SO_BROADCAST, &sin, sizeof(sin));
    sendto(s, buff, sizeof(struct nbns_header) + sizeof(struct nbns_question) + nbq->name_len, 0, &sin, sizeof(sin));

    fd_set fds;
    FD_ZERO(&fds);
    FD_SET(s, &fds);

    tv.tv_sec = 1;
    tv.tv_usec = 0;
    select(s + 1, &fds, NULL, NULL, &tv);
    if (FD_ISSET(s, &fds))
    {
        struct sockaddr_in client;
        socklen_t len = sizeof(client);
        unsigned int buflen = recvfrom(s, buff, sizeof(buff), 0, (struct sockaddr *) &client, &len);

        struct nbns_answer *nba = (struct nbns_answer *) (buff + sizeof(struct nbns_header) + sizeof(struct nbns_question));

        struct sockaddr_in *sinaddr = (struct sockaddr_in *) &nba->resource[nba->ans][6];

        memcpy(addr, inet_ntoa(sinaddr->sin_addr), strlen(inet_ntoa(sinaddr->sin_addr)) + 1);

        close(s);
        return 1;
    }
    close(s);
    return 0;
}