NetBIOS-NS：網絡基本輸入/輸出系統-名稱服務

一、概述

NetBIOS-NS（NetBIOS Name Service）是計算機網絡領域中一個重要的協議。它主要負責實現名稱的解析和註冊，是 NetBIOS 網絡的核心。NetBIOS-NS 早期廣泛應用於局域網環境中，如今也經常被用於早期的Windows系統中。在現代計算機網絡中，NetBIOS-NS 已經逐漸被DNS（Domain Name Service）所取代，但 NetBIOS 仍然有其特殊的應用場合。

二、NetBIOS-NS 的工作原理

NetBIOS-NS 首先通過 UDP 端口 137 監聽網絡，等待來自其它計算機的 NetBIOS 函數調用。當一個 NetBIOS 函數調用到達時，NetBIOS-NS 首先通過三次廣播（Broadcast）的方式查詢（Query）網絡上所有節點的名稱表，以獲得使用了該名字的計算機的 IP 地址。如果該名字有多個對應的 IP 地址，則返回所有的 IP 地址。

相反的，如果一個計算機希望把自己的名字註冊到網絡上，它就會向 NetBIOS-NS 發送一個「名字註冊」（Name Registration）請求，NetBIOS-NS 會先查詢網絡上是否已經有其他計算機的名字相同，如果沒有，就向網絡上廣播一個「名字註冊」回復，告訴其它計算機該名字已經被佔用並且提供自身的 IP 地址。如果多個計算機請求同一個名字的註冊，則只有一個計算機能夠註冊成功，後來的請求將被忽略。

三、NetBIOS-NS 端口和服務

NetBIOS-NS 端口使用的是 UDP 協議中的 137 端口，每個使用 NetBIOS-NS 服務的計算機都必須註冊一個 NetBIOS 名字，並向網絡中註冊該服務。當其它計算機需要連接到該服務時，就可以通過名稱傳輸（NetBIOS Name Resolution）查詢該名字的實際 IP 地址，從而建立服務與調用之間的連接。NetBIOS-NS 還有一個充當 NetBIOS 進程間通信服務（NetBIOS Session Service）的標準 TCP/IP 端口，即 139 端口。該端口主要用於實現 SMB（Server Message Block）和 CIFS（Common Internet File System） 等服務。

四、NetBIOS-NS 的安全問題

由於 NetBIOS-NS 在設計之初並沒有考慮安全問題，因此在網絡安全方面存在許多問題。例如，NetBIOS-NS 在註冊名字時沒有進行身份驗證，因此能夠輕易地進行 DNS Spoofing 或者 ARP Spoofing 攻擊，從而實現欺騙性的 DNS 查詢結果。為了避免網絡中出現此類問題，可採用 IPsec 或 VPN 等技術，加密數據協議，如 SMB、NetBIOS 等，並限制 NetBIOS-NS 在網絡中的使用頻率。

五、NetBIOS-NS 的代碼示例

//NetBIOS註冊名字
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());  //進程 id，隨機生成
    nbh->flags = htons(0x0120); //NBNS標誌，註冊名字

    //問題部分
    qname(nbq->name, name); //註冊名字
    nbq->type = htons(NBNS_TYPE_NB); //類型
    nbq->classes = htons(NBNS_CLASS_IN); //類別

    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查詢名字
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()); //進程 id，隨機生成
    nbh->flags = htons(0x0100); //NBNS標誌，查詢名字

    //問題部分
    qname(nbq->name, name); //查詢名字
    nbq->type = htons(NBNS_TYPE_NB); //類型
    nbq->classes = htons(NBNS_CLASS_IN); //類別

    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;
}