命名管道学习笔记

“命名管道”或“命名管线”（Named Pipes ）是一种简单的进程间通信（ I P C）机制.命名管道可在同一台计算机的不同进程之间，或在跨越一个网络的不同计算机的不同进程之间，支持可靠的、单向或双向的数据通信。命令管道是围绕Wi n d o w s文件系统设计的一种机制，采用“命名管道文件系统”（N a m e dPipe File System, NPFS）接口。因此，客户机和服务器应用可利用标准的Wi n 3 2文件系统A P I函数（如R e a d F i l e和Wr i t e F i l e）来进行数据的收发。通过这些A P I函数，应用程序便可直接利用Wi n 3 2文件系统命名规范，以及Windows NT/Windows 2000文件系统的安全机制。N P F S依赖于M S N P重定向器在网上进行命名管道数据的发送和接收。这样一来，便可实现接口的“与协议无关”

命名管道命名规范

命名管道的标识是采用U N C格式进行的：
/ / s e r v e r / P i p e / [ p a t h ] n a m e

第一部分/ / s e r v e r指定一个
服务器的名字。命名管道便是在那个服务器上创建的，而且要由它对进入的连接请求进行“监听”。第二部分/ P i p e是一个不可变化的字串（不区分大小写），用于指出该文件从属于N P F S。而第三部分/ [ p a t h ] n a m e则使应用程序可以“唯一”定义及标定一个命名管道的名字，而且可在这里设置多级目录。

字节模式及消息模式

命名管道提供了两种基本通信模式：字节模式和消息模式。在字节模式中，消息以一个连续的字节流的形式，在客户机与服务器之间流动。这意味着，对客户机应用和服务器应用来说，在任何一个特定的时间段内，它们不能准确知道有多少字节从管道中读入或者写入管道。因此，在一方写入某个数量的字节，并不表示在另一方会读出等量的字节。这样一来，客户机和服务器在传输数据的时候，便不必关心数据的内容。而在消息模式中，客户机和服务器则通过一系列不连续的数据单位，进行数据的收发。每次在管道上发出了一条消息后，它必须作为一条完整的消息读入。

应用程序的编译

在程序的开头包含winbase.h文件,

客户机与服务器的基础

服务器是唯一一个有权创建命名管道的进程，也只有它才能接受管道客户机的连接请求。对一个客户机应用来说，它只能同一个现成的命名管道服务器建立连接。

服务器的细节

1) 使用A P I函数C r e a t e N a m e d P i p e，创建一个命名管道实例句柄。
2) 使用A P I函数C o n n e c t N a m e d P i p e，在命名管道实例上监听客户机连接请求。
3) 分别使用R e a d F i l e和Wr i t e F i l e这两个A P I函数，从客户机接收数据，或将数据发给客户机。
4) 使用A P I函数D i s c o n n e c t N a m e d P i p e，关闭命名管道连接。
5) 使用A P I函数C l o s e H a n d l e，关闭命名管道实例句柄。

HANDLE CreateNamedPipe(

LPCTSTR lpname,

DWORD dwopenmode,

DWORD dwpipemode,

DWORD nmaxinstances,

DWORD noutbuffersize,

DWORD ninbuffersize,

DWORD ndefaulttimeout,

LPSECURITY_ATTRIBUTES lpseccurityattributes

);

第一个参数是l p N a m e，用于指定一个命名管道的名字。

d w O p e n M o d e参数用于指示一个管道创建好之后，它的传输方向、I / O控制以及安全模式。

双向P I P E _ A C C E S S _ D U P L E X 双向式管道：服务器和客户机进程都能在管道上读
写数据
P I P E _ A C C E S S _ O U T B O U N D 数据在管道中只能从服务器朝客户机流动
P I P E _ A C C E S S _ I N B O U N D 数据在管道中只能从客户机朝服务器流动
I / O控制F I L E _ F L A G _ W R I T E _ T H R O U G H 只适用于字节模式下的管道。对那些用来向命名管
道写入数据的函数来说，除非写入的数据通过网络传
送出去，而且进入远程计算机的管道缓冲区内，否则
不会返回
F I L E _ F L A G _ O V E R L A P P E D 允许执行读、写和连接操作的函数使用重叠式I / O
安全模式W R I T E _ D A C 应用程序可对命名管道的D A C L进行写操作A C C E S S _ S Y S T E M _ S E C U R I T Y 应用程序可对命名管道的S A C L进行写操作W R I T E _ O W N E R 应用程序可对命名管道的“所有人”及“组” S I D，进行写操作

w P i p e M o d e参数指定了一个管道的读、写以及等待模式

写P I P E _ T Y P E _ B Y T E 数据以字节流的形式，写入管道
P I P E _ T Y P E _ M E S S A G E 数据以消息流的形式，写入管道
读P I P E _ R E A D M O D E _ B Y T E 数据以字节流的形式，从管道中读入
P I P E _ R E A D M O D E _ M E S S A G E 数据以消息流的形式，从管道中读入
等待P I P E _ WA I T 允许“锁定”模式，I/0操作结束时才返回。

n M a x I n s t a n c e s参数指定对一个命名管道来说，最多可创建多少个实例或管道句柄。取值范围在1到P I P E _ U N L I M I T E D _ I N S TA N C E S（无限实例）之间

n O u t B u ff e r S i z e和n I n B u ff e r S i z e参数分别指定了为内部输入及输出缓冲区长度保留的字节数量。

n D e f a u l t Ti m e O u t参数用于指定默认的超时时间（客户机等待同一个命令管道建立连接的
最长时间），以毫秒为单位。

l p S e c u r i t y A t t r i b u t e s参数允许应用程序为命名管道指定一个安全描述符，并决定一个子进程是否能够继承新建的句柄。

从C r e a t e N a m e d P i p e调用成功接收到一个句柄之后（亦即一个管道实例），便必须等待来自一个命名管道客户机的连接。

BOOL ConnetctNamedPipe(

HANDLE hanamepipe,

LPOVERLAPPED lpoverlapped

);

h N a m e d P i p e参数指定自C r e a t e N a m e d P i p e调用返回的一个有效管道实例句柄。

l p O v e r l a p p e d参数则使这个A P I函数能以异步方式工作前提是当初使用F I L E _ F L A G _ O V E R L A P P E D标志来创建管道，即WIN32重叠I/O

一个命名管道客户机成功建立了与服务器的连接之后，C o n n e c t N a m e d P i p e这个A P I调用便会结束。随后，服务器可用Wr i t e F i l e函数，向客户机自由地发送数据；或者使用R e a d F i l e函数，从客户机那里接收数据。服务器完成了与一个客户机的通信之后，便应调用D i s c o n n c t N a m e d P i p e函数，以关闭此次通信会话。

访问控制列表

typedef struct _SECURITY_ATTRIBUTES{

DWORD nlength;

LPVOID lpsecuritydescriptor;

BOOL binherithandle;

}SECURITY_ATTRIBUTES;

l p S e c u r i t y D e s c r i p t o r字段用于为一个对象设定访问权限。在S E C U R I T Y _ D E S C R I P TO R结构中，包含了一个D A C L字段，它定义了哪些用户和用户组有权访问对象。假如将该字段设为N U L L，那么任何用户及用户组均能访问我们的资源。

1) 创建并初始化一个S E C U R I T Y _ D E S C R I P TO R结构，这是用A P I函数I n i t i a l i z e S e c u r i t yD e s c r i p t o r来进行的。
2) 为S E C U R I T Y _ D E S C R I P TO R结构分配一个空的D A C L ， 这是用A P I函数
S e t S e c u r i t y D e s c r i p t o r D a c l来进行的。成功建立一个新的S E C U R I T Y _ D E S C R I P TO R 结构后，必须将其分配给一个S E C U R I T Y _ AT T R I B U T E S结构。

安全模拟

命名管道服务器的工作安全环境可以模拟成客户端的安全环境，使得权限设置变的简单。

若服务器用C o n n e c t N a m e d P i p e函数接受一个客户机连接请求，便可调用A P I函数I m p e r s o n a t e N a m e d P i p e C l i e n t，令自己的执行线程在客户机的安全环境下工作。

BOOL ImpersonateNamedPipeClient{

HANDLE hnamedpipe

};

h N a m e d P i p e参数对应于自C r e a t e N a m e d P i p e返回的管道实例句柄。。服务器完成了对一个客户机会话的处理之后，便应调用R e v e r t To S e l f，恢复成自己最初的线程执行安全环境。

BOOL RevertToself(VOID);

客户机的细节

1) 用A P I函数Wa i t N a m e d P i p e，等候一个命名管道实例可供自己使用。
2) 用A P I函数C r e a t e F i l e，建立与命名管道的连接。
3) 用A P I函数Wr i t e F i l e和R e a d F i l e，分别向服务器发送数据，或从中接收数据。
4) 用A P I函数C l o s e H a n d l e，关闭打开的命名管道会话。

建立一个连接之前，客户机需要用Wa i t N a m e d P i p e函数，检查是否存在一个现成的命名管道实例。

BOOL WaitNamedPipe{

LPCTSTR lpnamedpipename;

DWORD ntimeout};

l p N a m e d P i p e N a m e参数指定了试图与之建立连接的那个命名管道。n Ti m e O u t（超时时间）

Wa i t N a m e d P i p e成功完成后，客户机需要用C r e a t e F i l e这个A P I函数，打开指向服务器命名管道实例的一个句柄

HANDLE CreateFile(

LPCTSTR lpfilename;

DWORD dwdesiredaccess;

DWORD dwsharemode;

LPSECURITY_ATTRIBUTES lpsecurityattributes;

DWORD dwcreationdisposition;

DWORD dwflagsandattributes;

HANDLE ntemplatefile;

};

l p F i l e N a m e（文件名）参数指定希望打开的那个管道的名字；

d w D e s i r e d A c c e s s参数定义了访问模式，应将其设为G E N E R I C _ R E A D（用于从管道上读取数据），或设为G E N E R I C _ W R I T E（用于将数据写入管道）。

d w S h a r e M o d e 参数应设为0 ， 因为一次只能有一个客户机访问一个管道实例。

l p S e c u r i t y A t t r i b u t e s参数应设为N U L L，除非需要子进程继承客户机的句柄。

d w C r e a t i o n D i s p o s i t i o n参数则应设为O P E N _ E X I S T I N G，意味着C r e a t e F i l e函数会在命名管道不存在的情况下调用失败。

d w F l a g s A n d A t t r i b u t e s应设为F I L E _ AT T R I B U T E _ N O R M A L或是于F I L E _ F L A G _ W R I T E _ T H R O U G H 、F I L E _ F L A G _ O V E R L A P P E D以及S E C U R I T Y _ S Q O S _ P R E S E N T标志进行OR运算。S E C U R I T Y _ S Q O S _ P R E S E N T标志则用于控制在
一个命名管道服务器上，客户机的模拟安全级别。有下列级别

■ S E C U R I T Y _ A N O N Y M O U S
指定在“匿名”（A n o n y m o u s）安全级别上，对客户机加以模拟。服务器进程不可取得与
客户机有关的身份验证信息，而且不能在客户机的安全环境中执行。
■ S E C U R I T Y _ I D E N T I F I C AT I O N
指定在“验证”（I d e n t i f i c a t i o n）安全级别上，对客户机加以模拟。服务器进程可获取与
客户机有关的一些信息，比如安全标识符以及优先权限等等。然而，却不能在客户机的安全
环境中执行。假如命名管道客户机希望让服务器对客户机进行验证，但却不想让它完全扮演
客户机，这一设定便非常恰当。
■ S E C U R I T Y _ I M P E R S O N AT I O N
指定在“模拟”（I m p e r s o n a t i o n）安全级别上，对客户机加以模拟。此时，客户机希望允
许服务器进程获取与客户机有关的信息，并可在自己的本地系统中，在客户机的安全环境中
执行。使用这一标志，服务器便能以客户机的身份，访问服务器上的任何本地资源。在这种
情况下，服务器完全“模拟”或“扮演”了一个客户机。

■ S E C U R I T Y _ D E L E G AT I O N
指定在“委派”（D e l e g a t i o n）安全级别上，对客户机加以模拟。服务器进程可取得与客
户机有关的信息，并可同时在本地系统以及远程系统上，使用客户机的安全场景执行。
注意只有服务器进程在Windows 2000上运行的时候，SECURITY_DELEGATION才可
产生作用。Windows NT 4（包括最新的SP6）并未实现委派安全机制。
■ S E C U R I T Y _ C O N T E X T _ T R A C K I N G
指出安全追踪模式是“动态”的。若未设定该标志，安全追踪模式便是“静态”的。
■ S E C U R I T Y _ E F F E C T I V E _ O N LY
指出在客户机安全环境中，只有已启用的那些部分才可由服务器使用。假如未设定该标
志，客户机安全环境的所有部分均可使用，无论是否已经启用。

h Te m p l a t e F i l e，它对命名管道无效，应设为N U L L。

C r e a t e F i l e成功完成，未产生错误，客户机应用便可开始通过R e a d F i l e和Wr i t e F i l e函数，在命名管道上发送及接收数据。应用程序完成了数据的处理之后，可用C l o s e H a n d l e函数，将连接
关闭（断开）。