網路喚醒（WOL）全解指南：原理篇
什麼是網路喚醒
網路喚醒（Wake-on-LAN，WOL）是一種計算機區域網喚醒技術，使區域網內處於關機或休眠狀態的計算機，將狀態轉換成引導（Boot Loader）或執行狀態。無線喚醒（Wake-on-Wireless-LAN，WoWLAN）作為 WOL 的補充技術，使用無線網絡卡去喚醒計算機。網路喚醒在一般的區域網環境裡使用有限廣播地址 （255.255.255.255）即可，由於路由器都不轉發目的地址為有限廣播地址的資料報，因此在複雜網路情況下通常使用子網定向廣播地址 。在區域網外喚醒區域網內特定計算機，可以使用路由器的 DDNS 與埠轉發。
在1996年10月，英特爾和 IBM 成立了 Advanced Manageability Alliance。1997年4月，聯盟提出了 WOL 技術。這是 WOL 技術的起源，隨後各大廠商紛紛推出了自己的 WOL 技術標準。本文所討論的 WOL 技術是由 AMD 公司提出的 Magic Packet（幻資料包，魔術包）喚醒方式，這裡給出 AMD 關於此技術的白皮書 。
幻資料包（Magic Packet）
幻資料包是一個廣播幀，包含目標計算機的MAC地址。由於 MAC 地址的唯一性，使資料包可以在網路中被唯一的識別。幻資料包傳送通常使用無連線的傳輸協議，如 UDP ，傳送埠為 7 或 9 ，這只是通常做法，沒有限制。
WOL 技術被提出了將近20年，絕大多數的現代網絡卡都支援在超低功耗下監聽特定的報文，如 ARP。如果裝置網絡卡接收到一個與自己 MAC 地址相同的幻資料包，則網絡卡會向計算機的電源或主機板發出訊號以喚醒計算機。大部分的幻資料包在資料鏈路層（OSI模型第2層）上傳送，當傳送時，使用廣播地址廣播到給定的網路上，不使用IP地址（OSI模型第3層）。當然這是絕大部分情況，幻資料包也可以使用特定的 IP 地址進行傳送。
幻資料包最簡單的構成是6位元組的255（FF FF FF FF FF FF FF），緊接著為目標計算機的48位MAC地址，重複16次，資料包共計102位元組。有時資料包內還會緊接著4-6位元組的密碼資訊。這個幀片段可以包含在任何協議中，最常見的是包含在 UDP 中。
| FF FF FF FF FF FF FF | MAC 地址 × 16 | 4-6位元組的密碼（可空） |
|---|
例如 MAC 地址為 11 22 33 44 55 66 的目標計算機，幻資料包的格式為：
FFFFFFFFFFFF 112233445566 112233445566 112233445566 112233445566 112233445566 112233445566 112233445566 112233445566 112233445566 112233445566 112233445566 112233445566 112233445566 112233445566 112233445566 112233445566 [ABABABABABAB（這裡為6個位元組的密碼）]
幻資料包還有一些基本限制條件：
- 需要知道目標計算機 MAC 地址
- 不提供送達確認
- 可能無法在區域網之外工作
- 需要硬體進行支援
建立幻資料包
專案地址：https://github.com/ZhangGaoxing/wake-on-lan
該專案為 Xamarin 跨平臺專案，包含 Xamarin.Android 與 UWP 。支援自動掃描新增區域網裝置。
關於 MAC 地址的掃描獲取，這裡只說一下思路，詳細請查閱程式碼。第一種方式，也是我最開始想到的方式，使用 Ping 來 Ping 整個網段。開了四個執行緒，1-255大概需要30多秒，稍微有點慢，而且 .NET 的 Ping 類在 Android 上無法限制秒數。第二種方式，百度到的，直接向整個網段傳送 UDP 訊息，2秒解決戰鬥。掃描完成後獲取 ARP 表就行。
下面給出的是傳送幻資料包的方法：
public static async void Wake(string broadcast, int port, byte[] mac)
{
using (UdpClient udp = new UdpClient())
{
udp.EnableBroadcast = true;
byte[] packet = new byte[6 + 16 * 6];
for (int i = 0; i < 6; i++)
{
packet[i] = 0xFF;
}
for (int i = 0; i < 16; i++)
{
for (int j = 0; j < 6; j++)
{
packet[6 + i * 6 + j] = mac[j];
}
}
await udp.SendAsync(packet, packet.Length, broadcast, port);
}
}