使用PowerShell通過不同網路（網卡）訪問不同網站

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title: 使用PowerShell通過不同網路（網卡）訪問不同網站 date: 2022-03-26 categories: 編程 tags: - PowerShell - 網路 - Windows 前言 在學校生活時經常有一種需求：訪問某些網站（如校內系統）時需要使用校園網，訪問另一些網站（如 ...


title: 使用PowerShell通過不同網路（網卡）訪問不同網站
date: 2022-03-26
categories: 編程
tags:
- PowerShell
- 網路
- Windows

前言

在學校生活時經常有一種需求：訪問某些網站（如校內系統）時需要使用校園網，訪問另一些網站（如Steam、Github等）校園網很慢，需要使用手機瀏覽器等其他網路加速。此時我就覺得如果能同時使用兩個網路該多好。

本文就介紹如何用PowerShell[1]實現這個功能（需要Windows平臺，版本XP及以上）。

原理

首先需要明確，同一張網卡是無法同時連接兩個網路的（除非同時使用多個代理達到這種效果）。幸運的是，現在絕大多數電腦都同時擁有有線和無線兩張網卡，所以可以實現這個效果。

其次，一般應用程式無法直接指定網卡上網（例如虛擬機軟體除外），不過我們有代替的方法：設置路由表。

路由表的基本原理是：要求IP的某些網段，走指定的網關。而網關又和網路有密不可分的聯繫，從而實現隱式地指定網卡。

查看電腦信息

首先可以同時連上有線和無線網，方便查看

網路適配器

一臺電腦上會有多個網路適配器，其中有物理網卡，也有虛擬網卡。我們要找出其中物理網卡裡的有線和無線網卡：首先鍵入ipconfig，可以對此有一個大致印象：

十分明顯地看到，有好多適配器。但比如說名字裡帶virtual的，或者vEthernet這種顯然是虛擬網卡。剩下很快就能發現有線和無線網路適配器分別是：乙太網和WLAN（不同電腦可能名字不一樣，連接狀態也不盡相同）。

PS C:\Users\poker> ipconfig

Windows IP 配置


乙太網適配器 乙太網:

   連接特定的 DNS 尾碼 . . . . . . . : hgd
   本地鏈接 IPv6 地址. . . . . . . . : XXXX::XXXX:XXXX:XXXX:XXXX%XX
   IPv4 地址 . . . . . . . . . . . . : XXX.XXX.XXX.XXX
   子網掩碼  . . . . . . . . . . . . : XXX.XXX.XXX.XXX
   預設網關. . . . . . . . . . . . . : XXX.XXX.XXX.XXX

無線區域網適配器 本地連接* 5:

   媒體狀態  . . . . . . . . . . . . : 媒體已斷開連接
   連接特定的 DNS 尾碼 . . . . . . . :

無線區域網適配器 本地連接* 6:

   媒體狀態  . . . . . . . . . . . . : 媒體已斷開連接
   連接特定的 DNS 尾碼 . . . . . . . :

無線區域網適配器 WLAN:

   連接特定的 DNS 尾碼 . . . . . . . :
   本地鏈接 IPv6 地址. . . . . . . . : XXXX::XXXX:XXXX:XXXX:XXXX%XX
   IPv4 地址 . . . . . . . . . . . . : XXX.XXX.XXX.XXX
   子網掩碼  . . . . . . . . . . . . : XXX.XXX.XXX.XXX
   預設網關. . . . . . . . . . . . . : XXX.XXX.XXX.XXX

乙太網適配器 藍牙網路連接 3:

   媒體狀態  . . . . . . . . . . . . : 媒體已斷開連接
   連接特定的 DNS 尾碼 . . . . . . . :

接下來使用Get-NetIPConfiguration指令，就可以看到物理網卡的信息了：

其中我們要註意Gateway的項，這就是網關。

PS C:\Users\poker> Get-NetIPConfiguration

InterfaceAlias       : 乙太網
InterfaceIndex       : 18
InterfaceDescription : Realtek PCIe GbE Family Controller
NetProfile.Name      : XXXXXXXXXXXXXXX
IPv4Address          : XXX.XXX.XXX.XXX
IPv6DefaultGateway   :
IPv4DefaultGateway   : XXX.XXX.XXX.XXX
DNSServer            : XXX.XXX.XXX.XXX
                       XXX.XXX.XXX.XXX
                       XXX.XXX.XXX.XXX
                       XXX.XXX.XXX.XXX
                       XXX.XXX.XXX.XXX
                       XXX.XXX.XXX.XXX

InterfaceAlias       : WLAN
InterfaceIndex       : 14
InterfaceDescription : Intel(R) Wi-Fi 6 AX200 160MHz
NetProfile.Name      : XXXXXXXXXXXXXXX
IPv4Address          : XXX.XXX.XXX.XXX
IPv6DefaultGateway   :
IPv4DefaultGateway   : XXX.XXX.XXX.XXX
DNSServer            : XXX.XXX.XXX.XXX

InterfaceAlias       : 藍牙網路連接 3
InterfaceIndex       : 10
InterfaceDescription : Bluetooth Device (Personal Area Network) #3
NetAdapter.Status    : Disconnected

其他相關指令：netsh interface show interface、Get-NetAdapter，感興趣可以看看。

路由

使用Get-NetRoute指令（或route print）可以查看路由表：

表中每一條代表一個路由，註意他所有的屬性：

  • ifIndex (interface index)（介面序號）：即和上圖同名的屬性。

  • DestinationPrefix（目標首碼）：即指定的網段，屬於這個網段的會找對應的網關（其中前面四段句點分開的是IP，斜杠後的是子網掩碼從左往右數1的位數）。

  • NextHop（下一跳）：即指定的網關。

  • 兩個Metric（躍點）：大致表示這個路由的優先順序，數字越小越優先。

  • PolicyStore（存儲策略）：表示這是臨時路由（ActiveStore）還是永久路由（PersistentStore），其中臨時路由會在重啟後刪除重設。

PS C:\Users\poker> Get-NetRoute

ifIndex DestinationPrefix                              NextHop                                  RouteMetric ifMetric PolicyStore
------- -----------------                              -------                                  ----------- -------- -----------
10      255.255.255.255/32                             0.0.0.0                                          256 65       ActiveStore
13      255.255.255.255/32                             0.0.0.0                                          256 25       ActiveStore
11      255.255.255.255/32                             0.0.0.0                                          256 25       ActiveStore
18      255.255.255.255/32                             0.0.0.0                                          256 25       ActiveStore
14      255.255.255.255/32                             0.0.0.0                                          256 50       ActiveStore
1       255.255.255.255/32                             0.0.0.0                                          256 75       ActiveStore
10      224.0.0.0/4                                    0.0.0.0                                          256 65       ActiveStore
13      224.0.0.0/4                                    0.0.0.0                                          256 25       ActiveStore
11      224.0.0.0/4                                    0.0.0.0                                          256 25       ActiveStore
18      224.0.0.0/4                                    0.0.0.0                                          256 25       ActiveStore
14      224.0.0.0/4                                    0.0.0.0                                          256 50       ActiveStore
1       224.0.0.0/4                                    0.0.0.0                                          256 75       ActiveStore
14      192.168.1.255/32                               0.0.0.0                                          256 50       ActiveStore
14      192.168.1.226/32                               0.0.0.0                                          256 50       ActiveStore
14      192.168.1.0/24                                 0.0.0.0                                          256 50       ActiveStore
18      172.19.73.255/32                               0.0.0.0                                          256 25       ActiveStore
18      172.19.73.29/32                                0.0.0.0                                          256 25       ActiveStore
18      172.19.73.0/24                                 0.0.0.0                                          256 25       ActiveStore
1       127.255.255.255/32                             0.0.0.0                                          256 75       ActiveStore
1       127.0.0.1/32                                   0.0.0.0                                          256 75       ActiveStore
1       127.0.0.0/8                                    0.0.0.0                                          256 75       ActiveStore
14      0.0.0.0/0                                      XXX.XXX.XXX.XXX                                    0 50       ActiveStore
18      0.0.0.0/0                                      XXX.XXX.XXX.XXX                                    0 25       ActiveStore
10      ff00::/8                                       ::                                               256 65       ActiveStore
13      ff00::/8                                       ::                                               256 25       ActiveStore
11      ff00::/8                                       ::                                               256 25       ActiveStore
18      ff00::/8                                       ::                                               256 25       ActiveStore
14      ff00::/8                                       ::                                               256 50       ActiveStore
1       ff00::/8                                       ::                                               256 75       ActiveStore
13      fe80::ddf5:310e:d09b:1326/128                  ::                                               256 25       ActiveStore
10      fe80::8b75:5968:ee8a:42d6/128                  ::                                               256 65       ActiveStore
18      fe80::5c8c:97bf:72c:71e9/128                   ::                                               256 25       ActiveStore
11      fe80::4fbb:4f7c:2d3c:426a/128                  ::                                               256 25       ActiveStore
14      fe80::3c65:d5a8:6d1:95cd/128                   ::                                               256 50       ActiveStore
10      fe80::/64                                      ::                                               256 65       ActiveStore
13      fe80::/64                                      ::                                               256 25       ActiveStore
11      fe80::/64                                      ::                                               256 25       ActiveStore
18      fe80::/64                                      ::                                               256 25       ActiveStore
14      fe80::/64                                      ::                                               256 50       ActiveStore
1       ::1/128                                        ::                                               256 75       ActiveStore
18      ::/0                                           XXXX::XXXX:XXXX:XXXX:XXXX                        256 25       ActiveStore

註意NextHop不為空的路由（一般Metric也最小），這就是有線和無線網預設的路由，我們新建路由時為避免衝突，要先刪除這個（不用擔心失誤，重啟後會恢復）

這些路由前面網段都是0.0.0.0/0（或::/0），表示全網段都可以使用這個路由。

從Metric可以發現，絕大多數電腦同時連有線和無線網時，都是有線網的Metric比較小，這也是為什麼路由總是會優先選擇有線網連接。Windows預設開啟了AutomaticMetric，會按照帶寬網速自動設定Metric[2]，有需要可以去設置關閉

設備地址

輸入指令Get-CimInstance Win32_NetworkAdapterConfiguration | Select-Object Description, SettingID，可以看到網卡以及對應的Guid

我們將來可以通過這個Guid，從註冊表HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Control\Network\{4D36E972-E325-11CE-BFC1-08002BE10318}\{對應設備Guid}\Connection的PnPInstanceId項判斷是不是物理網卡（值以PCI開頭是物理網卡，BTH開頭是藍牙網卡，其他是虛擬網卡）

PS C:\Users\poker> Get-CimInstance Win32_NetworkAdapterConfiguration | Select-Object Description, SettingID

Description                              SettingID
-----------                              ---------
Microsoft Kernel Debug Network Adapter   {2A714150-362D-497E-AC8B-A9F963B02478}
Realtek PCIe GbE Family Controller       {XXXXXXXX-XXXX-XXXX-XXXX-XXXXXXXXXXXX}
Intel(R) Wi-Fi 6 AX200 160MHz            {XXXXXXXX-XXXX-XXXX-XXXX-XXXXXXXXXXXX}
Microsoft Wi-Fi Direct Virtual Adapter   {33A4093B-99C7-478F-AF06-FD0A698B1FF5}
Microsoft Wi-Fi Direct Virtual Adapter   {F1F71D7B-D35B-4C65-8A91-DC94EE7C0A2E}
WAN Miniport (SSTP)                      {FA29F161-184C-4773-898D-A104510EE7F5}
WAN Miniport (IKEv2)                     {9859D6F0-2451-47BB-8748-7B1C5C542200}
WAN Miniport (L2TP)                      {EF4DCC46-BE1D-4FC7-8CFB-CF00F37AB9C8}
WAN Miniport (PPTP)                      {5E553B27-3FA5-445B-8A15-8249DF31AF3F}
WAN Miniport (PPPOE)                     {91899BE4-723E-43A6-8006-6BB2AFA4FC32}
WAN Miniport (IP)                        {CD5DD751-23AA-44F2-940F-4B565365892D}
WAN Miniport (IPv6)                      {DC0056A3-472D-4178-901C-131B8D8261E9}
WAN Miniport (Network Monitor)           {218400DD-182F-4BC4-A266-EBDB68EDD6DF}
Bluetooth Device (Personal Area Network) {2CA478BD-DADE-48B3-949B-66A882E18A72}

實現思路

接下來就是實現環節了，雖然指定網關聽起來很容易。但如果切換網路之後，不僅網關可能會變，而且介面別名（InterfaceAlias）也會變，到時候再調整比較麻煩。

如果可以指定網卡，並指定網段就很方便了。實際上我們確實可以這樣做，因為Get-NetIPConfiguration（或Get-NetAdapter）可以看出來：介面描述（InterfaceDescription）、介面別名（InterfaceAlias）和網關（Gateway）幾乎是一一對應的關係，所以我們可以通過PowerShell（或C/C++）從介面描述查找網關，並設置路由，就可以達成目的。

至於網段分配，一般校園網都是連續的網段，比如說172.18.XXX.XXX都是校園網IP，那麼就設置目標首碼（DestinationPrefix）為172.18.0.0/16，表示子網掩碼是255.255.0.0，即前16位是固定的，後面可以變化。將這段路由優先順序設最高，然後再設置剩下的路由（直接用0.0.0.0/0）全部走另一個網路（優先順序第二高）。

另外還可以結合Proxifier等軟體管理，如用Proxifier強大的代理篩選功能將校園網所有IP或程式都代理到某一臺學校的伺服器上，這樣路由規則就可以只要指定一個IP了（如172.18.6.57/32）。

腳本代碼

需要使用PowerShell7及以上運行。

在使用的時候，只需要按照需要修改# Main部分。

# NetAdapterInfo
class NetAdapterInfo {
    [guid] $SettingID
    [string] $Description
    [string] $DefaultIPGateway

    NetAdapterInfo (
        [guid] $settingID,
        [string] $description,
        [string] $defaultIPGateway
    ) {
        $this.SettingID = $settingID
        $this.Description = $description
        $this.DefaultIPGateway = $defaultIPGateway
    }
}

# Functions
function Test-PhysicalNic {
    param (
        [Parameter(
            Mandatory,
            ValueFromPipeline
        )]
        [NetAdapterInfo]
        $Info
    )

    $str = Get-ItemProperty `
        -Path "HKLM:\SYSTEM\CurrentControlSet\Control\Network\{4D36E972-E325-11CE-BFC1-08002BE10318}\{$($Info.SettingID)}\Connection" `
        -Name PnPInstanceId
    $str.PnPInstanceId.StartsWith("PCI")
}

function Get-PhysicalNics {
    Get-CimInstance `
        -Class Win32_NetworkAdapterConfiguration `
    | ForEach-Object {
        [NetAdapterInfo]::new(
            $_.SettingID,
            $_.Description,
            $_.DefaultIPGateway
        )
    } `
    | Where-Object { Test-PhysicalNic $_ }
}

function Remove-AdapterRoute {
    param (
        [string]
        $DestinationPrefix = "0.0.0.0/0"
    )
    Remove-NetRoute $DestinationPrefix
}

function Set-AdapterRoute {
    param (
        [NetAdapterInfo[]]
        $List,
        [string]
        $AdapterDescription,
        [string]
        $DestinationPrefix = "0.0.0.0/0",
        [UInt16]
        $RouteMetric = 0,
        [bool]
        $PersistentStore = $false
    )
    $Private:NextHop = ($List | Where-Object Description -EQ $AdapterDescription)[0].DefaultIPGateway
    New-NetRoute `
        $DestinationPrefix `
        -InterfaceAlias $AdapterDescription `
        -NextHop $Private:NextHop `
        -PolicyStore ($PersistentStore ? "PersistentStore" : "ActiveStore")
}

function Set-AdapterRoute {
    param (
        [NetAdapterInfo[]]
        $List,
        [string]
        $InterfaceDescription,
        [string]
        $DestinationPrefix = "0.0.0.0/0",
        [string]
        $IsIpv4 = $true,
        [UInt16]
        $RouteMetric = 0,
        [bool]
        $PersistentStore = $false
    )
    $InterfaceAlias = (Get-NetAdapter | Where-Object Name -EQ $InterfaceDescription)[0].Name
    $gateways = ($List | Where-Object Description -EQ $InterfaceAlias)[0].DefaultIPGateway
    if ($gateways -EQ "") {
        return
    }
    foreach ($gateway in $gateways.Split(' ')) {
        if (($IsIpv4 -and ([System.Net.IPAddress]::Parse($gateway).AddressFamily -EQ [System.Net.Sockets.AddressFamily]::InterNetwork)) -or `
            (!$IsIpv4 -and ([System.Net.IPAddress]::Parse($gateway).AddressFamily  -EQ [System.Net.Sockets.AddressFamily]::InterNetworkV6))) {
            New-NetRoute `
                $DestinationPrefix `
                -InterfaceAlias $InterfaceAlias `
                -NextHop $gateway `
                -PolicyStore ($PersistentStore ? "PersistentStore" : "ActiveStore") `
                -RouteMetric $RouteMetric
            return
        }
    }
}

# Main
$info = Get-PhysicalNics

Remove-AdapterRoute

Remove-AdapterRoute ::/0

Set-AdapterRoute $info "Realtek PCIe GbE Family Controller" 172.18.6.57/32

Set-AdapterRoute $info "Intel(R) Wi-Fi 6 AX200 160MHz" 0.0.0.0/0

我的代碼倉庫[3]里包含完整PowerShell腳本和部分C++方法。

  1. NetTcpIp ↩︎

  2. Automatic Metric ↩︎

  3. RouteModifier ↩︎


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