Я нашел способ сам. Вот как это работает:
mainSocket = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Raw, ProtocolType.IP);
mainSocket.Bind(new IPEndPoint(IPAddress.Parse("192.168.0.1"), 0));
mainSocket.SetSocketOption(SocketOptionLevel.IP, SocketOptionName.HeaderIncluded, true);
byte[] byTrue = new byte[4] { 1, 0, 0, 0 };
byte[] byOut = new byte[4] { 1, 0, 0, 0 };
// Socket.IOControl is analogous to the WSAIoctl method of Winsock 2
mainSocket.IOControl(IOControlCode.ReceiveAll, //Equivalent to SIO_RCVALL constant of Winsock 2
byTrue,
byOut);
//Start receiving the packets asynchronously
mainSocket.BeginReceive(byteData,0,byteData.Length,SocketFlags.None,new AsyncCallback(OnReceive),null);
В асинхронном обработчике я выполняю mainSocket.EndReceive (...), анализирую данные и запускаю новый BeginReceive, если требуется (управляется извне многопоточного приемника).
Работает как шарм. Кредиты идут в Хитеш Шарма (http://www.codeproject.com/KB/IP/CSNetworkSniffer.aspx)