网络协议分析系统的设计与实现

以计算机网络管理和安全现状为背景,深入研究数据包捕获技术,协议分析方法等专业知识,并在借鉴国内外先进产品的基础上,设计和实现了一个方便高效的网络协议分析系统。该系统可以实现网络数据包捕捉,协议解码分析、网络的信息统计以及一定的监控报警等功能。     

例题27 网络编程中的数据包构造

在网络编程中，尤其是在对网络协议要进行比较精细处理的应用程序编制中，不免要自己构建各种协议数据包发送，并接收结果。经常用到的有TCP、UDP、IP、ICMP、RIP、SNMP等，这一技术在一些如协议分析、入侵检测、网络扫描、防火墙软件、网络管理等系统中是极其重要的一个基础应用，而且能够用于检验操作系统或应用软件的网络协议实现是否规范，尤其是在网络安全检测产品中有着极其重要的作用。本文在Linux环境下介绍了一种构造协议数据包的通用方法。希望能对做网络软硬件开发者有所帮助。     

数据包捕获技术在网络行为监控系统中的应用

数据包捕获技术、协议分析技术、会话劫持技术是实现网络行为监控系统的三大技术。该文从数据包捕获技术的角度,分析其在网络行为旁路监控系统中的应用。具体从数据包捕获技术的概念及其特点、Windows操作系统下的数据包捕获方式、NDIS中间层驱动的实现和NDIS中间层驱动程序的初始化四个方面,分析了其应用。     

Wireshark环境下的网络协议解析与验证方法

网络协议解析通过程序分析网络数据包的协议头及其负载,是一系列网络功能的基础。分析了Wireshark的功能、作用、体系结构以及开发环境,给出了Wireshark在Windows系统下对网络协议解析的两种方法,总结了两种方法的特性。实验结果表明,在两种方式下添加的协议解析器都能正确解析网络数据包相应协议并分析数据包的负载内容,对网络协议的解析与验证及网络数据包的内容分析具有借鉴意义。     

协议分析在入侵检测系统中的应用

本文在分析现有入侵检测系统基础上,设计了网络入侵检测系统框架,主要探讨了其中网络数据包捕获模块和网络协议解析模块的设计思想与实现过程。在数据包捕获部分设计中主要讨论了Linux下的BPF机制和Lib- pcap函数库,利用它们实现网络数据包的捕获功能；在协议分析模块中详细讨论了以太网、JP、TCP、UDP、ICMP等协议的解析过程。测试结果表明能够对捕获的TCP/IP包进行有效地解码。     

一个网络监控系统NMBPD的设计与实现

为了提高网络管理人员对广播网络的监控能力,提出一个基于NDIS协议驱动程序的网络监控(Network Monitoring Based on NDIS Protocol Driver,简称为NMBPD)系统模型.通过实现一个基于NDIS协议驱动程序的数据包捕获驱动程序,能高效地捕获原始数据包,此外,设计并实现一个轻量级的协议栈以及能处理4种最流行的应用层协议的解析器,并通过实验对NMBPD系统进行了测试.NMBPD系统可以监控广播网络上的所有主机的活动,降低了网络管理难度.     

图像监控系统通信控制网络的设计与实现

本文给出了图像监控系统中通信控制网络的设计与实现。本文参考OSI七层网络协议标准和监控系统通信特性制定了一典型网络通信协议方案。方案采用RS-485通信标准，利用MSComm6．0控件实现监控中心与终端的网络通信控制。     

航天测控网实时数据流量监控与分析技术

航天测控网实时数据是航天发射中最重要的试验信息,实时数据交换直接影响着任务的顺利实施;由于航天中心采用自定义网络协议,商业软件不能够对协议数据进行有效监控和深入分析;根据航天测控网体系结构和业务特点,设计了被动式网络数据监控方案,采用专用硬件和底层驱动程序进行网络高速数据采集,实现了基于开源软件Wireshark的航天测控实时包数据交换协议(PDXP)的具体解析;实验结果表明,提出的实时数据监控和分析技术具备强大的数据包捕获和过滤能力,同时便于扩展网络协议,可以对航天中心各类传输信息进行监控和分析,为航天测控网数据监控、性能评估、故障诊断提供有效手段。     

无线传感网络协议分析技术研究与实现

为解决无线传感网络在开发部署方面存在的调试困难问题,提出了支持协议扩展的无线传感网络协议分析器的设计方案.实现了基于TinyOS的Telosb节点对IEEES02.15.4协议数据帧的抓取;采用XML文件描述和解析协议数据包结构,适用于各种不同的传感网络平台和协议栈;介绍了协议文件的预处理细节,数据的多角度可视化分析,基于决策树模型的故障诊断,以及通过分层架构实现大规模的网络监测.实验证明,该系统具有较高的可扩展性和灵活性,具有一定的应用价值.     

嵌入式IP网络多媒体监控系统

基于嵌入式和IP多播技术，实现嵌入式IP网络多媒体监控系统。分析了系统实现策略、组播管理与控制、嵌入式网络协议模型，并对网络服务器不同软硬件平台性能进行了对比分析。实验表明该模型结构灵活、简单、图像传输流畅。现已应用于高速公路监控现场。     

Wireshark在TCP/IP网络协议教学中的应用

本文结合"计算机网络"课程的教学,并通过网络教学实践,对课程的教学方法进行了探讨。通过实例介绍了利用Wireshark捕获网络通信数据包,分析网络协议的数据传输机制,强调培养学生解决问题的应用能力。     

PPP协议链路操作在无线嵌入式终端上的实现

在远程无线实时监控中,基于GPRS网络的无线监控系统成为当前远距离无线监控领域最为广泛的应用。在这种方案中,PPP协议被作为链路控制协议使用。本文主要介绍如何在一个嵌入式终端中利用PPP协议实现与GPRS网络的链路协商,继而使终端能够附着在GPRS网络上,实现数据从无线终端经过GPRS网络最后到达Internet网络的目的。     

一种基于状态机的硬件分组处理监测技术

网络设备硬件的封闭性使科研及教学人员难以获知网络设备硬件的实现细节,网络设备硬件的科研和教学面临巨大的挑战.针对上述问题,提出了一种基于状态机的硬件分组处理监测技术PktScope,通过设计硬件分组处理状态机编码规范并制定标准的分组数据及流程上报接口,实现对硬件进行分组处理过程的实时监测,可有效应用于网络设备的科研及教学过程.基于MagicRouter的原型系统实验结果表明,PktScope技术可以有效地实现对网络流量的流级实时监测,并且具有硬件资源额外开销低的特点.     

网络控制系统的一种变采样周期动态调度策略

提出一种基于网络运行状态的网络控制系统动态调度器的设计方法．首先利用监测器在线获取当前的网络利用率、网络诱导误差和数据包执行时间，基于获取的网络状态，预测下一监测周期内的网络利用率和数据包执行时间．然后按照网络运行性能和控制性能的需求，基于网络利用率和数据包执行时间的预估值分配网络资源，计算控制系统新的采样周期．当数据包传输发生冲突时，采用MEF（Maximum Error First）作为辅助调度策略，确定数据包的发送优先级．最后通过一组仿真结果验证了所设计的动态调度器的有效性．     

在Windows平台下开发Ethereal插件的方法与实现*

Ethereal是一个UNIX和类UNIX操作系统下的基于图形用户接口库GTK+和包捕获、过滤库Libpcap（Windows平台下使用Winpcap库）的网络协议分析器或嗅探器。它具有很好的跨平台捕获性能,且支持第三方插件。详细阐述了在Windows平台下开发Ethereal插件的方法,并结合CORBA协议解析器的生成实例介绍了其实现技术。     

基于SOPC技术的网络监控系统的设计

针对传统的网络监控采用集中方式存在丢包率高、可扩展性差等问题,提出了一种基于SOPC技术的网络监控系统的设计方案,详细介绍了系统硬件平台和软件的设计。系统调试数据验证了该系统的可行性。     

分布式网络协议分析系统的设计与实现

本文给出了一个分布式网络协议分析系统的设计与实现,记叙比试在于通用的网络管理框架设计,具有分布式的数据采集与集中式的数据分析的特点,可以实现多子网企业内部网的分布式协议分析功能。     

一种基于单信道的Ad Hoc网络功率控制协议

提出了一种新的基于单信道的Ad Hoc网络功率控制协议,通过2个节点间控制包的交换来计算数据包的发送功率,采取时分复用的方式将同一节点附近的控制包和数据包分开传输,避免了冲突,减少了能量消耗。仿真结果显示:这种协议在提高网络容量、节约能量方面都取得了很好的效果。     

基于标签的POF网络虚拟化技术研究

针对SDN新一代转发控制分离技术——协议无感知转发(POF),提出了协议字段全开放的SDN网络虚拟化架构。该架构提出了基于标签的网络虚拟化技术和POF物理交换机流表分配技术,通过网络虚拟化中间件将POF交换机与POF控制器之间传递的消息进行转换,对物理网络中传输的数据进行标签封装,从而区分不同网络切片与虚拟链路的流量信息。与已有的虚拟化中间件Flow Visor、Open Virtex、Co Visor等相比,该虚拟化中间件全面支持POF协议,通过物理网络中的数据的标签化处理,实现了SDN转发平面全字段开放的网络虚拟化。同时,基于该套架构,实现了POF网络虚拟化中间件系统POFHyper Visor,并验证了该POF网络虚拟化中间件系统的功能与性能,经测试,虚拟化消息处理能力损失在17.1%~29.9%。