数据转换/信号处理中的基于PCAP 格式网络数据包分析软件设计
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2020-10-20
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数据转换数据转换/信号处理中的基于信号处理中的基于PCAP 格式网络数据包分析软件设格式网络数据包分析软件设
计计
摘要：针对飞行试验过程中基于以太网络传输的机载数据采集系统，设计了一个基于VC环境下以太网络数据包
分析处理软件.该软件对结构化参数信息分析处理，及以TCP,UDP等协议传输的机载采集的网络数据包进行解析
处理，同时对不同时间采样的参数数据按照就近方法进行时间统一处理，提供有效的性能和状态数据的分析.经
过软件测试后，该软件能够正确的提取参数数据，且效率较好. 0 引言 目前，大量应用于飞行试验的
Kam500机载测试系统，采集记录的飞行试验数据格式为标准PCM 数据. PCM 格式数据由重复出现的长帧
组成，每个长帧的长度是固定的，每个长帧包含若干个短帧.在网络化测试系统中网络数据包
摘要：针对飞行试验过程中基于以太网络传输的机载数据采集系统，设计了一个基于VC环境下以太网络数据包分析处理
软件.该软件对结构化参数信息分析处理，及以TCP,UDP等协议传输的机载采集的网络数据包进行解析处理，同时对不同时间
采样的参数数据按照就近方法进行时间统一处理，提供有效的性能和状态数据的分析.经过软件测试后，该软件能够正确的提
取参数数据，且效率较好.
0 引言
目前，大量应用于飞行试验的Kam500机载测试系统，采集记录的飞行试验数据格式为标准PCM 数据.
PCM 格式数据由重复出现的长帧组成，每个长帧的长度是固定的，每个长帧包含若干个短帧.在网络化测试系统中网络数
据包以EthernetⅡ协议广播.采集记录的飞行试验数据为网络数据包格式.每个网络数据包的大小都可以不同，并且每个网络数据
包中的参数个数也可以不同.根据记录器的不同，记录的网络数据包结构可以是PCAP格式或者IRIG106-10格式.
以太网作为一种原理简单，便于实现同时又价格低廉的局域网技术已经成为业界的主流.而更高性能的快速以太网和千兆
以太网的出现更使其成为最有前途的网络技术.以太网的帧是数据链路层的封装，网络层的数据包被加上帧头和帧尾成为可以
被数据链路层识别的数据帧（成帧）.虽然帧头和帧尾所用的字节数是固定不变的，但依被封装的数据包大小的不同，以太网
的长度也在变化，其范围是64~1 518 B.用户数据报协议（User Data Protocol,UDP）是与TCP 相对应的协议.它是面向非连接
的协议，它不与对方建立连接，而是直接就把数据包发送过去.UDP适用于一次只传送少量数据.对可靠性要求不高的应用环境.
它的通信效率高，但它的可靠性不如TCP协议高.TCP是面向连接的通信协议，通过三次握手建立连接，通信完成时要拆除链
接，只能用于点对点的通信.它是一种可靠的数据流服务，采用“带重传的肯定确认”技术来实现传输的可靠性.该协议将包排序
并进行错误检查，数据包中包括序号确认，对未按照顺序收到的包可以被排序，而损坏的包可以被重传.以上的机制有效地保
证数据传输的正确性.本文是在以Kam500 作为前端数据采集系统，经由网络交换机对Kam500采集的飞行数据进行打包发送到
数据记录器，记录器以PCAP格式对采集的网络数据包进行记录.
1 PCAP 格式文件结构概述
1.1 PCAP文件的整体结构和头结构
PCAP 格式文件的整体结构及PCAP 头的结构如图1所示.
PCAP文件头24 B各字段说明：
Magic:4 B 0x1A 2 B 3C 4D,用来标示文件的开始；
Major:2 B 0×0200,当前文件主要的版本号；
Minor:2 B 0×0400,当前文件次要的版本号；
ThisZone:4 B,当地的标准时间；
SigFigs:4 B,时间戳的精度；
SnapLen:4 B,最大的存储长度；
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