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网络封包分析软件的研究与实现
网络封包分析软件的研究与实现
[摘 要]随着互联网的快速发展,有更多的团体和个人链接到互联网中。
人们在享受网络带来的快捷、高速和方便的同时,也受到各种病毒感染和黑
客的攻击和侵扰。在这些网络安全的解决方案中,如果能够设置一个防护门
例如防火墙是非常必要的,而这个防护门就要求实现功能——网络封包分析
软件。本论文是在 Windows 环境下网络封包分析软件的设计与实现,主要是
因为 Windows 操作系统在个人计算机中使用广泛。本文首先阐述了目前个人
用户在上网过程中可能面对到的网络威胁,然后介绍网络封包分析软件的概
念和原理。然后又讲述了一下现阶段流行的网络封包截获、分析和过滤技术。
最后,对软件进行了测试,给出了测试结果,并进行了分析,达到了软件的
功能和要求,实现最终课程设计结果!
[关键词]网络;计算机病毒;封包
Network packets analysis study and implementation of the
software
Abstract: As the internet, the more organizations and individuals to link to the
internet. people are enjoying a network of fast and fast and convenient, but also by
the virus and hacker attack and more interruptions. in the network security
solutions, if you can set a protection against the door for example, a firewall is very
essential, and the protection of the required function — — network packets analysis
software.This thesis was on the windows starts environment network packets
analysis software design and implementation of, chiefly because windows starts in
the personal computer operating systems. the first widely used in the individual user
on the internet is likely to face the threat of internet and network packets analysis
software introduce the concept and principles.Then described the present stage pop
network packets intercepted and analyse and sift the technology. finally, the
software of the test, for the test results, and analysis, the software functionality
网络封包分析软件的研究与实现
required, and ultimately the result!
Key words:Network; Virus; Packet
目 录
1 绪论 ..............................................................................................................................................................2
1.1 引言 ...................................................................................................................................................2
1.2 网络安全 ...........................................................................................................................................2
1.2.1 网络安全的定义 .............................................................................................................................2
1.2.2 网络安全的内容 ............................................................................................................................2
1.3 网络分包分析软件的概念 ...............................................................................................................3
1.3.1 讨论网络封包分析软件对网络安全有什么贡献 ........................................................................3
1.3.2 流行的网络封包分析软件的对比介绍 ........................................................................................3
1.4 讨论论文的研究内容 .......................................................................................................................4
2 网络协议及数据帧 ......................................................................................................................................5
2.1 网络协议 ...........................................................................................................................................5
2.1.1 网络模型和协议 ............................................................................................................................5
2.1.2 TCP/IP 网络体系结构 ....................................................................................................................5
2.2 数据帧结构 .......................................................................................................................................7
2.2.1 UDP 数据包格式 ............................................................................................................................8
2.2.2 TCP 数据包格式.............................................................................................................................9
2.3 winpcap 开发包介绍.........................................................................................................................9
2.4 本章小结 .........................................................................................................................................10
3 网络封包分析软件的系统设计 ................................................................................................................11
3.1 系统的功能设计 .............................................................................................................................11
3.2 系统的功能设计网络封包分析软件的一般原理 .........................................................................11
3.3 系统工作流程图 .............................................................................................................................11
3.4 系统模块化分 .................................................................................................................................12
3.4.1 数据包捕获 ..........................................................................................................................12
4.1 系统主界面 .....................................................................................................................................14
4.2 网络设备获取 .................................................................................................................................14
4.3 在 WinPcap 下数据包的捕获 .........................................................................................................14
4.4 数据包的分析 .................................................................................................................................15
参考文献 ........................................................................................................................................................19
致谢 ................................................................................................................................................................20
网络封包分析软件的研究与实现
2
1 绪论
1.1 引言
计算机网络的信息安全与信息共享是网络上最大的悖论。随着计算机网络技术的快
速发展,人们越来越感到网络的方便和快捷,越来越多的工作开始以来网络来完成,毫
不夸张的说,网络技术的发展已经成为社会进步的一个重要标志。但是,凡事都有正反
两个方面,网络也不例外,它在带给我们快捷的同事也给我们带来了很多问题,黑客和
病毒的攻击等计算机犯罪事件频频发生,时刻威胁着我们的信息和秘密。据有关报道,
黑客每年给全世界网络带来的损失高达 100 亿美元以上。因此,网络的安全性问题已经
越来越受到世界各国的重视。
随着网络安全问题的日益突出,网络安全产品也越来越被人们重视。网络封包分析
软件在这方面的应用显示出其重要性,也受到用户和研发机构的青睐,因此对于它的研
究有很重要的意义。
1.2 网络安全
1.2.1 网络安全的定义
什么是计算机网络安全,尽管现在这个词非常容易见到,但是真正对它有个正确认
识的人并不多。事实上要正确定义计算机网络安全并不容易,最主要的困难在于要形成
一个足够全面而有效的定义。通常的感觉下,安全就是“避免冒险和危险”。在计算机
科学中,安全就是防止未授权的使用者访问信息、试图破坏或更改信息。这可以重述为
“安全就是一个系统保护信息和系统资源相应的机密性和完整性的能力”。
网络安全的定义:网络系统的硬件、软件及其中数据受到保护,不受偶然的或者恶
意的破坏、更改、泄露,保证系统连续可靠地运行,网络服务不中断的措施。
1.2.2 网络安全的内容
网络安全是指网络系统的硬件、软件及其系统中的数据受到保护,不因偶然的或者
恶意的原因而遭受到破坏、更改、泄露,系统连续可靠正常地运行,网络服务不中断。
网络安全从其本质上来讲就是网络上的信息安全。从广义来说,凡是涉及到网络上信息
的保密性、完整性、可用性、真实性和可控性的相关技术和理论都是网络安全的研究领
域。网络安全是一门涉及计算计科学、网络技术、通信技术、密码技术、信息安全技术、
应用数学、数论、信息论等多种学科的综合性学科。
从网络运行和管理者角度说,他们希望对本地网络信息的访问、读写等操作
受到保护和控制,避免出现“陷门”、病毒、非法存取、拒绝服务和网络资源非
法占用和非法控制等威胁,制止和防御网络黑客的攻击。对安全保密部门来说,
他们希望对非法的、有害的或涉及国家机密的信息进行过滤和防堵,避免机要信
网络封包分析软件的研究与实现
3
息泄露,避免对社会产生危害,对国家造成巨大损失。从社会教育和意识形态角
度来讲,网络上不健康的内容,会对社会的稳定和人类的发展造成阻碍,必须对
其进行控制。
因此计算机安全问题,应该像每家每户的防火防盗问题一样,做到防范于未
然。甚至不会想到你自己也会成为目标的时候,威胁就已经出现了,一旦发生,
常常措手不及,造成极大的损失。
1.3 网络分包分析软件的概念
1.3.1 讨论网络封包分析软件对网络安全有什么贡献
网络封包分析软件的功能可以包括以下方面:
1.过滤查询不安全服务和非法用户
2.进而控制对特殊站点的访问
3.可以作为部署 NAT(NetworkAddresSTranslation)的地点,利用 NAT 技术,
将有限的 PI 地址动态或静态地与内部的 PI 地址对应起来,用来解决地址空间
短缺的问题
4.提供了监视工 nternet 安全和预警的方便端点
5.可以连接到一个单独的网段上,物从理上和内部网段隔开,并在此部署 WWW
服务器和 TFP 服务器,将其作为向外部发布内部信息的地点。
1.3.2 流行的网络封包分析软件的对比介绍
Wireshark,世界上最流行的网络分析工具与很多其他网络工具一样,Wireshark 也
使用 pcap network library 来进行封包捕捉
Wireshark(前称 Ethereal)是一个网络封包分析软件。网络封包分析软件的功能
是撷取网络封包, 并尽可能显示出最为详细的网络封包资料。网络封包分析软件的功能
可想像成 "电工技师使用电表来量测电流、电压、电阻" 的工作 - 只是将场景移植到网
络上,并将电线替换成网络线。
在过去,网络封包分析软件是非常昂贵,或是专门属于营利用的软件。Ethereal 的
出现改变了这一切。在 GNU GPL 通用许可证的保障范围底下,使用者可以以免费的代价
取得软件与其程式码,并拥有针对其原始码修改及客制化的权利。Ethereal 是目前全世
界最广泛的网络封包分析软件之一。
Ethereal 不是入侵侦测软件(Intrusion Detection Software, IDS)。对于网络上的
异常流量行为,Ethereal 不会产生警示或是任何提示。然而,仔细分析 Ethereal 撷取
的封包能够帮助使用者对于网络行为有更清楚的了解。Ethereal 不会对网络封包产生内
容的修改 - 它只会反映出目前流通的封包资讯。 Ethereal 本身也不会送出封包至网络
上。
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