監(jiān)控IP包的流量

1、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程設(shè)計(jì)報(bào)告課題:監(jiān)控IP包的流量專業(yè)班級(jí)： 計(jì)科10101 班(學(xué)號(hào))： 鳴宇(201017010103):瑋(201017010143)指導(dǎo)教師:梅曉勇評(píng)閱意見：評(píng)定成績(jī)：目錄指導(dǎo)老師簽名：年月日一 目的和意義從社會(huì)角度來說， 隨著人們對(duì) Internet 的依賴性越來越高， 網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臉I(yè)務(wù) 類型變得繽紛多彩， 在此背景下， 需要對(duì)網(wǎng)絡(luò)狀況， 網(wǎng)絡(luò)性能進(jìn)行準(zhǔn)確的檢測(cè)和 評(píng)估，而這次課程設(shè)計(jì)正是對(duì)流量工程容研究。從學(xué)習(xí)的角度來說，此次課程設(shè)計(jì)將我們帶入網(wǎng)絡(luò)編程領(lǐng)域，進(jìn)一步網(wǎng)絡(luò)知識(shí)的應(yīng)用，監(jiān)控IP包的流量課程設(shè)計(jì)讓我們進(jìn)一步了解 IP協(xié)議的基本容，對(duì)于 掌握 TCP/IP 協(xié)議的主要

2、容和學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)課程是十分重要的，此外，也加深了對(duì) Winpcap 的理解和運(yùn)用能力，同時(shí)也增長(zhǎng)了知識(shí)，開闊了視野，對(duì)于以后的學(xué) 習(xí)有很大的幫助。二基本原理概述1. IP 協(xié)議IP 是 TCP/IP 模型中的網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議，又稱為互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議，是支持網(wǎng)間互連的數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議，它與TCP協(xié)議一起構(gòu)成了 TCP/IP協(xié)議族的核心。它提供網(wǎng)間連 接的完善功能，包括 IP 數(shù)據(jù)報(bào)規(guī)定互聯(lián)網(wǎng)圍的 IP 地址格式 2。在因特網(wǎng)中 IP 協(xié)議是能使連接到網(wǎng)上的所有計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)相互通信的一套規(guī)則， 規(guī)定了計(jì)算 機(jī)在因特網(wǎng)上進(jìn)行通信時(shí)應(yīng)當(dāng)遵守的規(guī)則。 任何廠家生產(chǎn)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)， 只要遵 守IP協(xié)議就可以與因特網(wǎng)互連互通。I

3、P地址具有唯一性，根據(jù)用戶性質(zhì)的不同,可以分為不同的類別IP 協(xié)議的特點(diǎn)如下：1）IP 協(xié)議是一種不可靠、無連接的數(shù)據(jù)報(bào)傳送協(xié)議。2）IP 協(xié)議是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)層通信協(xié)議。3）IP 協(xié)議向通信層隱藏了物理網(wǎng)絡(luò)的差異。4）IP 協(xié)議以一種數(shù)據(jù)報(bào)的形式傳輸數(shù)據(jù)，每個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)獨(dú)立傳輸，可能通過不同路徑傳輸，因此可能不按順序到達(dá)目的地，或者出現(xiàn)重復(fù)。2. 關(guān)于 Winpcap 庫(kù)Winpcap （ windows packet capture ）是 windows 平臺(tái)下一個(gè)買費(fèi)的、 公共的基于 windows 的網(wǎng)絡(luò)接口 API 庫(kù)。主要為 win32 應(yīng)用程序提供訪問網(wǎng) 絡(luò)底層的能力。 Winpcap

4、 的主要功能在于獨(dú)立于主機(jī)協(xié)議（如 TCP/IP ）發(fā)送和 接收原始數(shù)據(jù)報(bào)。也就是說， Winpcap 不能阻塞、過濾或控制其他應(yīng)用程序數(shù) 據(jù)報(bào)的收發(fā)，它只是監(jiān)聽共享網(wǎng)絡(luò)上傳送的數(shù)據(jù)報(bào)。因此，它不能用于 QoS 調(diào) 度程序或個(gè)人防火墻。其功能有：（1）捕獲原始數(shù)據(jù)包，包括在共享網(wǎng)絡(luò)上各主機(jī)發(fā)送接收的以及相互之間 交換的數(shù)據(jù)包；（2）捕獲原始數(shù)據(jù)包，包括在共享網(wǎng)絡(luò)上各主機(jī)發(fā)送接收的以及相互之間（3）在數(shù)據(jù)包發(fā)往應(yīng)用程序之前，按照自定義的規(guī)則將某些特殊的數(shù)據(jù)包 過濾掉；（4）在網(wǎng)絡(luò)上發(fā)送原始數(shù)據(jù)包；（5）收集網(wǎng)絡(luò)通信過程中的統(tǒng)計(jì)信息。作用對(duì) IP 包流量的控制主要是通過用 VC+ 編程實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)中

5、 IP 數(shù)據(jù)包流量的 統(tǒng)計(jì)，實(shí)際上是編制程序，監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，捕獲一段時(shí)間網(wǎng)絡(luò)上的 IP 數(shù)據(jù)包，按 IP 數(shù)據(jù)包的源地址統(tǒng)計(jì)出該源地址在該時(shí)間段發(fā)出的 IP 包的個(gè)數(shù)。程序中會(huì)用到 Winpcap ，它主要功能在于獨(dú)立于主機(jī)協(xié)議發(fā)送和接收原始數(shù)據(jù)報(bào)。本次課程 設(shè)計(jì)中用 VC+ 實(shí)現(xiàn)基于 Winpcap 的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包的捕獲和統(tǒng)計(jì)， 基于 Winpcap 的應(yīng)用程序?qū)⒏鶕?jù)獲取網(wǎng)絡(luò)設(shè)備列表； 選擇網(wǎng)卡并打開； 設(shè)置過濾器； 捕獲數(shù)據(jù) 包或者發(fā)送數(shù)據(jù)包；列出網(wǎng)卡列表，讓用戶選擇可用的網(wǎng)卡的步驟進(jìn)行編寫三 需求分析3.1 系統(tǒng)功能需求分析 近年來，網(wǎng)絡(luò)病毒的出現(xiàn)和傳播更加劇了網(wǎng)絡(luò)狀況的復(fù)雜和不穩(wěn)定性.在此背

6、景下，需要對(duì)網(wǎng)絡(luò)狀況， 網(wǎng)絡(luò)性能進(jìn)行準(zhǔn)確的檢測(cè)和評(píng)估， 而這些正是流量工 程的研究容 .而流量工程的主要任務(wù)是測(cè)量和評(píng)估網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行狀況，性能。 并能夠容易地使網(wǎng)絡(luò)的最終用戶看到和理解評(píng)估結(jié)果， 能夠?qū)W(wǎng)絡(luò)中的突發(fā)時(shí)間 能夠做出積極有效的反應(yīng)， 以及研究和改進(jìn)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議， 網(wǎng)絡(luò)工作模式的機(jī)制， 以 促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的可靠性，保證網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行。而我們?cè)谠谶@個(gè)課程設(shè)計(jì)里將編制一個(gè)程序， 監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)， 捕獲一段時(shí)間網(wǎng)絡(luò) 上的 IP 數(shù)據(jù)包，按 IP 數(shù)據(jù)包的源地址統(tǒng)計(jì)出該源地址在該時(shí)間段發(fā)出的 IP 包 的個(gè)數(shù)，將其寫入日志文件中或用圖形表示出來。3.2功能函數(shù)部分本次課程設(shè)計(jì)主要運(yùn)用了以下功能函數(shù)：1系統(tǒng)

7、函數(shù)一一pcap_fi ndalldevs(&alldevs,errbuf)說明：用來獲得網(wǎng)卡的列表，alldevs為網(wǎng)絡(luò)適配器的列表的指針；char型指針，當(dāng)打開列表錯(cuò)誤時(shí)返回錯(cuò)誤信息pcap_open_live(head- name,1000,1,1000,errbuf)說明：以混雜模式方式打開網(wǎng)卡，name為要抓取的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的字符串， 最大可抓取的字節(jié)長(zhǎng)度為1000字節(jié)，超時(shí)時(shí)間為1000ms，當(dāng)在超時(shí) 上沒有數(shù)據(jù)到來時(shí)對(duì)網(wǎng)卡的讀操作將返回錯(cuò)誤信息pcap_compile(fp, &fcode,packet_filter,1, netmask)說明：編譯過濾器，fp是對(duì)網(wǎng)卡描述符，型號(hào)、

8、名字，fcode是一個(gè)bpf_program 結(jié)構(gòu)的指針，在 pcap_compile()函數(shù)中被賦值。1表示對(duì)結(jié)果代碼進(jìn)行優(yōu)化。netmask參數(shù)指定本地網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)掩碼pcap_setfilter(fp, &fcode)說明：設(shè)置過濾器，用來聯(lián)系一個(gè)在核驅(qū)動(dòng)上過濾的過濾器，一旦調(diào)用，這時(shí)所有網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包都將流經(jīng)相關(guān)的過濾器，并拷貝到應(yīng)用程序中，把pcap_compile()構(gòu)造的filter設(shè)置到fp上，pcap_freealldevs(alldevs)說明：釋放網(wǎng)絡(luò)適配器列表空間pcap_ next_ex(fp,&header,&pkt_data) 說明：該函數(shù)從網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中讀取一個(gè)數(shù)據(jù)包， fp- 設(shè)備指針， header- 數(shù) 據(jù)， pkt_data- 數(shù)據(jù)包容2. 自定義函數(shù)1) main(int argc,char *argv) 說明：主函數(shù)通過調(diào)用主函數(shù)和其他自定義函數(shù)， 實(shí)現(xiàn) IP 包流量監(jiān)控的 功能，argv是argc第0個(gè)參數(shù)，其中第0個(gè)參數(shù)是程序的全名，以后 的參數(shù)，命令行后面跟的用戶輸入的參數(shù)。2) addNode(long sourceIP)說明：將 IP 結(jié)點(diǎn)加入鏈表四 概要設(shè)計(jì)編程環(huán)境Microsoft Visual C+ 6.0模塊分析課程設(shè)計(jì)的主要目的是接收統(tǒng)計(jì) IP 包，所以主要任務(wù)就是設(shè)置 網(wǎng)卡以及相關(guān)的一系列操作， 以下為一些主要功能模塊