基于LINUX的网络嗅探器的设计与实现

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1、山东大学硕士学位论文基于LINUX的网络嗅探器的设计与实现姓名：吴莹申请学位级别：硕士专业：通信与信息系统指导教师：彭丽芳;高振明2001.10.12山东人学坝．i：学位论文摘要本文在讨论了包捕获技术、数据协议分析原理以及进程通信的基础上，采用计算机仿真的方法，研究了在Linux平台上网络嗅探器的设计以及实现方案，得到了一种性能优良的网络嗅探器的设计实现方法。并与流行的其它嗅探器工具的性能进行了比较，得出了结论，还进一步提出了改进嗅探器的设计思路。门采用一种新型的数据链路层访问方法是BSD分组过它是一种为了减少内存开销，采用一系列过滤技

2、术的滤波工具。为了提高效率，BPF在采用一种先进的CFG模型思想的同时，还专门使用一种高效率的执行代码：直接和滤波器相关的机器码。其次，我们对以太网的数据传输作了主要研究，并在分析TCP／IP报文结构的基础上给出了数据协议分析的方法。将网卡设置成混杂模式，就能够接收到达网络接口的网络信号，而网络信号又遵从一定的协议格式，这就给我们分析截获数据提供了一定的方便。最后，在实现网络嗅探器的方案中，我们借助了Linux的应用程序tcpdump，对它进行修改，能够实现管道和共享内存操作，并且设计了方便易用的数据结构：主表和子表，来记录所有数据，供

3、协议分析使用。通过以上几个方面的研究，并且实验证明，本网络嗅探器设计实现方案切实可行，运行高速、可靠，性能稳定，扩展性好，具有较高的先进性。山东大学硕士学位论文依据对仿真实验过程及结果的分析，在研究Linux平台下网络嗅探器的设计和实现问题上，可以得出几点有意义的结论：(1)大多数操作系统都为应用程序提供了访问数据链路层的手段，使得应用程序能够监视数据链路层上所收到的分组。如果结合使用网络接口的混杂模式，我们甚至可以侦听本地电缆上的所有分组，以实现网络嗅探器的功能。(2)我们采用数据链路层访问方法BSD分组过滤器(BPF)，它是一种高效

4、、灵活的滤波工具。而间接使用BPF的应用程序tcpdump就成为可以利用的工具，能够借用这两者的优点来开发网络嗅探器。(3)广播型的网络被监听的可能性比较高，尤其是同一网段。在本论文里我们主要讨论了以太网，当然FDDIToken、无线电等被监听的可能性也比较高。嗅探器理论上可应用于大部分的网络类型。(4)所采用的进程通信技术证明是可行的。管道和共享内存机制应用于仿真实验中，表明了这种技术比文件系统的优越性。(5)采用的主表、子表数据结构使得读取方便、操作灵活。大大减少了代码。(6)在实时捕捉比较实验中，证明了比Netxray嗅探器的处理

5、效率高、丢包率小。l一7弋J关键词：嗅探器，BSD分组过滤器4协议分析山东J、学坝i。学位论立ABSTRACTInthispaper，packetcapturetechnologyandthebasicprincipleofdataprotocolanalyseandprocesscommunicationarediscussedfirstly．Then，itstudiesthedesignandimplementationofLinux—basednetworksnifferbysimulations．Insimulationsitg

6、etsamethodofdesimaingandimplementatingnetworksnifferwithsignificantperformance．Somesignificantconclusionscanbeobtainedaftercomparingwithotherpopularsniffers．Andputsforwarddesignmethodtoimprovetheperformanceofsnifferfurther．First，itrisesanewmethodaccessingdatalinklevel—BS

7、DPacketFilter．BPFisaflexiblefiltertoolusesmanyfiltertechnologytoreducetheuseofmemory．AnditusesefficientperformingcodeandamodelnanqedCFG．Secondly，itstudiesthedatatransformofEthemet，andgivesthemethodofdataprotocolanalyse．Ifwemakenetworkinterfacecardintopromiscuousmode，NICw

8、illreceiveallthenetworksignalsthroughit．Networkpacketsobeycertainprotocol，whichgivesUSconveniencetoanal