金吉小酉子
【摘要 】 本文论述了网络通信监测的实现原理与实现过程，遵照国际标准化开放系统互联(OSI)七层体系结构，利用网络驱动接口规范WinDis32 技术，实现了在应用层对数据链路层的控制，完成了对网上流动数据帧的实时截获、解封与分析。
关键词】 网络分层 WinDis32技术 网络信息截获 数据帧 NDIS网络适配器
1.前言
随着计算机网络技术的发展，各类网络规模的扩大，远程访问的增加，虚拟专用网(VPN)的出现和Internet的普及，网络安全性已成为计算机网络领域一门重要的研究学科。
网络监控是保障网络安全性的基本措施之一。网络监控，用于监测网上流动信息，并对网络信息给予适当控制。网络监控，可用于调试网络应用程序，判断应用程序是否正确地发送或接收了数据包。网络监控，还可用于监视网络信息，杜绝不健康站点的不健康内容，维护网络环境。应用于安全防范，可监视我方信息内容、保障网络安全，截获情报、分析怀有敌意方的网站。在计算机网络上实施有效的攻击与保护，是网络监控技术在军事上的重要发展方向之一。
本文论述的网络通信实时监测的实现，是用于特殊目的数据通信程序设计的突破口，是网络监控技术的'基础部分，其实现基于网络体系结构与WinDis32技术。
2.网络体系结构
现代计算机网络设计是按高度的结构化方式进行的，国际标准化组织(ISO)为更广泛的计算机互联制定了标准化的开放系统互联(OSI)网络体系结构，如图1所示。
OSI参考模型用结构描述方法，即分层描述的方法，将整个网络的通信功能划分为七个部分(也叫七个层次)，每层各自完成一定的功能。由低层至高层分别称为物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。两台网络主机之间进行通信时，发送方将数据从应用层向下传递到物理层，每一层协议模块为下一层进行数据封装，数据流经网络，到达接收方，接着再由下而上通过协议栈传递，并与接收方应用程序进行通信。
在通用网络中，数据链路层由网络适配器实现，本文中网络通信监测的立足点在于数据链路层，基于电缆是固有的广播性介质，通过对网络适配器的控制，实时截获与分析经过网络适配器的所有网上流动信息。
技术
WinDis32全称为Win32 NDIS(Network Driver Interface Specification)网络驱动接口规范，用于开发Windows产品，可在Windows 9X和Windows NT上直接访问NDIS媒体访问控制(MAC)驱动接口。图2显示了Windows网络驱动组件与Win32 NDIS结构组件：
图网络驱动组件与Win32 NDIS结构组件
WinDis32网络组件由四部分组成：NDIS适配器、PCANDIS5 NDIS协议驱动、W32N50 WinDis32 API DLL、WinDis32应用程序。WinDis32应用程序调用动态链接库提供的API应用程序接口，通过NDIS协议驱动模块，实现对NDIS适配器进行的存取操作。网络驱动接口规范NDIS的主要特征是所有适配器相关驱动均由NDIS接口打包，例如，最底层NDIS NIC驱动不能对网卡直接执行I/O，它通过NDIS打包服务来访问硬件;高层Windows NDIS网络组件使用NDIS打包界面与适配器相关驱动通信。只有NDIS协议驱动可以调用NDIS打包，访问NDIS适配器。
WinDis32应用程序接口函数包括：W32N_OpenAdapter()，打开一个已被命名NDIS适配驱动器，若操作成功，则生成一个面向适配器对象WinDis32适配器句柄，这一句柄被随后多个在该适配器上操作的W32N_XXX函数所用; W32N_CloseAdapter()，关闭已打开的适配器句柄;W32N_PacketRead()，数据帧读操作;W32N_PacketReadEx()，数据帧异步读操作;W32N_PacketSend()，发送数据帧操作;W32N_PacketSendEx()、W32N_MakeNdisRequest()等等。
WinDis32技术使得从Win32应用层进行NDIS请求如同在一个内核模式的驱动器内部进行请求一样简单，并支持多个网络适配器同时打开，完成各自的信息发送与接收。
4.网络信息监测的实现
网络信息监测程序分为信息截获与信息分析两大部分，其中信息截获程序流程如图3所示，采用多进程与多线程技术，完成数据的实时截获。
其中网络适配器列表通过读取系统注册表生成;网络适配器详细信息包括适配器型号、网络适配器物理地址、传输最大帧、传输速率以及机内标识符，通过函数W32N_MakeNdisRequest()获得。
协议过滤部分是包括PCAUSA端口的PCANDIS5协议驱动，BPF过滤器是由UNIX环境到Windows的模拟机制，为Win32应用程序提供了一种普通而又便利的机制，可过滤指定协议，由协议驱动执行，拒绝不想要的数据帧。支持协议包括：传输控制协议TCP、互连网协议IP、地址解析协议ARP、反向地址解析协议RARP、互连网控制报文协议ICMP、互连网组管理协议IGMP、Novell SPX/IPX协议IPX、用户数据报协议UDP、NetBEUI协议、AppleTalk协议。
信息分析部分利用已获知的媒体访问控制协议，提取出数据帧中的有效域值，如源主机物理地址、目的主机物理地址、帧长度等。并同时为每一被截获的数据包打上时标，注上序列号，为下一步数据重组提供可靠依据。
接收数据帧显示与信息统计结果范例如下：
包序列号：0000000032 时间：0005860470 msec 长度：54/54
Ethernet 目的： 源： 类型：0x0800
000000: 00 40 05 39 A2 B0 00 00 : B4 86 74 FA 08 00 45 00 .@.9......t...E.
000010: 00 28 26 03 40 00 20 06 : A3 25 64 64 64 7A 64 64 .(&.@. ..%dddzdd
000020: 64 65 04 06 00 8B 00 40 : BF 14 00 6C 24 B9 50 10 de.....@...l$.P.
000030: 22 38 12 EA 00 00 : "8..............
包序列号：0000000033 时间：0005860764 msec 长度：109/109
Ethernet 目的： 源： 类型：0x0800
000000: 00 40 05 39 A2 B0 00 00 : B4 86 74 FA 08 00 45 00 .@.9......t...E.
000010: 00 5F 27 03 40 00 20 06 : A1 EE 64 64 64 7A 64 64 ._'.@. ...dddzdd
000020: 64 65 04 06 00 8B 00 40 : BF 14 00 6C 24 B9 50 18 de.....@...l$.P.
000030: 22 38 DE C6 00 00 00 00 : 00 33 FF 53 4D 42 1A 00 "8.........
000040: 00 00 00 00 00 80 00 00 : 00 00 00 00 00 00 00 00 ................
000050: 00 00 03 08 25 2D 03 08 : 01 4C 08 01 08 00 80 10 ....%-...L......
000060: 00 00 10 00 00 00 00 00 : 00 00 00 00 00 ................
包序列号：0000000034 时间：0005860766 msec 长度：1514/1514
Ethernet 目的： 源： 类型0x0800
000000: 00 00 B4 86 74 FA 00 40 : 05 39 A2 B0 08 00 45 00 ....t..@.9....E.
000010: 05 DC 64 0B 40 00 80 06 : FF 68 64 64 64 65 64 64 ..d.@....hdddedd
000020: 64 7A 00 8B 04 06 00 6C : 24 B9 00 40 BF 4B 50 10 dz.....l$..@.KP.
000030: 20 B7 86 DA 00 00 00 00 : 10 00 7E 8B 77 DA D2 D0 .........~.w...
000040: D7 27 59 9A 8F 18 D3 77 : 15 D5 6C 86 0F 2C 62 3E...
停止数据帧接收应用统计：
已接收数据帧数目 ：34
已发送数据帧数目 ： 0
5.进一步研究与发展
本文所研究的网络信息监测属于计算机网络系统安全对策研究的一部分，属于网络信息监测的基础性研究。以此研究成果为基础，可进行进一步的软件开发，从而实现网络通信状况实时监测、情报获取、网上各站点地址分析、站点类型分析，为计算机网络的安全维护提供监测手段，因此，具有特别的意义。
参考文献：
32 文档
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浩然真气
网络论文的参考文献可以反映论文作者的科学态度和论文具有真实、广泛的科学依据，参考文献在一定程度上影响着论文的质量。下文是我为大家整理的关于网络论文参考文献的内容，欢迎大家阅读参考! 网络论文参考文献(一) [1]赵启飞.基于WCDMA 无线网络 的优化研究与实践[D].云南：云南大学图书馆，2010:3. [2]中兴公司.2G/3G互操作优化指导书[M/CD.深圳：中兴通讯股份有限公司，2009:16-21 [3]中国联通.中国联通2/3G互操作分场景参数设置指导书[M/CD].北京：中国联通移动网络公司运行维护部，2009 [4]刘业辉.WCDMA网络测试与优化教程[M].北京：人民邮电出版社，2012:8-9 [5]姜波.WCDMA关键技术详解[M].北京：人民邮电出版社，2008,320-324. [6]中兴学院.WCDMARNS培训教材第三册[M/CD].深圳：中兴通讯股份有限公司，2009 [7]窦中兆、雷湘.WCDMA系统原理与无线网络优化[M].北京：清华大学出版社，2009:95-120 [8]王晓龙.WCDMA网络专题优化[M].北京：人民邮电出版社，2011:106 [9]张长刚.WCDMAHSDPA无线网络优化原理与实践[M].北京：人民邮电出版社，2007:116-119 [10]邬鹏.呼和浩特联通异系统互操作优化[D].北京：北京邮电大学图书馆，2011:7-12. [11]黄伟，李腊元，孙强，MANET路由协议DSR的OPNET实现及仿真[J],武汉理工大学学报 [12]李国强，武穆清，基于OPNET多径路由协议的建模与仿真[J],数字通信世界， [13]王振中，关媛，陆建德，陆佰林，基于NSZ仿真平台的Adhoc新路由协议的模拟[J],计算机仿真， [14]策力木格，胡其吐，基于NS的AODV路由协议研究[J],内蒙古科技与经济，2005 [15]刘小利，使用OPNET仿真MANET路由协议的实现 方法 [J],计算机与数字工程， [16]王瑜，焦永革，孟涛，林家薇，基于免费软件ns的无线网络仿真[J],无线电工程，第34卷，第一期 [17]张天明，王培康，自助学习路由协议(SL一AoDV)及GloMosim仿真[J],计算机仿真， [18]吴晗星,付宇卓,无线自组网AODV路由协议的实现[J],计算机应用与软件, 网络论文参考文献(二) [1]孙义明，杨丽萍.信息化战争中的战术数据链[M].北京：北京邮电大学出版社，2005 [2] 范文 庆，周彬彬，安靖.WindowsAPI开发详解--函数、接口、编程实例[M].北京：人民邮电出版社，2011 [3]陈敏.OPNET网络编程[M].北京：清华大学出版社，2004 [4]于全.战术通信理论与技术[M].北京：电子工业出版社，2009 [5]FrederickKuhl,RichardWeatherly,JudithDahmann.计算机仿真中的HLA技术[M].付正军，王永红译.北京：国防工业出版社，2003 [6]陈敏.OPNET网络仿真[M].北京：清华大学出版社，2004 [7]' [8]刘徐德.战术通信、导航定位和识别综合系统文集(第一集)[M].北京：电子工业出版社，1991 [9]罗桂兰，赵志峰，赵海.排队论对嵌入式系统网络性能的测试评估[J].沈阳师范大学学报(自然科学版)，2005,23(1)：54-56 [10]张铎.物联网大趋势-Internetofthings[M].北京：清华大学出版社.2010. [11]苏仕平.无线传感器网络的访问控制机制研究[D].兰州大学.2007. [12]张凯，张雯捧.物联网导论[M].北京：清华大学出版社.2012. [13]郭萍，张宏，周未，曹雪.基于轻量级CA无线传感器网络双向认证方案[D].小型微型计算机系统.2013(3)：903-907. [14]李大伟，杨庚.一种基于重复博弈的物联网密钥共享方案[J].通信学报，2010,31(9A)：97-103. [15]马巧梅.基于IKEv2的物联网认证与密钥协商协议[J].计算机与数字工程.2013(4)：45-48. [16]郭萍.无线网络认证体系结构及相关技术研究[D].南京理工大学.2012. [17]张晓辉.基于Diameter的物联网认证协议研究[D].西安电子科技大学.2013. [18]刘宴兵，胡文平，杜江.基于物联网的网络信息安全体系[J].中兴通讯技术.2011(01)：96-100. [19]刘姝.基于PKI的CA认证系统的设计与实现[D].郑州大学.2005. [20]任伟，雷敏，杨榆.ID保护的物联网T2ToI中能量高效的健壮密钥管理方案[J].小型微型计算机系统.2011,32(9)：1903-1907. 网络论文参考文献(三) [1]安德森ASP NET高级编程[M]北京：清华大学出版社，2002 [2](美)Chris Goode，Chris Ullman等康博译ASP NET入门经典——c#编程篇[M]北京：清华大学出版社，2002 [3]秦鑫，朱绍文NET框架数据访问结构[J]计算机系统应用[M]2002，12 [4]张辉鹏基于NET的电子商务系统的研究和设计[D]武汉：武汉理工大学计算机科学与技术学院，2006 [5]廖新彦ASP NET交互式Web数据库设计[M]北京：中国铁道出版社，2004 [6]Jeffrey Richter Applied Microsoft NET Framework Programming[M].北京：清华大学出版社，2004 [7]Daniel Cazzulino等C#Web应用程序入门经典[M]北京：清华大学出版社，2003 [8]蒋秀英SQL Server 2000数据库与应用[M]北京：清华大学出版社，2006 [9]龚小勇关系数据库与SQL Server 2000[M]北京：机械工业出版社，2007 [10]萨师煊，王珊数据库系统概论(第三版)[M]北京：高等 教育 出版社，2000 [11]李中华基于NET的模式实现与应用[D]四川：四川大学，2006 [12]任开银，黄东在NET上架构公司级应用程序[J]微型机与应用2003，1 [13]叶春阳基于Web服务的流程协作研究[D]北京：中国科学院研究生院，2003 [14]李琳NET开发平台核心服务的研究与应用[D]武汉：武汉理工大学计算机科学与技术学院，2003 [15]张莉，王强，赵文防，董莉，SQL server数据库原理及应用教程[M]，清华大学出版社，2004 06 猜你喜欢： 1. 计算机类毕业论文参考文献大全 2. 网络安全论文参考文献 3. 最全电子商务毕业论文参考文献 4. 毕业论文参考文献范文
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