基于流量分析的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)

廈門(mén)大學(xué)本科生學(xué)位論文辯論論文概述當(dāng)今社會(huì)，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)影響到社會(huì)的政治、經(jīng)濟(jì)、文化、軍事和生活的各個(gè)方面，然而網(wǎng)絡(luò)給社會(huì)帶來(lái)便利的同時(shí)也隨之帶來(lái)了平安和管理問(wèn)題。隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)越來(lái)越復(fù)雜，網(wǎng)絡(luò)管理己變得日益重要。而網(wǎng)絡(luò)流量分析系統(tǒng)作為網(wǎng)絡(luò)管理的一個(gè)重要的根底系統(tǒng)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)的流量進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控，為后續(xù)的網(wǎng)絡(luò)管理工作，網(wǎng)絡(luò)黑客攻擊防范工作起到了最重要的作用。基于流量分析的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)是基于Winpcap進(jìn)行開(kāi)發(fā)的，采用VisualC++作為開(kāi)發(fā)平臺(tái)，MySQL作為后臺(tái)的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，提供良好的用戶管理界面，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)本地網(wǎng)絡(luò)流量的實(shí)時(shí)監(jiān)控〔包括數(shù)字監(jiān)控，流量監(jiān)控等〕，從而對(duì)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并提供異常流量的報(bào)警查詢功能。研究背景和意義應(yīng)用領(lǐng)域現(xiàn)狀趨勢(shì)隨著內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模與容量的日漸擴(kuò)大，保持系統(tǒng)的正常運(yùn)作將會(huì)變得越來(lái)越重要。網(wǎng)絡(luò)流量監(jiān)控能使系統(tǒng)及時(shí)地發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)流量異常的現(xiàn)象，使效勞器在發(fā)現(xiàn)非法入侵后能立即做出反響，來(lái)保護(hù)自己的效勞器不被破壞,以求獲得平安性的同時(shí),提高網(wǎng)絡(luò)性能。系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)思想根據(jù)流量分析系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)目的及設(shè)計(jì)目標(biāo)，將系統(tǒng)定位于一個(gè)包含捕獲分析、統(tǒng)計(jì)入庫(kù)、圖形顯示三大模塊的綜合系統(tǒng)。系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)思想如以以下圖所示：系統(tǒng)的總體流程大致是：用戶啟動(dòng)程序，后臺(tái)捕獲分析模塊對(duì)指定的網(wǎng)絡(luò)適配器進(jìn)行監(jiān)聽(tīng)，當(dāng)有數(shù)據(jù)包通過(guò)網(wǎng)絡(luò)適配器的時(shí)候即被程序所捕獲，程序立即對(duì)捕獲的數(shù)據(jù)包進(jìn)行分析，并將分析所得的結(jié)果統(tǒng)計(jì)后存入數(shù)據(jù)庫(kù)中，前臺(tái)主程序同時(shí)查詢到剛剛存入數(shù)據(jù)庫(kù)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)記錄，將其讀出，并用圖形化的形式顯示在用戶界面上。系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)思想Winpcap可以為為電腦應(yīng)用程序提供訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)底層的能力。它提供了以下的各項(xiàng)功能：(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)在數(shù)據(jù)包發(fā)往應(yīng)用程序之前，按照自定義的規(guī)那么將某些特殊的數(shù)據(jù)包過(guò)濾掉；(3)在網(wǎng)絡(luò)上發(fā)送原始的數(shù)據(jù)包；(4)收集網(wǎng)絡(luò)通信過(guò)程中的統(tǒng)計(jì)信息。系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)思想Winpcap對(duì)數(shù)據(jù)包的捕獲大致流程(1)翻開(kāi)網(wǎng)卡，并設(shè)為混雜模式。

(2〕回調(diào)函數(shù)NetworkTap在得到監(jiān)聽(tīng)命令后，從網(wǎng)絡(luò)設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序處收集數(shù)據(jù)包把監(jiān)聽(tīng)到的數(shù)據(jù)包負(fù)責(zé)傳送給過(guò)濾程序。(3〕當(dāng)Packetfilter監(jiān)聽(tīng)到有數(shù)據(jù)包到達(dá)時(shí)，NDIS中間驅(qū)動(dòng)程序首先調(diào)用分組驅(qū)動(dòng)程序，該程序?qū)?shù)據(jù)傳遞給每一個(gè)參與進(jìn)程的分組過(guò)濾程序。

(4〕然后由Packetfilter過(guò)濾程序決定哪些數(shù)據(jù)包應(yīng)該丟棄，哪些數(shù)據(jù)包應(yīng)該接收，是否需要將接收到的數(shù)據(jù)拷貝到相應(yīng)的應(yīng)用程序。

(5〕通過(guò)分組過(guò)濾器后，將數(shù)據(jù)未過(guò)濾掉的數(shù)據(jù)包提交給核心緩沖區(qū)。然后等待系統(tǒng)緩沖區(qū)滿后，再將數(shù)據(jù)包拷貝到用戶緩沖區(qū)。監(jiān)聽(tīng)程序可以直接從用戶緩沖區(qū)中讀取捕獲的數(shù)據(jù)包。

(6〕關(guān)閉網(wǎng)卡。系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)思想系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)思想統(tǒng)計(jì)入庫(kù)模塊是基于前一個(gè)捕獲分析模塊所捕獲并且分析過(guò)的數(shù)據(jù)包，對(duì)得到分析結(jié)果的數(shù)據(jù)包進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)〔包括基于不同網(wǎng)絡(luò)協(xié)議或者不同網(wǎng)絡(luò)效勞〕,并把統(tǒng)計(jì)的結(jié)果存入到MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)中，以供前臺(tái)顯示程序調(diào)用。該模塊主要的任務(wù)就是MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)中建立好用于存儲(chǔ)捕獲分析模塊分析所得的結(jié)果的數(shù)據(jù)庫(kù)及指定的表格，建立好VisualC++對(duì)MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)的連接，最后將結(jié)果存入指定的數(shù)據(jù)庫(kù)中。主要的代碼如下：//連接MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)mysql_real_connect(m_mysql,"127.0.0.1","root","111000",szTargetDSN,0,NULL,0)系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)思想圖形顯示模塊是基于前一個(gè)統(tǒng)計(jì)入庫(kù)模塊中存入MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)中相應(yīng)的表格中的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),將前面統(tǒng)計(jì)入庫(kù)的數(shù)據(jù)用圖形化顯示出來(lái)流量分析的結(jié)果來(lái),并制定一定的監(jiān)控策略對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測(cè),當(dāng)系統(tǒng)通過(guò)對(duì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的查詢分析時(shí)發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)流量異常的情況,就會(huì)向用戶發(fā)出警報(bào),讓用戶可以采取相應(yīng)的措施.程序首先連接MySQL數(shù)據(jù)庫(kù),查詢得到統(tǒng)計(jì)入庫(kù)模塊存入數(shù)據(jù)庫(kù)的統(tǒng)計(jì)分析數(shù)據(jù),然后將這些統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)用圖形化的形式表示出來(lái),顯示在用戶界面上。具體實(shí)現(xiàn)圖如下：系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)思想總結(jié)：本流量分析系統(tǒng)已經(jīng)根本上到達(dá)預(yù)期的要求，能夠在個(gè)人系統(tǒng)中測(cè)試使用，可以正常地監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)的流量狀況，對(duì)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)適配器的數(shù)據(jù)包進(jìn)行捕獲、分析、統(tǒng)計(jì)、顯示、保存結(jié)果、報(bào)警查詢。