面向线下学习的协议分析器设计与实现

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1、面向线下学习的协议分析器设计与实现杜小龙孟久翔陈磊徐州工程学院信电工程学院摘要：在线教育需要学牛在线下进行大量自学。网络原理学习中学牛需要进行数据包的验证分析，因此需要一个轻量级的网络报文捕捉和分析器帮助学生自学，本文正是采取软件教学的方法，帮助大家完成对网络原理的更深层次的理解。关键词：网络;安全;协议分析;引言在网络原理的学习屮，学生需要在课后针对真实数据包进行大量案例分析，现有专业分析器一方面操作复杂，另一方面只是针对单个数据包分析，不能分析整个协议的时序关系。本文提出并设计了简单易懂的网络分析器

2、，具有根据用户的要求获取数据和显示数据的功能。一、分析器实现原理数据的传输是以二进制流来进行传输的山，本协议分析器通过winpcap来捕获底层数据，并将其转换为16进行即HEX数据，通过将其转换成字符串，来进行报文的解读，并将解读的信息通过DoubleBufferListView控件，将解读的信息在界面上显示出来，并能够根据这控件的属性，能进行塞选，塞选出用户所需要的详细，信息，并能够根据用户塞选的信息，生成C/S的交互图形，具体实现流程如下图1所示：图1分析器原理图下载原图二.协议分析的实现过程2.1

3、数据的获取网络中数据的传输都是以比特流的形式传到用户的PC±121，定位到PC是根据每台机器的IP地址来标记这台PC的CPU,从而让PC在互联网上可以标记自己的身份，每台网卡有自己唯一标志的MAC地址，它负责处理网络上的比特流，相当于一台PC的出口鸟1，只要有数据流进网卡，我们就可以对其进行捕获，来回去的我们的二进制流，再转成十六进制的数据，方便我们处理。第一步:选择我们要捕获的网卡。第二步:开始数据的捕获，选择好网卡后，点击开始按钮，启动对网卡数据的获取。即可看到数据在底下的白色数据区呈现出來。2.2

4、数据的显示利用winpcap接口从网卡直接捕获的数据包经过处理，提取出齐层主要信息。以总体预览方式展现在界面中如，图2所示包括以下主要内容：1•序号:表示着数据包进网卡的序列；2.源IP地址:表示是发送数据的PC;3•目的IP地址:表示数据包的目的地地址；4.协议:表示两台PC间通信的标准;5.报文长度:表示数据包的长度和大小;6•详细信息:表示对该数据的解释信息。图2数据包解析界面下载原图左侧文木框:对数据信息的截取分析，让使用者更能明了的看见数据报文的详细内容。右侧文本框包括：1•最顶端表示该数据包

5、里面应用层的信息;2.中间两侧文本对应用层的IIEX数据进行解码显示，如果加密的数据，或者非UTF-8或非ASCII的数据，则文本框内显示乱码;3•最低端全部数据信息，包括数据每层的报文格式，已经应用数据，是最原始的比特流数据。2・3数据交互图的生成为了让学生方便观察网络协议的交互过程，本文提岀的轻量级协议分析器采用交互流程图体现数据包Z间的时序和逻辑关系。图3是捕获到的网卡到达数据，采用对五元组的分析确定数据的逻辑关系，并把这些数据在数据栏中显示出来。用语判断五元组包括:包含数据报文里的源IP地址輕1

6、，源端口，目的IP地址，目的端口和传输层协议童1。以ICMP协议进行过滤和牛成为例：首先对目的主机进行Ping操作;其次对数据流进行条件塞选;最后点击生成报文交互图，生成的报文交互如图3所示，此图充分体现了报文的交互过程，让使用者更加直接明了的看出报文的动向，更加了解报文的双向性。结束语本文提出了一个用于线下计算机网络原理学习的协议分析器，该分析器不但可以自动捕获网络数据报文并逐层分析，而且可以描绘出协议的交互过程增。有助于加深学牛对网络运转机制的理解，该系统可以用于计算机网络原理、网络工程和网络安全的

7、教学和学生课后自习。参考文献[1]吕雪峰，彭文波，宋泽.网络分析技术揭秘:原理、实践与WinPcap深入解析（第1版）[M]•北京:机械工业出版社，2012年3月.[2]谢希仁计算机网络（第6版）[M]•北京：电子工业出版社,2013年12月.[3]俞研.计算机网络与网络计算（第1版）•北京：电子工业出版社，2014年11月.[4]王达.深入了解计算机网络（第1版）•北京:机械工业出版社.2013年2月.[5]杨振启•计算机网络（第1版）•北京:科学出版社.2016年6月.