基于WINPCAP的GOOSE报文捕获分析工具开发

《基于WINPCAP的GOOSE报文捕获分析工具开发》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、WINPCAP网络开发包是一个免费、基于Windows平台、访问网络链路层的工具，它允许各种应用程序绕过协议栈捕捉并传送网络数据包，同时还包括一些其他功能，如包过滤、网络流量统计以及远程捕获等。基于这一开发包，可以方便地开发出面向通用对象的变电站事件（GOOSE）报文的捕捉工具，进而根据ASN.1/BER对报文进行解码并分析。文中介绍了如何基于WINPCAP开发包开发一个完整的GOOSE报文捕获工具，以及整个的设计思路和实现过程，并提出了一些可能的应用。0引言   当前，国内厂商对IEC61850的开发工作已经从以制造报文规范（MMS）为核心的客户/服务器（C/S）服务实现转到面

2、向通用对象的变电站事件（GOOSE）和IEC61850-9-1/2的实现上来。GOOSE通信及其应用是IEC61850的一个亮点，其出发点是功能的分布式实现口]，GOOSE应用的建立需要多方面配合，同时也是一个较为烦琐的工程。在工程的调试过程中，对GOOSE报文的分析是一个必不可少的步骤，即检查数据发送是否正确及其时间特性。因此，如果有一个简捷的工具来捕捉与分析IEC61850报文，将会有助于工程调试的顺利进行。   WINPCAP（Windowspacketcapture）网络开发包是一个免费、基于Windows平台、访问网络链路层的工业标准工具，它允许各种应用程序绕过协议栈捕

3、捉并传送网络数据包，同时还包括一些其他功能，如包过滤、网络流量统计以及远程捕获等。基于这一开发包，可以方便地开发出GOOSE报文的捕捉工具，进而根据ASN.1/BER对报文进行解码并分析。   本文介绍了如何基于WINPCAP开发包开发一个完整的GOOSE报文捕获工具，以及整个设计思路和实现过程，并提出了一些可能的应用。希望能够为IEC61850标准在中国的推广做出一些贡献。   1WINPCAP简介   1.1内部结构   WINPCAP是一个Win32平台下用于抓包和分析的系统，其基本构成如图1所示。它包含一个运行于操作系统内核级的模块，与网络设备驱动接口直接连接，这一模块直

4、接绕过了系统的协议栈。为了让用户程序使用内核提供的功能，WINPCAP提供了多个编程接口分别封装在2个不同的动态链接库packet.d11和wpcap.d11中。packet.dll提供一个底层的应用程序接口（API），通过这个API可直接访问网络设备驱动，而独立于Microsoft操作系统；wpcap.dll是一个高层的强大捕获程序库，与Unix下的libpcap兼容，它独立于下层的网络硬件和操作系统。      1.2捕获数据包的接口与方法 WINPCAP有捕获数据包、发送数据包、统计网络流量3个主要功能。捕获数据包的基本流程如下：   ⑴通过接口函数pcap_findall

5、devs_ex枚举所有可用的网络设备。   ⑵根据枚举返回的网络设备名称打开一个设备，对应接口函数为pcap_open()。   ⑶如果需要，设置数据包的过滤条件，对应接口函数为pcap_setfilter。   ⑷捕获原始的数据包，有2种方法：一种方法是以回调函数的方式由接口pcap_loop或pcap_dispatch完成，其基本方法是底层收集数据包，当满足一定的条件（timeout或者缓冲区满），就调用回调函数，把收集到的原始数据包通过数据缓存区交给用户；另一种方法是pcap_next_ex()的方法，每当一个包到达以后，接口pcap_next_ex就会返回，返回的数据缓冲

6、区中只包含一个包。   本文采用。pcap_next_ex的方法，并且设置了包过滤的条件，只捕获类型为GOOSE的数据包，即EtherType为0x88的数据包。   2程序设计与开发   2.1初始化   初始化工作包括2个部分：一是人机界面中协议数据单元（PDU）列表控件实例与GOOSE数据集列表控件实例的初始化，包括列名称、列宽度等相关属性；二是网络设备的枚举及显示，枚举可用设备的接口函数为pcap_findalldevs()，调用方法如下：   If(pcap_findalldevs(&m_pAlldevs,errbuf)==-1)returnFALSE;   如果成功地

7、枚举到可用的网络设备，网络设备的相关信息将返回到列表m_pAlldevs中，网络设备的信息包括设备的唯一识别名称及其可读的描述内容，然后将其显示在一个下拉列表中供用户选择。   2.2捕获线程的建立和用户的交互   网络数据的捕获需要为其单独建立一个后台工作线程。当选定网络设备后，点击启动按钮，就启动后台工作线程。后台工作线程与界面线程的交互通过消息机制来完成。在后台工作线程中，首先通过接口函数pcap_open_live打开网络接口设备，然后调用接口函数pcap_next_ex