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1、I 毕 业 设 计（论 文） 设计（论文）题目： 局域网监听软件的设计与实现 学 院 名 称： 电子与信息工程学院 专 业： 计算机科学与技术 班 级： 10 计科（2） 姓 名： XXXX 学 号 XXXXXXXX 指 导 教 师： XXXX 职 称 教授 定稿日期：2014 年 4 月 30 日 I 局域网监听软件的设计与实现 摘摘 要要 互联网给我们的社会和个人带来了太多的便利和益处。社会运作 包括公共设施及其服务、政府运作和个人生活，已经越来越离不开电 脑和互联网了。这使得互联网安全这一潜在威胁迅速、悄然但又爆炸 式地产生了。公民个人的隐私、通讯和表达自由受到直接冲击。从邮 件、电话到
2、电子文档和其他资料，乃至行踪、消费记录等，我们似乎 可以变成透明。最近沸沸扬扬的棱镜门和 Heartbleed 漏洞更是为世 人敲响了网络安全的警钟。对局域网内数据监听系统的研究，对于维 护网络的稳定性和解决网络安全问题有着重要的意义，它可以用来帮 助诊断网络中的路由设备，其他的网络连接设备，查看网络上数据报 的传送情况，利于网络管理员的管理与维护。 本局域网监听软件主要采用 WinPCap 开发工具和 C+语言在 VisualStudio2008 编译器下进行开发。软件实现了对局域网内的数 据进行捕获以及过滤，并分析出每一协议层的传输数据的主要字段和 内容。之后再将其显示，同时进行动态更新。
3、经过长时间的使用，证 明该软件运行可靠稳定，捕获数据准确，易于使用。 关键词：互联网安全，局域网监听，WinPCap，多协议分析 II DESIGN AND IMPLEMENTATION OF LAN MONITORING SOFTWARE ABSTRACT Internet has brought much convenience and benefits to our everyday life.Social functioning, including public facilities and services, government operations and personal l
4、ife has become increasingly dependent on computers and the Internet. This makes the potential threat to Internet security quickly, quietly but explosively generated. The privacy of individual citizens, freedom of communication and expression direct impact. From e-mail, telephone to electronic docume
5、nts and other information, as well as the whereabouts of consumer records, it seems that we can become transparent. Recent uproar the US surveillance program PRISM and Heartbleed loophole is for the world sounded the alarm for network security. Research on data monitoring system in LAN, plays an imp
6、ortant role in maintainingthe stability of the network and solve the problem of network security, it can be used to help diagnose routing equipment in the network, the other network connection device, check the transmission of the data on the network,management and maintenance to the network adminis
7、trator. This LAN monitoring software developed with WinPcap, using the C + + language compiler under VisualStudio2008.This software is mainly III realizes in monitoring the network ,data analyzes and analyze the main field data for each protocol layer.After that,it shows with carries on the dynamic
8、renewal. After a long period of use, the software is reliable and stable, also able to accurately capture data and easy to use. Key Words: internet security,lan monitoring,winpcap,multi-protocol analysis IV 目录目录 摘摘 要要.I ABSTRACT .II 目录目录IV 第第 1 章章绪论绪论6 1.1研究目的和意义6 1.2局域网监听技术的发展7 1.2.1 局域网监听技术原理7 1.2
9、.2 局域网监听的实现方法7 第第 2 章章网络传输技术概述网络传输技术概述9 2.1网络传输模型9 2.1.1 TCP/IP模型9 2.1.2 OSI模型11 2.1.3 TCP/IP模型和OSI模型的关系12 2.2主要数据包结构14 2.2.1 以太网帧格式14 2.2.2 IP数据包格式15 2.2.3 TCP数据报.16 2.3WINPCAP简介.18 2.3.1 WinPCap主要函数.18 2.3.2 WinPCap过滤器表达式.20 第第 3 章章需求分析需求分析22 3.1用户需求22 3.2功能需求22 3.3性能需求23 第第 4 章章系统设计系统设计24 V 4.1开发
10、环境24 4.2系统结构24 4.2.1 结构描述24 4.2.2 系统架构24 4.3设计思路25 4.4基于 WINPCAP开发应用程序25 4.5程序流程26 第第 5 章章系统实现系统实现28 5.1总体设计28 5.2模块设计29 5.2.1 网卡初始化29 5.2.2 数据包捕获29 5.2.3 数据包分析33 5.2.4 过滤器模块设计35 第第 6 章章总结总结38 参考文献参考文献39 致谢致谢40 作品（软件）使用说明书作品（软件）使用说明书41 宁波工程学院本科毕业设计论文 6 第第 1 1 章章 绪论绪论 1.11.1研究目的和意义研究目的和意义 随着计算机技术的发展，
11、网络与我们的生活紧密相连，甚至已经成为生活中 的一部分，然而越来越多的网络攻击正在一步步侵犯着我们的网络安全。黑客们 很容易截获在局域网中传输的数据包，通过对数据包进行分析，就能得到数据包 内的重要信息。通过这种方式，我们使用的密码，发送的邮件等私密信息无疑就 暴露在别人面前，给个人隐私等信息带来很大的安全威胁！当然，我们也可以利 用网络监听技术，获取黑客入侵的信息，甚至可以提前做好预防工作，这样对保 护我们的信息安全无疑是一个获得了巨大的先机。因此，了解网络监听的实现原 理就显得尤为重要1。 网络监听是信息安全领域内一项非常重要和使用的技术，他的起源是网络管 理员为了诊断网络故障的需要，而监
12、听网络中传输的数据信息。在网络管理和维 护中，网络管理和维护人员常常利用网络监听技术监控网络当前的信息状况，网 络流量，进行网络访问统计分析等等。除此之外，网络监听还可以发现网络中存 在的安全隐患，及时采取相应措施，不让黑客有机可乘。但在现实生活中，网络 监听技术往往能在黑客手中发挥更大的作用，它们利用网络监听技术窃取用户的 私密资料。对于普通用户来说，被监听也许只是泄露个人隐私资料；而对于金融 机构等资料敏感用户，恶意的网络监听更会带来难以弥补的金钱和信用损失。 综上所述，对于局域网数据监听系统的研究，有利于维护计算机网络安全。 对于网络管理者来说，局域网监听可以识别网络中的路由设备，查看局
13、域网中传 输的数据包，统计网络的流量，并可以侦测到非法的入侵，找出网络中潜在的问 题等。同时，管理员还可以利用网络监听软件解决一些网络故障，比如网络延时， 丢包等问题。如果不凭借监听软件，就无法准确的知道问题出在何处。在大型的 网络中，它的存在对系统管理员是非常重要的，凭借从局域网监听软件获取的信 息，系统管理员可以了解网络中出现的问题，给出相应的解决方法，这给网络 宁波工程学院本科毕业设计论文 7 环境的管理与维护提供了非常宝贵的信息。 1.21.2局域网监听技术的发展局域网监听技术的发展 1.2.1 局域网监听技术原理 局域网监听的基本原理是数据在局域网环境下进行传输时，包含物理地址的 帧
14、数据能送达到线路上的每一台主机。当数据到达一台主机的网卡时，在正常情 况下，网卡读取数据帧，并进行检查，如果数据帧中所包含的物理地址和本机的 物理地址或者广播地址相同，则将该数据帧交由 IP 层进行处理，否则就将该数 据帧丢弃。 当主机将该网卡置于混杂模式时，所有的数据帧都将交由 IP 层进行处理， 并不会发生因物理地址不符而将该数据帧丢弃的情况。也就是说，在局域网环境 下同一根线缆上传输的所有数据都会被该主机接收到，进而可以将所有接收到的 数据进行分析，从而得出用户所需要的数据23。 1.2.2 局域网监听的实现方法 要在局域网中监听, 就需要主机工作在监听模式下,需要向网络接口发出 I/O
15、 控制命令，将其设置成监听模式。在 Unix 系统中，需要超级用户权限来发送命 令。但在 Windows 系统中，就没这个限制。这种工作并不复杂，目前有太多的 工具软件可以做到这一点，在很多黑客网站或者从事网络安全管理的网站都能找 到。 在 Unix 环境下，监听工具非常多，如 Sniffit、Snoop、Dsniff 等都是常见的， 他们都免费发布源代码，可以进行研究。而在 Windows 环境下，常用的网络监 听工具当然是著名的 Sniffer pro 了，实际上很多人都是用它在 Windows 环境下抓 包来分析4。 (1) Sniffit： Sniffit 可以运行在 Solaris、
16、SGI 和 Linux 等平台上，是由 Lawrence Berkeley Laboratory 开发的一个免费的网络监听软件。举例说明: # Sniffit- a- p21- t xxx. xxx. xxx. xxx 宁波工程学院本科毕业设计论文 8 监听流向机器 xxx. xxx. xxx. xxx 的 21 端口( FTP)的信息，并以 ASCII 显示5。 (2)Sniffer pro： 通过对用监听工具捕获的数据帧进行分析，可以很容易的发现敏感信息和重 要信息。例如，在使用 Sniffer pro 对局域网进行一段时间的监听后，分析所得的 数据，就能直接看到一些在监听期间该网用户名和口令，都以明码显示，由此也 可以看到局域网监听技术如果用于不正当的目的会有多大的危害6。 宁波工程学院本科毕业设计论文 9 第第 2 2 章章 网络传输技术概述网络传输技术概述 2.12.1网络传输模型网络传输模型 计算机网络采用两种传输模型进行传输
