【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 v5.0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*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。LoCalhoSt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。 3．windis32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2．windows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w32n50.dll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()，打开一个已被命名的ndis适配驱动器，若操作成功，则生成一个面向适配器对象的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：00.40.05.39.a2.b0 源：00.00.b4.86.74.fa 类型：0x0800 000000: 00 40 05 39 a2 b0 00 00 : b4 86 74 fa 08 00 45 00 [email protected]

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