VC获网络数据库的工具的设计与实现

1 引言
1.1  课题背景
随着网络技术的飞速发展，网络的普及，给我们带来了巨大的社会和经济效益，同时网络安全问题变得日益严重，计算机网络的设计、维护难度日益增加，安全问题正威胁着每一个网络用户，对网络安全的研究也越来越重要。因此，人们迫切的需要能够分析、诊断和测试网络的工具，以及保护我们的电脑尽可能的减少收到侵害的堡垒――防火墙。对于网络数据包的捕获现在也有着很多的实现方法，存在着许多开源的sniffer软件供我们参考，但是其中的某些细节上还是有一些问题的存在，在效果和效率上都有一些问题，分析上也并不是很方便。所以尝试选择了这个课题。
1.2  国内外研究现状
现在不论是网上的一些开源的Sniffer软件还是市面上出售的网络监听软件，其实其基础功能都是基于网络数据包捕获功能后扩展开的。所以我们可以清晰的认识到网络数据包捕获功能的巨大作用和广泛的应用范围。目前sniffer软件种类繁多，但是很多都存在一些问题，比如说：效率低，效果差，分析困难等等。有些sniffer软件往往嵌入许多并不怎么使用的功能在里面，增加了操作的复杂性，使用起来反而不便。所以真正想要找到一款操作简单使用方便的数据包捕获软件并不容易。作为一名网络工程专业的学生，熟悉常用的各种计算机相关软件，特别是和网络相关的软件是应该的。现在市场上的国内外的各种防火墙软件、网络监听软件和协议分析软件等软件种类繁多，让人有点眼花缭乱。这些产品大多数品质都不错，各有各的特点，所以选择起来的难度也挺大。我总是在一些比较著名的软件下载网站上获取一些比较受好评的软件来使用，然后从中选择适合自己的。通过一系列的使用和学习，我希望能够自己完成一款功能适合自己使用的操作简单让人可以轻易上手的网络数据包捕获和简单分析的软件。
1.3  课题研究的意义
随着网络的飞速发展，Internet的迅速普及，网络已经深入到了我们的生活，跟我们息息相关。伴随着网络带来的便利，网络安全问题也越来越受到人们的关注和重视。防火墙也成了一个非常热门的课题，带来巨大的社会经济效益，保护我们的合法权益不受到侵害。我选择的课题是windows下的网络数据包的捕获工具的开发和实现，所以主要的研究方向和侧重点是在于最基本也是最核心的网络数据包的捕获和分析等功能上。网络数据包的捕获在于网络安全领域有着无可代替的重要作用，不论是防火墙技术，网络监听技术或者是网络测试都离不开数据包的捕获，这是一切的基础，其他的功能都要基于这个功能才能实现。
2 设计理论依据
2.1 OSI与协议族
要想轻松搞定抓包程序，除了要有良好的编程能力，还要有扎实的理论知识，特别是计算机网络方面的知识。必须要明白数据包在网络中是怎么传送的，通过什么协议，运作在哪一层，当然还要了解数据包的特点，方便你能更好的获得有用的信息。
学习计算机网络的我想大都应该知道著名的OSI体系结构，OSI模型有点太过理想化和复杂，在时下Internet网体系结构非常流行并将其取而代之。
物理层：涉及在物理信道上传输原始比特，处理与物理传输介质有关的机械的、电气的和过程的接口。
数据链路层：分为介质访问控制（MAC）和逻辑链路控制（LLC）两个子层。MAC子层解决广播型网络中多用户竞争信道使用权问题。LLC的主要任务是将有噪声的物理信道变成无传输差错的通信信道，提供数据成帧、差错控制、流量控制和链路控制等功能。
网络层：负责将数据从物理连接的一端传到另一端，即所谓点到点，通信主要功能是寻径，以及与之相关的流量控制和拥塞控制等。
传输层：主要目的在于弥补网络层服务与用户需求之间的差距。传输层通过向上提供一个标准、通用的界面，使上层与通信子网（下三层）的细节相隔离。传输层的主要任务是提供进程间通信机制和保证数据传输的可靠性。
会话层：主要针对远程终端访问。主要任务包括会话管理、传输同步以及活动管理等。
表示层：主要功能是信息转换，包括信息压缩、加密、与标准格式的转换（以及上述各操作的逆操作）等等。
应用层：提供最常用且通用的应用程序，包括电子邮件（E-mail）和文电传输等。
    对于网络方面的知识应该予以一定的了解，也许你在学习的时候没有发觉它的具体作用，但是当你一旦在实践中遇到了运用到了就会豁然开朗，发现原来一切是这么回事。实践才是检验真理的最佳途径。

 

 

下面两幅图图1和图2中我们可以看到现在风靡世界的Internet网的结构跟著名的OSI之间的区别和共同之处：
 

 

 

1.体会

通过本次课题的研究，对于网络知识有了更深更进一步的认识。以往的项目经验比较少，对于在编程上还存在着很大的不足之处，这也是以后应该予以重视的地方，理论还需要联系了实际。并且认识到实际当中的设计和思想上与的课程设计是有很大的差别的。实际涉及到生产的设计是严谨的、科学的、有根据的、完整的。但我们所做的课程设计是不完整的、不严谨的、是没有考虑经济和使用价值为基础的。而这一点恰恰是实际生活设计之中必须考虑的，也是很重要的。设计的目的就是经济又适用，达到实际生产的要求和目的，能更大更快的为使用厂家创造经济效益。

2.成果和不足

在设计中主要是完成了对于网卡信息的获取还有对于网络数据包捕获功能的实现的函数，其中参考了一些网络上的教程和书籍，通过阅读和实践来修改学习，最终通过扫描可用网络接口并打开网卡接口来获取到网卡的信息，然后再通过更改设置网卡的混杂模式后调用Winpcap中的函数来实现对于网络数据包的捕获并且分析显示出来。

从目前的完成情况来看这些功能已经实现，不过还是感觉程序稍微显得功能少了些。系统还存在一些不足之处，比如说，没能实现对于数据包的阻塞抛弃这个功能感觉比较可惜还有就是保存下来的数据包用UltraEdit打开是乱码这个问题暂时还没有解决的头绪。关于这个几个问题还有再继续丰富一些别的功能我会继续下去直到最后，争取做的更好更具有使用意义，

最后，这是第一次单独完成这么大代码量的编程，由于经验欠缺或者是其他方面的一些原因，这次的项目开发也存在一些不足，如程序员逻辑比较混乱，一些简单的问题要通过一堆无用代码才能实现，不能以简洁有效的方式解决，在以后的项目开发过程中会逐渐解决这些不足之处。

[1] 黄维通.Visual C++面向对象与可视化程序设计[M].北京：清华大学出版社,2003。

[2] W.Richard Stevens.TCP/IP详解 卷一：协议[M].北京：机械工业出版社,2000。

[3] 朱雁辉.Windows防火墙与网络封包截获技术 [M].北京：电子工业出版社,2002。

[4] 刘文涛.网络安全开发包详解[M].北京：电子工业出版社,2005。

[5] 谭浩强.C程序设计[M].北京：清华大学出版社,1999。

[6] 张仕斌，谭三，易勇，蒋毅.网络安全技术[M].北京：清华大学出版社,2004。

[7] 阎慧，王伟，宁宇鹏.防火墙原理及技术[M].北京：机械工业出版社,2004。

[8] 黎连业，张维，向东明.防火墙及其应用技术[M].北京：清华大学出版社,2004。