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支持IPv6的网络行为分析系统的研究与实现

作　者: 沈文君
导　师: 高福祥
学　校: 东北大学
专　业: 计算机系统结构
关键词: IPv6 网络行为分析 WinPcap 协议分析
分类号: TP393.04
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 29次
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内容摘要


随着互联网技术的高速发展,IPv6取代IPv4成为下一代互联网的主要协议,是网络发展的必然趋势。与此同时,计算机网络的相关技术也越来越引起人们的重视,网络行为分析就是在这种背景下产生的。通过网络行为分析,用户上网的动作,习惯以及网络资源的使用情况能够被及时了解,这些信息为控制和管理网络的使用提供支持。目前现有的网络行为分析系统都是支持IPv4的。在IPv4向IPv6的长期过渡中,实现一种不仅支持IPv4,而且支持IPv6的网络行为分析系统具有一定的学术意义和应用价值。该系统基于WinPcap进行网络接口层的帧捕获,采用协议分析技术进行网络行为分析。协议分析包括基于协议分析和基于内容分析两个阶段。其中基于协议的分析阶段完成对TCP/IP各层协议包头的解析,获取系统关系的字段,并且基于端口识别其应用层协议,识别不成功时,将进行基于内容的解析。基于内容的分析阶段采用正则表达式匹配各应用协议的特征值,分析出来应用层所使用的协议,并且重点分析了HTTP的报文,获取URL路径。该系统采用Oracle数据库保存协议分析结果,为静态数据库分析提供数据支持,通过数据挖掘技术,发现网络运行的规律,分析用户的行为特征,合理规划网络资源。首先,本文深入分析了IPv6协议与IPv4协议的不同,同时研究了网络行为分析的分类和方法。其次详细介绍了网络行为分析系统的总体设计目标及解决方案,并对开发过程中使用的一些相关技术进行了阐述和分析。在系统的总体设计和功能描述中,根据系统模块的划分,对各个模块的设计和模块之间的关系进行了阐述,具体分析了每个模块的功能及其实现的原理和流程,尤其是对其中的协议解析模块,进行了深入的研究与分析。最后在构建的实验环境下对该系统进行了相关测试,取得了较满意的结果,并对实验数据和实验结果进行了分析,分析表明系统完成行为分析的成功率在80%以上。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-9
第1章 绪论  9-13
  1.1 本课题的研究背景  9-10
  1.2 IPv6和网络行为分析的发展与现状  10-11
  1.3 课题介绍  11-12
  1.4 论文的组织结构  12-13
第2章 IPv6与网络行为分析相关知识  13-23
  2.1 TCP/IP体系结构  13-14
  2.2 IPv6协议介绍  14-19
    2.2.1 IPv6协议的新特性  14-16
    2.2.2 IPv6包首部格式和扩展首部格式  16-18
    2.2.3 ICMPv6协议  18-19
  2.3 网络行为分析介绍  19-22
    2.3.1 常见的网络行为分类  19
    2.3.2 网络流量测量  19-21
    2.3.3 网络行为分析的几种方法  21-22
  2.4 本章小结  22-23
第3章 支持IPv6的网络行为分析系统的设计  23-41
  3.1 系统需求分析  23
  3.2 系统的设计目标  23-24
  3.3 支持IPv6的网络行为分析的系统框架  24
  3.4 系统设计的相关技术  24-27
    3.4.1 托管代码中调用原生Dll  24-27
    3.4.2 协议解析技术  27
  3.5 系统设计思想  27-28
    3.5.1 多线程  27-28
    3.5.2 模块化  28
  3.6 系统设计的软件方案  28-40
    3.6.1 帧捕获模块的研究与设计  29-35
    3.6.2 协议解析模块的研究与设计  35-37
    3.6.3 数据库设计  37-40
  3.7 本章小结  40-41
第4章 支持IPv6的网络行为分析系统的实现  41-73
  4.1 开发平台与工具  41-42
    4.1.1 操作系统  41
    4.1.2 开发工具和语言  41-42
  4.2 帧捕获模块的实现  42-44
    4.2.1 实现机制  42
    4.2.2 实现方法  42-44
  4.3 协议解析模块的实现  44-68
    4.3.1 网络接口层的帧的解析  46-47
    4.3.2 网络层包的解析  47-58
    4.3.3 传输层报文的解析  58-64
    4.3.4 应用层报文的解析  64-68
  4.4 数据分析模块的实现  68-72
    4.4.1 网络层的包统计  68-70
    4.4.2 应用层信息挖掘  70-72
  4.5 本章小结  72-73
第5章 支持IPv6的网络行为分析系统测试  73-81
  5.1 IPv6网络配置  73-74
  5.2 系统测试一(帧捕获)  74-75
  5.3 系统测试二(包的解析)  75-76
  5.4 系统测试三(静态数据分析)  76-79
  5.5 测试结果分析  79-80
  5.6 本章小结  80-81
第6章 总结与展望  81-83
  6.1 本文的工作总结  81-82
  6.2 进一步工作展望  82-83
参考文献  83-87
致谢  87-89
攻读硕士学位期间发表的论文和参加的项目  89

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机的应用 > 计算机网络 > 一般性问题 > 通信规程、通信协议
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