VC++WinPcap网络流量监控与分析系统的设计和实现(3)
本系统实现以下功能：
（1）获取网卡设备，设置过滤规则，捕获数据包；
（2）对协议的数据包的类型、长度、地址等进行解读；
（3）通过API函数访问网络性能参数接口，得到网络流量；
（4）绘图实现流量统计的图形变化；
1．5 论文结构安排
本系统主要围绕网络通信编程，使用VC++编程技术进行功能实现。具体内容如下：第一章是前言，简明的介绍当前网络安全现状和论文的目的与意义；第二章主要是介绍网络编程的基础理论和相关技术原理；第三章主要是对流量统计模块的设计和实现；第四章重点描述流量分析的设计，从功能、模块、流程图等，详细的对协议内容进行了解读；第五章是对程序测试结果的说明。
2 相关知识与技术
2．1 OSI参考模型与TCP/IP模型
2.1.1 OSI模型
OSI（Open System Interconnect）七层模型即开放式网络参考模型，它的定义是由国际标准化组织ISO制定,主要功能就是帮助实现不同主机间的数据传输，其结构如图2.1所示。
该结构有七层，各层主要功能如下：
（1）物理层,任务是实现相邻节点间传输的物理连接，作为网络媒介与设备的接口
（2）数据链路层，封装数据包为数据帧，实现网络层和物理层之间的通信，主要功能是保证数据在物理线路上进行可靠传输，监测纠正数据包的传输错误；
（3）网络层，负责把网络地址翻译成物理地址，定义了网络设备间如何传输数据；
（4）传输层,管理网络端到端传送，用源端口和目的端口唯一标识一个进程；
（5）会话层，建立和文护会话，报告上一次发生的错误；
（6）表示层，指定传输格式，进行数据加密解密，编码解码，实现了多种数据格式的转换；
（7）应用层，是用户从网络取得应用服务的唯一途径；
图2.1 OSI参考模型
2.1.2 TCP/IP参考模型
TCP/IP参考模型又被成为因特网参考模型（Internet Reference Model）。由于TCP/IP模型比OSI模型实现更为具体，如今通常采用TCP/IP结构代表Internet结构。具体模型结构如图2.2所示。
图2.2 OSI模型与TCP/IP模型
TCP/IP的四个层次功能如下。
（1）应用层，面向用户和确定进程间通信的性质，如DNS、SMTP等；
（2）传输层，向上层提供端到端通信，包括TCP协议（通过三次握手保证可靠传输），UDP协议（无连接，不可靠传输）；
（3）网际层，完成主机间分组传输，主要包括IP协议（核心，不可靠，无连接）、ICMP（控制报文协议）、ARP（地址解析协议）、RARP（反地址解析协议）；
（4）网络接口层，参考模型最底层，它的功能是在网络上发送和接收数据报。
2.1.3 OSI模型与TCP/IP模型的比较
共同点：
（1）两者都采用了层次结构模型的概念；
（2）都提供了面向对象连接服务，与面向对象无连接两种机制；
不同点：
（1）OSI是七层，后者是四层结构；
（2）OSI对可靠性要求更高；
（3）TCP/IP只有四层，但是调用比较宽松，减少了开销，传输效率更高一些；
（4）TCP/IP实用市场更强，OSI只是理论模型。
2．2 数据包结构
2.2.1 MAC帧结构
TCP/IP四层结构（应用，传输，网际，网络），它在封装数据时，数据包都是以MAC帧的形式出现。MAC帧包括6Bit目的地址，6Bit源地址和2Bit帧类型构成，帧类型可以标识上层所使用的协议类型。
2.2.2 IP数据包结构
报文和报头两个部分组成了IP数据包，其中报头由固定长度20Bit部分和任意长度可以部分组成，定义了该数据特性的信息，格式如图2.3所示。