編程實現(xiàn)簡單的流量統(tǒng)計器

.z.目錄目錄1摘要21引言21.1課程設計目的21.2課程設計內(nèi)容31.3課程設計要求32設計原理32.1流量統(tǒng)計器的工作原理42.2JAVAJPCAP原理43設計步驟53.1相關必須程序包的安裝和解壓53.2Myeclipse下的運行74出現(xiàn)的問題及解決方法105結(jié)束語11參考文獻12程序附錄：13編程實現(xiàn)簡單的流量統(tǒng)計器學生**：指導老師：摘要：它是一個可以記錄訪客來源地址（包括ip、轉(zhuǎn)入地址、搜索引擎地址、關鍵詞、ie瀏覽器型號等），被訪問頁面地址（受訪頁面，停留時間、轉(zhuǎn)出地址等）的數(shù)字遞增的源代碼程序。通過使用JAVA中的JPCAP包設計并實現(xiàn)了一個流量統(tǒng)計系統(tǒng).關鍵詞：JAVA；JPCAP；編程；流量統(tǒng)計器。1引言計算機網(wǎng)絡是這個時代的基石,整個信息的流動和交換全部依托于這個龐大的網(wǎng)絡系統(tǒng)。如果這個信息網(wǎng)絡出現(xiàn)問題和故障,則會給社會、團體、個人等帶來很大的損失。有效的網(wǎng)絡管理不僅能夠保證網(wǎng)絡的正常運行,而且能夠有效地避免網(wǎng)絡故障給我們帶來的損失。在網(wǎng)絡管理過程中,網(wǎng)絡流量監(jiān)控是整個網(wǎng)絡管理的一個重要部分。對于一個網(wǎng)絡管理員,有效的網(wǎng)絡流量監(jiān)控不僅能夠讓網(wǎng)絡管理人員能夠及時了解網(wǎng)絡的運行狀態(tài),并且能夠?qū)W(wǎng)絡出現(xiàn)的問題作出及時調(diào)整和排除。1.1課程設計目的以基礎技能訓練和能力培養(yǎng)為主線，從培養(yǎng)學生動手能力，培養(yǎng)工程技術實際應用型人才入手，強化綜合性、實際性。目的是通過實習使學生掌握計算機網(wǎng)絡的實際開發(fā)所要掌握技術，培養(yǎng)其動手能力，觀察能力，分析和解決實際問題的能力，鞏固、加深理論課知識，增加感性認識，進一步加深對計算機網(wǎng)絡的理解，提高對網(wǎng)絡中所于奧實現(xiàn)的功能的系統(tǒng)設計能力和調(diào)試能力。1.2課程設計內(nèi)容1.利用原始套接字實現(xiàn)簡單的流量統(tǒng)計器。2.系統(tǒng)功能包括：2.1原始套接字與網(wǎng)卡邦定，并接收流經(jīng)網(wǎng)卡的所有數(shù)據(jù)包；2.2對數(shù)據(jù)包進行分析以獲得源IP地址和目的IP地址；2.3對數(shù)據(jù)包進行分析以獲得運輸層協(xié)議類型；2.4對數(shù)據(jù)包進行分析以獲得數(shù)據(jù)包的長度；2.5對本機發(fā)送、接收的各運輸層協(xié)議的數(shù)據(jù)流量進行統(tǒng)計，并顯示統(tǒng)計結(jié)果。1.3課程設計要求（1）按要求編寫課程設計報告書，能正確闡述設計結(jié)果。（2）通過課程設計培養(yǎng)學生嚴謹?shù)目茖W態(tài)度，認真的工作作風和團隊協(xié)作精神。（3）學會文獻檢索的基本方法和綜合運用文獻的能力。（4）在老師的指導下，要求每個學生獨立完成課程設計的全部內(nèi)容。2設計原理圖2-1流量統(tǒng)計器工作原理圖2.1流量統(tǒng)計器的工作原理源代碼放置在網(wǎng)頁中，每次有用戶瀏覽到這個網(wǎng)頁時就會觸發(fā)這個源代碼程序工作，然后以全程記錄所有信息，并以數(shù)字遞增的方式把結(jié)果統(tǒng)計出來傳到服務器，再到程序的服務器后臺進行具體分析并實時保存，這就是流量統(tǒng)計器的原理了。2.2JAVAJPCAP原理Java語言雖然在TCP/UDP傳輸方面給予了良好的定義，但對于網(wǎng)絡層以下的控制，卻是無能為力的。JPCAP擴展包彌補了這一點。JPCAP實際上并非一個真正去實現(xiàn)對數(shù)據(jù)鏈路層的控制，而是一個中間件，JPCAP調(diào)用wincap/libpcap，而給Java語言提供一個公共的接口，從而實現(xiàn)了平臺無關性。局域網(wǎng)監(jiān)聽利用的是所謂的“ARP欺騙”技術。在以前曾經(jīng)一段階段，局域網(wǎng)的布局是使用總線式（或集線式）結(jié)構(gòu)，要到達監(jiān)聽只需要將網(wǎng)卡設定為混雜模式即可，但現(xiàn)在的局域網(wǎng)絡普遍采用的是交換式網(wǎng)絡，所以單純靠混雜模式來達到監(jiān)聽的方法已經(jīng)不可行了。所以為了達到監(jiān)聽的目的，我們需要“欺騙”路由器、“欺騙”交換機，即“ARP欺騙”技術。假設本機為A，監(jiān)聽目標為B。首先，偽造一個ARPREPLY包，數(shù)據(jù)鏈路層頭及ARP內(nèi)容部分的源MAC地址填入A的MAC地址，而源IP部分填入網(wǎng)關IP，目的地址填入B的MAC、IP，然后將這個包發(fā)送給B，而B接收到這個偽造的ARPREPLY包后，由于源IP為網(wǎng)關IP，于是在它的ARP緩存表里刷新了一項，將（網(wǎng)關IP，網(wǎng)關MAC）刷新成（網(wǎng)關IP，A的MAC）。而B要訪問外部的網(wǎng)都需要經(jīng)過網(wǎng)關，這時候這些要經(jīng)過網(wǎng)關的包就通通流到A的機器上來了。接著，再偽造一個ARPREPLY包，數(shù)據(jù)鏈路層頭及ARP內(nèi)容部分的源MAC地址填入A的MAC地址，而源IP部分填入B的IP，目的地址填入網(wǎng)關MAC、IP，然后將這個包發(fā)給網(wǎng)關，網(wǎng)關接收到這個偽造的ARPREPLY包后，由于源IP為B的IP，于是在它的ARP緩存表里刷新了一項，將（B的IP，B的MAC）刷新成（B的IP，A的MAC）。這時候外部傳給B的數(shù)據(jù)包經(jīng)過網(wǎng)關時，就通通轉(zhuǎn)發(fā)給A。這樣還只是攔截了B的數(shù)據(jù)包而已，B并不能上網(wǎng)——解決方法是將接收到的包，除了目的地址部分稍做修改，其它原封不動的再轉(zhuǎn)發(fā)出去，這樣就達到了監(jiān)聽的目的——在B不知不覺中瀏覽了B所有的對外數(shù)據(jù)包。3設計步驟3.1相關必須程序包的安裝和解壓1.JpcapSetup-0.7.e*e的安裝，雙擊即可。圖3-1JPCAP包的安裝2.WinPcap4.0.e*e的安裝，雙擊即可。圖3-2JPCAP包的安裝3.JpcapDumper-src.zip，解壓。圖3-3JPCAP包的安裝3.2Myeclipse下的運行1.運輸層TCP協(xié)議包this.packetCount++;

//如果截獲的包為TCP包

if(packetinstanceofjpcap.packet.TCPPacket){

this.tcpPacketCount++;

TCPPackettcp=(TCPPacket)packet;

this.tcppPacketLength+=tcp.len;

System.out

.println("================================================================================");

System.out.println("TCPPacket");

System.out.println("|——*此數(shù)據(jù)包的源IP地址："+tcp.src_ip);

System.out.println("|——*此數(shù)據(jù)包的目的IP地址："+tcp.dst_ip);

System.out.println("|——*此數(shù)據(jù)包的傳輸層協(xié)議類型："+tocol+"(TCP)");

System.out.println("|——*此數(shù)據(jù)包的長度："+tcp.len);圖3-2-1TCP協(xié)議包的統(tǒng)計結(jié)果圖3-2-2TCP協(xié)議包的統(tǒng)計結(jié)果2.運輸層UDP協(xié)議包{//如果截獲的包為UDP包

this.udpPacketCount++;

UDPPacketudp=(UDPPacket)packet;

this.udpPacketLength+=udp.len;

System.out

.println("================================================================================");

System.out.println("UDPPacket");

System.out.println("|——*此數(shù)據(jù)包的源IP地址："+udp.src_ip);

System.out.println("|——*此數(shù)據(jù)包的目的IP地址："+udp.dst_ip);

System.out.println("|——*此數(shù)據(jù)包的傳輸層協(xié)議類型："+tocol+"(UDP)");

System.out.println("|——*此數(shù)據(jù)包的長度："+udp.len);圖3-2-3UDP協(xié)議包的統(tǒng)計結(jié)果3.協(xié)議包總統(tǒng)計("截止到目前：");

("|捕獲到的運輸層協(xié)議包的總數(shù)為："+this.packetCount);

("|——*捕獲到TCPPacket包的總數(shù)為："+this.tcpPacketCount+",總數(shù)據(jù)包長度為"+this.tcppPacketLength);

("|——*捕獲到UDPPacket包的總數(shù)為："+this.udpPacketCount+",總數(shù)據(jù)包長度為"+this.udpPacketLength);}圖3-2-4JPCAP下流量統(tǒng)計器的統(tǒng)計結(jié)果4出現(xiàn)的問題及解決方法本次課程設計由于自己對知識的掌握不足夠，所以出現(xiàn)了一些問題，不過在老師和同學的幫助下順利克服了這個難題。例如對JAVA語言不熟悉，和JPCAP包的不了解，導致程序運行不成功。在調(diào)試的過程中，對myeclipse軟件不夠熟練，以至于調(diào)試了很長時間才得出結(jié)果。因此，掌握好相關的知識，做課程設計的時候才能得心應手。5結(jié)束語課程設計是培養(yǎng)學生綜合運用所學知識，發(fā)現(xiàn)，提出，分析和解決實際問題,鍛煉實踐能力的重要環(huán)節(jié)，是對學生實際工作能力的具體訓練和考察過程。隨著科學技術發(fā)展的日新月異，計算機網(wǎng)絡技術已經(jīng)成為當今計算機應用中空前活躍的領域，在生活中可以說是無處不在。因此作為二十一世紀的大學生來說掌握計算機網(wǎng)絡技術是十分重要的。對于計算機網(wǎng)絡課程設計來說，我們大多數(shù)同學還都是一*白紙，同樣對于JAVA以及C++語言對于我們來說同樣比較陌生，但是通過大家不懈的努力，從不知道變?yōu)橹?，從簡單操作到熟練運用，大家都付出了相應的心血。雖然，在計算機網(wǎng)絡這塊領域上面我們還只是入門級別，但是我相信通過此次計算機網(wǎng)絡課程設計的學習，大大增加了同學們的動手能力和思考能力，為我們今后步入社會打下了堅實的基礎。通過理論學習到實際應用，這次的計算機網(wǎng)絡課程設計讓我們切身體會到了什么才是學以致用。由于是第一次做計算機網(wǎng)絡課程設計，在設計之中也不免遇到了種種問題和困難，這樣才能讓我自己發(fā)現(xiàn)自己的不足之處，才能激發(fā)自己學習的樂趣，才能讓自己在更遠的學習道路上處于不敗之地。參考文獻[1]周明天,汪文勇.TCP/IP網(wǎng)絡技術原理與技術[M].:清華大學出社版社.[2][美]RogersCadenhead.Java編程入門經(jīng)典.梅興文譯.第4版.：人民郵電，2007[3]陳軼.姚曉昆編著.Java程序設計實驗指導.：清華大學，2006[4]計算機網(wǎng)絡技術，*明新莫林主編，**大學.程序附錄：TrafficStatictics.javapackage.socket.lzf;importjava.io.IOE*ception;importjpcap.JpcapCaptor;

importjpcap.NetworkInterface;publicclassTrafficStatictics{

privatestaticTrafficStaticticsts;

publicstaticvoidmain(String[]args){

//啟動統(tǒng)計線程

TrafficStatictics.ins();

}

publicsynchronizedstaticTrafficStaticticsins(){

if(null==ts){

TrafficStaticticsts=newTrafficStatictics();

ts.init();

}

returnts;

}

publicvoidinit(){

//獲取本機上的網(wǎng)絡接口對象

finalNetworkInterface[]devices=JpcapCaptor.getDeviceList();

for(inti=0;i<devices.length;i++){

NetworkInterfaceni=devices[i];

//大于零時為有效地址；不抓本機地址

if(ni.addresses.length>0){

//一個網(wǎng)卡可能有多個地址，只獲取第一個

Stringaddr=ni.addresses[0].address.toString();

try{

//創(chuàng)建卡口上的抓取對象

JpcapCaptorjpcap=JpcapCaptor.openDevice(ni,2000,true,

20);

//創(chuàng)建對應的抓取線程并啟動

LoopPacketThreadlpt=newLoopPacketThread(jpcap,addr);

lpt.start();

System.out.println(addr+"上的采集線程已啟動?。。?);

}catch(IOE*ceptione){

e.printStackTrace();

System.out.println("抓取數(shù)據(jù)包時出現(xiàn)異常!!!");

}

}

}

}}

==============================================================================================·LoopPacketThread.javapackage.socket.lzf;importjpcap.JpcapCaptor;publicclassLoopPacketThreade*tendsThread{

privateJpcapCaptorjpcap=null;

privateStringipAddr="";

publicLoopPacketThread(JpcapCaptorjpcap,StringipAddr){

this.jpcap=jpcap;

this.ipAddr=ipAddr;

}

//-1表示永久抓包

publicvoidrun(){

this.jpcap.loopPacket(-1,newReceivePacket(this.ipAddr));

}

}

==============================================================================================·ReceivePacket.javapackage.socket.lzf;importjava.te*t.SimpleDateFormat;

importjava.util.Date;importjpcap.PacketReceiver;

importjpcap.packet.Packet;

importjpcap.packet.TCPPacket;

importjpcap.packet.UDPPacket;publicclassReceivePacketimplementsPacketReceiver{

privateStringipAddr="";

privatestaticintpacketCount=0;

privatestaticinttcpPacketCount=0;

privatestaticintudpPacketCount=0;

privatestaticinttcppPacketLength=0;

privatestaticintudpPacketLength=0;

publicReceivePacket(StringipAddr){

this.ipAddr=ipAddr;

}

publicvoidreceivePacket(Packetpacket){

this.packetCount++;

//如果截獲的包為TCP包

if(packetinstanceofjpcap.packet.TCPPacket){

this.tcpPacketCount++;

TCPPackettcp=(TCPPacket)packet;

this.tcppPacketLength+=tcp.len;

System.out

.println("================================================================================");

System.out.println("TCPPacket");

System.out.println("|——*此數(shù)據(jù)包的源IP地址："+tcp.src_ip);

System.out.println("|——*此數(shù)據(jù)包的目的IP地址："+tcp.dst_ip);

System.out.println("|——*此數(shù)據(jù)包的傳輸層協(xié)議類型："+tocol+"(TCP)");

System.out.println("|——*此數(shù)據(jù)包的長度："+tcp.len);

}elseif(packetinstanceofjpcap.packet.UDPPacket){//如果截獲的包為UDP包

this.udpPacketCount++;

UDPPacketudp=(UDPPacket)packet;

this.udpPacketLength+=udp.len;

System.out

.println("================================================================================");

System.out.println("UDPPacket");

System.ou