[發(fā)明專利]一種基于Openwrt路由器的MAC地址掃描的方法

在審

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• 申請日: 2016-01-25
• 公開（公告）號: CN105744011A
• 公開（公告）日: 2016-07-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 凌強;張雷;徐駿
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)
• 主分類號: H04L29/12
• 分類號: H04L29/12
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責(zé)任公司 11251
• 代理人: 楊學(xué)明;顧煒

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及智能路由器、嵌入式軟件設(shè)計的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于Openwrt路由器的MAC地址掃描的方法。

背景技術(shù)

智能路由器是可以智能化管理的路由器，除了具有普通無線路由器的功能之外，還具有獨立的操作系統(tǒng)，用戶可以安裝各種應(yīng)用，滿足多樣化的需求。為了充分利用路由器的功能，在不影響路由器正常使用的前提下，在Openwrt路由器上開發(fā)MAC地址的掃描功能，實現(xiàn)獲取一定范圍內(nèi)所有開啟了WiFi設(shè)備MAC地址信息的功能。考慮到手機設(shè)備的普及，利用設(shè)備MAC信息可以估算得到一定時間內(nèi)本路由器覆蓋范圍內(nèi)的WiFi設(shè)備的總數(shù)信息，實現(xiàn)了客流量數(shù)據(jù)的快速統(tǒng)計。由于MAC地址的收集和統(tǒng)計過程在路由器上完成，并且不需要用戶的任何操作，十分方便快捷。同時由于MAC地址在設(shè)備端是唯一的，在一些簡單的驗證場合還可以作為驗證憑證，簡化驗證步驟，為安裝路由器的商家和WiFi的使用者提供便利。

現(xiàn)有的抓包方案主要都是在windows和Linux平臺下開發(fā)使用的，多數(shù)采用的是基于Libpcap函數(shù)庫實現(xiàn)的。Libpcap是一個支持多種操作系統(tǒng)的數(shù)據(jù)包捕獲函數(shù)庫，可以是實現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的監(jiān)聽功能，因此被廣泛研究和應(yīng)用。文獻【1】(趙新輝,李祥.捕獲網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包的方法[J].計算機應(yīng)用研究,2004,21(8):242-243.)介紹了使用原始套接字、Libpcap和Winpacp等多種方式實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)抓包的基本原理。文獻【2】(劉斌,代素環(huán).基于Libpcap的數(shù)據(jù)包捕獲機制的實現(xiàn)[J].農(nóng)業(yè)網(wǎng)絡(luò)信息,2008(9):62-63.)在Linux平臺上設(shè)計實現(xiàn)了一個基于Libpcap的小型網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包捕獲分析器，給出了具體使用方法和實現(xiàn)步驟。文獻【3】(寇應(yīng)展,楊素敏,陳利軍,等.基于Libpcap網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包捕獲技術(shù)的改進[J].軍械工程學(xué)院學(xué)報,2011,23(3):49-51.)提出了Linux下基于Libpcap的數(shù)據(jù)包捕獲的性能“瓶頸”問題，給出了基于零拷貝技術(shù)、內(nèi)存映射技術(shù)的優(yōu)化方案，并實驗證明了其優(yōu)化效果。除了應(yīng)用于有線網(wǎng)之外，Libpcap還可以應(yīng)用于無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，文獻【4】(劉敏,朱志祥.基于Linux的無線網(wǎng)絡(luò)監(jiān)聽技術(shù)[J].西安郵電學(xué)院學(xué)報,2011,16(3):65-68.)提出了Linux平臺下基于Libpcap的無線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包捕獲方案設(shè)計，文獻【5】(袁澤宇,肖慶正.基于Libpcap的無線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)分解與重構(gòu)技術(shù)研究[J].無線互聯(lián)科技,2014(7):93-95.)則提出了無線網(wǎng)絡(luò)下，基于Libpcap實現(xiàn)數(shù)據(jù)的分解和重構(gòu)，使得Libpcap不再只是局限于抓包功能。在多種平臺的應(yīng)用上，文獻【6】(曾敏,李峰.嵌入式數(shù)據(jù)包捕獲器的設(shè)計與實現(xiàn)[J].計算機工程與設(shè)計,2009(7):1571-1573.)提出了移植方案，將Libpcap運用到了嵌入式平臺上，使Libpcap的應(yīng)用范圍更加廣泛了，同樣也為我們的設(shè)計提供了借鑒。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的為：1)本發(fā)明在Openwrt路由器上使用Libpcap實現(xiàn)IEEE802.11協(xié)議數(shù)據(jù)幀的捕獲；2)本發(fā)明可以實現(xiàn)IEEE802.11數(shù)據(jù)幀幀頭信息的提取和幀具體類型的判定；3)本發(fā)明針對一定范圍內(nèi)，已經(jīng)開啟了WiFi功能但是尚未連接路由器的設(shè)備，可以獲取其MAC地址；4)本發(fā)明設(shè)計雙線程和循環(huán)隊列，在Openwrt路由器上實現(xiàn)多線程的數(shù)據(jù)處理。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：1、一種基于Openwrt路由器的MAC地址掃描的方法，其特征在于：該方法包括如下步驟：

第一步驟，數(shù)據(jù)幀捕獲處理：通過抓包獲取IEEE802.11協(xié)議的原始無線數(shù)據(jù)幀，并通過分析、處理得到指定類型數(shù)據(jù)幀以及該幀中包含的設(shè)備MAC地址信息；

第二步驟，MAC地址處理：通過設(shè)計循環(huán)隊列，將首次出現(xiàn)的MAC地址保存到指定文件中，從而實現(xiàn)MAC地址的不重復(fù)保存和統(tǒng)計；

第三步驟，交叉編譯：通過使用Openwrt系統(tǒng)對應(yīng)的SDK對源碼進行交叉編譯，生成在路由器上可執(zhí)行的文件。

其中，第一步驟中通過Libpcap庫實現(xiàn)對IEEE802.11數(shù)據(jù)幀的捕獲，同時根據(jù)IEEE802.11數(shù)據(jù)幀格式建立相應(yīng)的結(jié)構(gòu)體，通過強制類型轉(zhuǎn)換實現(xiàn)對數(shù)據(jù)幀頭信息的提取，從而完成對數(shù)據(jù)幀的處理分析和相關(guān)MAC地址信息的獲取。