[發明專利]一種利用CRC校驗字段捕獲以太網報文的方法及裝置

在審

• 申請號: 201810714554.6
• 申請日: 2018-07-03
• 公開（公告）號: CN109005082A
• 公開（公告）日: 2018-12-14
• 發明（設計）人: 李韜;熊智挺;孫志剛;趙國鴻;毛席龍;呂高鋒;馮振乾;楊惠;全巍
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科技大學
• 主分類號: H04L12/26
• 分類號: H04L12/26;H04L12/24;H04L1/00
• 代理公司: 湖南省國防科技工業局專利中心 43102
• 代理人: 馮青

本發明涉及一種利用CRC校驗字段捕獲以太網報文的方法及裝置。通過利用不同的報文一般不會存在相同的CRC校驗值的特點，從報文流中篩選出與目標報文CRC一致的報文，為防止出現CRC校驗值相同但兩個報文的內容不同的情況，需再經過與目標報文的全面對比，實現對指定報文的捕獲，并減輕了報文捕獲的工作量和資源消耗量；確定目標報文后的自定義編輯報文或添加額外的輔助信息字段，可以滿足大多數網絡實驗的需求，協助網絡技術的科研與教學。

技術領域

本發明屬于計算機網絡技術領域，尤其涉及一種利用CRC校驗字段捕獲以太網報文的方法及裝置。

背景技術

互聯網的飛速發展使網絡在可擴展性、移動性、安全可控性等方面面臨諸多挑戰，為解決上述問題，通常采用分析網絡報文的方式，對網絡進行深入探索與研究。報文捕獲是報文分析的基礎，被廣泛應用于網絡故障分析、網絡監控系統等多個領域。

目前技術中通常利用報文捕獲工具對報文進行捕獲。常用的報文捕獲工具有wireshark和sniffer。wireshark是一個網絡封包分析軟件。通過提取網絡封包，并盡可能顯示出最為詳細的網絡封包資料，進行仔細分析后，反映出目前流通的封包資訊，能夠幫助用戶對于網絡行為有更清楚的了解；Sniffer是一種基于被動偵聽原理的網絡分析方式。它工作在網絡環境中的底層，它會攔截所有的正在網絡上傳送的數據，并且通過相應的軟件處理，可以實時分析這些數據的內容，進而分析所處的網絡狀態和整體布局。但是，上述工具主要基于軟件實現；其捕獲條件主要是協議、報文傳輸的方向、介質訪問控制(MediumAccess Control，MAC)地址、網際互聯協議(Internet Protocol，IP)地址、端口號等，都未以循環冗余校驗(Cyclic Redundancy Check，CRC)字段作為捕獲條件；捕獲對象主要針對的是端到端的報文流，無法對指定報文進行捕獲；捕獲目的主要是對目前網絡的整體情況進行分析和了解，難以觀察單獨報文在網絡中處理的過程，也無法在捕獲的報文上添加額外輔助信息，如驗證網絡延遲所需的時間戳等。

以太網幀的幀狀態檢測字段包含32位的CRC值，以校驗被破壞的幀。CRC是一種檢錯方法，具有數據傳輸檢錯功能，其工作原理是：將要發送的完整報文根據傳輸條件劃分成多個數據比特序列，并將每個數據比特序列當做一個多項式的系數，在發送端用收發雙方預先共同約定的生成多項式去除由每個數據比特序列當成系數生成的數據多項式，得出一個余數多項式。將余數多項式加到數據多項式之后一起發送到接收端。在接收端再用之前約定的生成多項式去除接收到的數據多項式，若除得盡，表明數據無差錯；否則，表明數據有差錯。CRC校驗依據每條報文的具體字節作為運算元素，得出CRC校驗值。因此，在一條報文流中，不同內容的報文一般不會存在相同的CRC校驗值；但是CRC校驗中運用了“異或”運算，當兩個字節同為“1”或“0”時，得到結果都會為“0”，因此，會存在CRC校驗值相同且兩個報文的內容不同的情況。

此外，針對本發明所要敘述的內容，下面將報文捕獲的相關專利分為三類：

第一類是捕獲對象是數據包或者報文流，不適用指定報文的捕獲；如《一種加速網卡報文捕獲的方法》(專利申請號為200710144152.9)里所敘述的捕獲對象是數據包；《捕獲數據信號內的多個數據分組用來分析的裝置》(專利申請號為200780026814.0)、《多鏈路報文捕獲方法、多鏈路報文處理方法及系統》(專利申請號為201010131381.9)和《基于并行處理的TCP協議及其數據還原裝置及方法》(專利申請號為200910071486.7)里所敘述的捕獲對象都是報文流；