非注入式網絡偵聽裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術公開一種非注入式網絡偵聽裝置，可在對原數據連接通路不造成任何影響的情況下實現對通信鏈路上雙向數據的偵聽、處理和轉發，可用于任何對網絡節點間的以太網通信有雙向無干擾偵聽需求的場合。該偵聽裝置將原數據通路的兩對數據傳輸線進行并行分流，接入偵聽網卡中；偵聽網卡對網絡通信鏈路上的雙向數據同時進行接收，配合偵聽裝置嵌入式操作系統中的網卡驅動，便可以對通信鏈路上的數據流進行雙向被動非耦合式偵聽。當兩個網絡節點相互傳輸數據時，偵聽裝置即可在傳輸線路上監聽到通信數據包。偵聽裝置提供多種輸入輸出接口，對偵聽截獲的原始數據，可通過用戶應用程序并配合高性能CPU進行數據處理，然后經輸出接口進行處理結果的輸出。

【技術實現步驟摘要】

專利技術涉及一種偵聽裝置，具體涉及一種基于非注入式雙向通信抓包技術的以太網數據偵聽裝置，屬于網絡通信領域。
技術介紹
以太網是產生較早，現已經被廣泛使用的通信網絡。當網絡通信出現故障，或對以太網節點進行測試、監測時，常需要對以太網節點間的通訊數據進行監聽。現有的網絡偵聽方式主要有兩種，一種為借助于技術成熟的集線器(HUB)或交換機等設備，集線器會將收到的所有數據向其每個連接的端口進行轉發，也就是當主機根據MAC地址進行數據發送時，盡管信息中包含目的主機的地址，但其他節點也會受到這些通信報文，只是正常狀態下其他節點會對其忽略；而對于交換機，雖然進行的是端口到端口的數據傳輸，但可以將某個端口設置為需要監聽端口的鏡像端口，鏡像端口擁有監聽端口接收信息的拷貝，因此對于借助集線器或交換機的網絡偵聽方式，只需要將主機設置為混雜模式，并與集線器的任一端口相連，或與交換機的鏡像端口連接，就可以實現對通信數據的監聽。另一種方式是電子科技大學2010年碩士學位論文《網絡偵聽設備硬件模塊設計》(作者：申杰)中采用的將偵聽設備接入到網絡通信鏈路中，對接收到的數據進行處理并轉發數據，維持原有的以太網數據通信，并實現數據的偵聽。第一種實現方案需要將集線器或交換機加入通信鏈路，增加了通信節點，會對通信數據產生傳輸時延，同時也會提升系統的故障率。此種方案只能監聽一個方向的通信數據，而原通信鏈路中的各節點在初始連接時會進行自動協商匹配，確定物理線路上的接收和發送數據線，因此偵聽端口接收線路上鏡像接收到的數據流向具有不確定性，即偵聽到的數據流向具有不確定性。作者韋韜和梁成在其技術《無源以太網數據偵聽器》(CN2563850Y)中提出了一種無源以太網數據偵聽器，采用二分方式截取網絡線路上流動的網絡數據，可以在不影響網絡數據傳輸的情況下，對網絡數據進行偵聽，不改變原有網絡的系統帶寬、不增加傳輸時延、系統故障率低、實時性強。但此偵聽器只是物理通信線路上以太網數據分流的實現，并未實現具體偵聽方案和偵聽功能。
技術實現思路
有鑒于此，本專利技術提供一種非注入式網絡偵聽裝置，可在對原數據連接通路不造成任何影響的情況下實現對通信鏈路上雙向數據的偵聽、處理和轉發，可用于任何對網絡節點間的以太網通信有雙向無干擾偵聽需求的場合。所述非注入式網絡偵聽裝置包括：偵聽接口、偵聽網卡和輸入輸出接口；所述偵聽網卡包括兩個網卡芯片；需要偵聽的通信鏈路上的兩個網絡節點分別通過偵聽接口接入網絡偵聽裝置；在網絡偵聽裝置內部將兩個偵聽接口直連；用于直連兩個偵聽接口的兩對數據傳輸線分別接入所述偵聽網卡的兩個網卡芯片，兩個網卡芯片分別對一個方向的數據流進行接收；在所述網卡芯片的驅動中，關閉其自動協商匹配功能，設置網卡芯片的工作模式為全雙工模式，通信速率為100Mbps；同時關閉收發線匹配功能；設置網卡芯片的接線方式為直連；且將偵聽網卡設置為混雜模式；所述輸入輸出接口用于實現網絡偵聽裝置與外部的數據交互。所述偵聽接口為兩個RJ45接口。有益效果：(1)該偵聽裝置將原通信數據線路引出并行分支進行數據偵聽，不增加原有物理通信線路傳輸節點；具有專用的偵聽網卡，能夠對兩個方向的通信數據同時進行偵聽，因此可用于任何對網絡節點間的以太網通信有雙向無干擾偵聽需求的場合，具有比較好的應用前景；偵聽網卡具有偵聽網卡專用驅動，使偵聽網卡工作在靜默接收狀態，不會對其他節點產生任何影響。(2)該偵聽裝置開放多種用戶接口，以實現交互及用戶應用程序的下載，同時開放多種接口進行處理結果的輸出。附圖說明圖1為網絡偵聽裝置的方案示意圖。具體實施方式下面結合附圖并舉實施例，對本專利技術進行詳細描述。本實施例提供一種基于非注入式雙向通信抓包技術的以太網數據偵聽裝置，可用于任何對網絡節點間的以太網通信有雙向無干擾偵聽需求的場合。如圖1所示，該網絡偵聽裝置包括：偵聽接口、偵聽網卡、通用網卡、輸入輸出接口以及為整個偵聽裝置供電的鋰離子電池。所述偵聽接口為兩個RJ45接口；在物理線路上，將需要偵聽的通信鏈路上的兩個網絡節點(圖1中的網絡節點1和網絡節點2)分別通過兩個RJ45接口接入網絡偵聽裝置，在網絡偵聽裝置內部將兩個RJ45接口直連，不增加原有物理通信線路傳輸節點，保證原有數據通路。再將兩條數據傳輸線進行并行分流，分別接入到偵聽網卡中，進行數據接收，即如圖1所示，用于直連兩個網線接口RJ45的兩條數據傳輸線各自通過一條數據線分別接入到偵聽網卡中。該網絡偵聽裝置的核心功能為雙向非注入式偵聽，該功能便是通過偵聽網卡配合其驅動程序來實現的。所述偵聽網卡使用雙網卡芯片(即包括網卡芯片1和網卡芯片2)，并行分流出的兩條數據傳輸線分別接入兩個網卡芯片，兩個網卡芯片分別對一個方向的數據流進行接收，便可實現通信鏈路上雙向數據的接收。網卡驅動中，將偵聽網卡作為一個獨立設備進行操作，同時對兩個網卡芯片進行配置，并將雙向接收到的網卡芯片傳輸過來的數據經過處理后傳給應用層，這樣應用層的應用程序就可以通過訪問偵聽網卡，讀取其接收到的數據。所述的偵聽網卡應實現節點無干擾接入和數據包偵聽。(1)節點無干擾接入設計通信鏈路中各節點在初始連接時均會進行自動協商，根據另一端設備的連接速度和雙工模式，自動把速度調節到最高公共水平，使線路兩端具有最快的速度和雙工模式。而自動協商功能允許一個網絡設備能夠將自己所支持的工作模式信息傳達給網絡上的對端，并接收對方可能傳遞過來的相應信息，從而解決雙工和10M/100M速率自協商問題。自協商功能完全由物理層芯片設計實現，因此并不使用專用數據包或帶來任何高層協議開銷。此偵聽裝置的的偵聽網卡接在原通信鏈路的并行分路上，如果只是簡單將網絡接口連接，網卡芯片同樣會在連接時進行自動協商匹配，向外發送匹配信息，這會導致原通信鏈路上的兩個傳輸節點及偵聽網卡均對應兩個對端，將造成雙工模式和速率不能正常匹配；同時網卡芯片會對網線電纜連接方式進行自動檢測，檢測電纜上的數據接收線和發送線，通過切換網卡芯片到RJ45接口的直連和交叉連接方式實現收發匹配，而此系統中有三個網絡節點，對于任意兩個已連接的節點，第三個節點上的某個數據線纜會同時對應一個數據發送端和一個數據接收端，造成節點不能正常進行收發匹配。自動協商匹配和收發線匹配都會使網絡節點之間不能正常連接，即偵聽裝置的直接接入會對原有網絡節點造成干擾，使其無法正常通信。因此網卡驅動設計中，需在網卡芯片的初始化過程對其進行相關配置，關閉其自動協商匹配功能；對單雙工模式和通信速率等進行設置，默認設置網卡芯片的工作模式全
雙工模式，通信速率為100Mbps，并開放用戶接口，可在應用層對雙工模式和速率進行設置；同時關閉收發線匹配，并將網線的直連/交叉線連接方式進行設置為直連，由此就可以在底層解決偵聽裝置的接入干擾。(2)數據包偵聽設計以太網數據幀在網絡中傳遞時，凡是與發送方節點物理鏈路暢通的節點，均會接收到該發送節點發出的以太網幀，幀中包含有目的Mac地址。偵聽網卡正常工作模式下會判斷該目的MAC地址是否為自身MAC地址。若相等，則偵聽網卡接收該幀，并按照TCP/IP協議要求打包上傳至網絡層。若不相等，則自動過濾該幀數據。為了實現對所有通信數據的偵聽，在網卡驅動程序中將偵聽網卡設置為混本文檔來自技高網...

【技術保護點】
非注入式網絡偵聽裝置，其特征在于，包括：偵聽接口、偵聽網卡和輸入輸出接口；所述偵聽網卡包括兩個網卡芯片；需要偵聽的通信鏈路上的兩個網絡節點分別通過偵聽接口接入網絡偵聽裝置；在網絡偵聽裝置內部將兩個偵聽接口直連；用于直連兩個偵聽接口的兩對數據傳輸線分別接入所述偵聽網卡的兩個網卡芯片，兩個網卡芯片分別對一個方向的數據流進行接收；在所述網卡芯片的驅動中，關閉其自動協商匹配功能，設置網卡芯片的工作模式為全雙工模式，通信速率為100Mbps；同時關閉收發線匹配功能；設置網卡芯片的接線方式為直連；且將偵聽網卡設置為混雜模式；所述輸入輸出接口用于實現網絡偵聽裝置與外部的數據交互。

【技術特征摘要】
1.非注入式網絡偵聽裝置，其特征在于，包括：偵聽接口、偵聽網卡和輸入輸出接口；所述偵聽網卡包括兩個網卡芯片；需要偵聽的通信鏈路上的兩個網絡節點分別通過偵聽接口接入網絡偵聽裝置；在網絡偵聽裝置內部將兩個偵聽接口直連；用于直連兩個偵聽接口的兩對數據傳輸線分別接入所述偵聽網卡的兩個網卡芯片，兩個網卡芯片分別對一個方向的數據流進行接收；在所述網卡芯片的驅動中，關閉其自動協商匹配功能，設置網卡芯片的工作模式為全雙工模式，通信速率為100Mbps；同時關閉收發線匹配功能；設置網卡芯片的接線方式為直連；且將偵聽網卡設置為混雜模式；所述輸入輸出接口用于實現網絡偵聽裝...

【專利技術屬性】
技術研發人員：劉波，崔建鵬，許宏濤，張輝，包源，郭善鵬，王懿，金少英，劉暢，
申請(專利權)人：西安航天動力技術研究所，
類型：發明
國別省市：陜西;61