WLAN协议测试与网络监测系统

1、wlan协议测试与网络监测系统摘要 该文提供了一套完整的wlan协议测试与网络监测系统设计方案。首先简要阐述该系统的具体应 用，然后介绍wlan协议测试与网络监测系统的整体架构、硕件组成、及软件体系结构，最后介绍其实现方法。关键词无线接入点，无线局域网，无线局域网鉴別与保密基础结构，uclinux1引言近年来，无线局域网获得了很大的发展，我国也开始了以保护国家信息安全和机密为u的 的wapi认证体系。由于wlan实现了成木节约及更多的功能，对以前未与wlan连接的范 围广阔的各种设备而言，wlan都成了富有吸引力的解决方案。wlan带來的巨大的吸引力和 潜在的应用，使得各大厂商各自推出了自己的

2、wlan解决方案，国内许多金业也都在积极的投 入资金和人力进行wlan的研发和生产。在这些巨大的需求前面，势必要求对wlan研发、 集成和认证提出新的要求。论文提供了一套完整的wlan协议测试与网络监测系统，以满足 waln的ap及网卡等无线产品软硬件的开发和wlan协议的研发需求。2系统架构wlan协议测试与网络监测系统町以完成対wlan某一固定信道的无线信号的采集、侦 听、分析等功能。对于wlan无线信号的分析，对以确定信号的射频指标，诸如信号功率、中 心频率等，用以研制和生产wlan木i咲产心通过接收到的数据，可以分析工作频道、ap和 网卡的关联信息、mac地址、ip地址，还可以解析控制

3、帧、管理帧和数据帧信息，分析wlan 协议和侦听网络，开发ieee802.11x的协议栈，以及特殊组织用以对无线网络信息进行管理。wlan协议测试系统结构框图1如下所示：图1系统结构框图wlan协议测试与网络监测系统由两部分组成：pc控制端和wlan测试端，这两端采用 以太网 ieee802.3 连接（100mbps）。pc控制器端主要完成对wlan检测端的控制，并显示对wlan无线信号的分析数据，分 析结果采用图形、图表、数字等格式显示。系统以分布的ieee802.il无线电接收机为主，将接收到的信号进行记录和分析，并统计其 工作环境下的ap节点信息、ip地址信息、网卡信息，然后分析该网络，

4、实现对该无线局域网 网络坏境的监测。3硬件设计wlan协议测试与网络监测系统能够截获某信道的无线局域网信号，实现该信道下的协议分析和网络监测。其硬件组成如f：pc控制器端wlan协议测试与网络监测系统的控制器端可以配置pc台式机或笔记木电脑，在windows 坏境f,开发与检测端通信的软件、完成对获取的数据的分析、对检测端的控制、并将结果以 不同的方式显示给用户，具有交换和控制的功能。3.2检测端检测端截获网络数据，并将数据通过以太网发给控制器端。检测端根据pc控制端的配置 完成各种检测功能，如工作信道、ip地址等。wlan检测端由以太网控制器、arm9或更高处理能力的网络微处理器、基带处理器

5、以及 射频部分组成。图2检测卡硕件结构以太网控制器完成ieee802.3协议转换并实现与pc控制端以太网口相连；arm9或更高 处理能力的网络微处理器(mpu)完成对ieee802.3、ieee802.ilb/g的协议处理；基带部分完成 ieee802.11 b/g信号的调制与解调；rf/if部分完成ieee802.11 b/g无线信号的接收和发送，并 进行i/q信号的a/d和d/a转换，rf通过n型接口连接外置天线。4软件设计软件部分主要包括两个操作系统平台下的软件开发：作为服务器的检测卡端和作为客户的pc控制端。软件结构windows用户界(h埋模块协议分析模块通值模块(client)pc

6、 client通信模块(server)snifteruclimix kt*niclmac protocolprocewdnvci>twt sen ur图3软件结构4.1检测卡部分检测卡部分使川uclinux操作系统，其主要组成模块为：驱动模块、mac协议处理模块(包 含过滤等）、sniffer模块、以及通信模块的服务器端等，这些模块与uclinux集成为一个映像文 件放置于flash屮，实现该系统检测卡部分的软件功能。mac协议处理模块完成某信道接受到的ieee802.11b/g无线基带信号的协议处理，去掉 mac地址过滤，将接受到的所有信号传给uclinux操作系统；sniffer应用

7、程序，提供对无线局 域网传输报文的截获功能，将所获取的报文提交给管理与服务程序进行处理,所获取报文以及提 交给客户端的报文为原始报文，不经任何处理，以最人限度保留原始信息，提高信息容量。山于pc控制器端与监测型网卡z间的通信数据包括两种：一是检测型网卡截获的网络信 息（数据帧、管理帧和控制帧）；二是pc控制端对检测型网卡的配置信息以及检测型网卡返冋 给pc控制端的状态信息。所以，在pc端和检测型网卡端定义通信规则，实现正常的数据传送 与配置。即通信模块的server将数据信息发给pc接受端，server接受pc控制端发送的检测烈 网卡的配置和配置信息，并将状态信息返冋到pc端。4.2 pc控制

8、部分pc控制端应设计为基于32位的windows系统，windows的接口程序设计，该程序用于上 层应用程序与网络设备（无线检测型网卡）的交互和接口，对管理指令和数据报文进行解析， 以及实现用户对无线检测型网卡的控制。其主要组成模块为：windows用户界山j、配置管理模 块、协议分析模块、通信模块的client端。windows用户界血实现与用户的交互，显示解析的信息结果，完成对检测型网卡的配置， 并查看检测型网卡的状态信息；配置管理模块获取检测型网卡的ip地址和端口号，并查询状态 信息；协议分析模块完成对网卡截获的ieee802.11b/g数据帧、管理帧和控制帧的协议分析。 5系统实现本系

9、统硕件设计主要是实现无线检测型网卡，其采用arm940内核的mpu,外圉使用了 32m的sdram和8m的flash,以太网控制器使用rtl8201,基带芯片及rf/if使用某公司的 成熟的解决方案。软件实现主要分为两部分：5.1 pc控制部分釆用windows环境下的vc+6.0编程。首先将不同的卡号対应的配置信息写入注册表，包 押；1p地址和端口号，以备发送配置和查询命令时读取；然后对检测卡进行配置，发送配置命令 给检测卡，实现配置；启动分析器，开始对检测卡截获的数据进行分析与统计。5.2检测卡部分检测卡部分主要是去掉mac协议处理的地址过滤，以及uclinux系统上的两个应用程序: se

10、rver和sniffer,编译时与drivers及uclinux固件一起编译成映像文件。server w先读取系统配置文件，并启动程序，然后初始化网络端口，等待来自pc端控制软 件的配置命令和查询命令。配置命令和查询命令分别包括频点、ip地址、数据发送li的ip地 址和端口号、工作状态、数据传输模式（配置sniffer）等；然后server将配置命令提交给系 统，写入配置文件完成对检测卡的配置。同时也根据查询命令读取配置文件信息，返回给pc控 制端。sniffer根据不同的工作状态，采用不同的工作机制：主动模式采用每接收到一个数据包立 刻发送到目标ip地址对应的端口，而缓冲模式则判断缓冲区是否接收满或预定的时间已到，若 满足条件则发送数据，否则将数据存储在缓冲区内。6结束语冃前三种新兴的无线接入技术：wi-fi （wlan）协议及规范仍在不断地修改和扩充，实现 更多的功能和更为广泛的应用；wimax是一项新兴的无线城域网（wman）接入技术，能提供 血向互联网的高速连接，其信号传输半径可以达到50公里，基木上能覆盖到城郊。3g是一种 广域网（wan）技术；而3g网络则是全球移动综合业务数字网，它综合了蜂窝、无绳、集群、移动数据、卫星等各种移动通信系统的功能，与固定电信