導(dǎo)語(yǔ)：WLAN協(xié)議測(cè)試與網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)論文一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要該文提供了一套完整的wlan協(xié)議測(cè)試與網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。首先簡(jiǎn)要闡述該系統(tǒng)的具體應(yīng)用，然后介紹WLAN協(xié)議測(cè)試與網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的整體架構(gòu)、硬件組成、及軟件體系結(jié)構(gòu)，最后介紹其實(shí)現(xiàn)方法。

關(guān)鍵詞無(wú)線接入點(diǎn)，無(wú)線局域網(wǎng)，無(wú)線局域網(wǎng)鑒別與保密基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，uClinux

1引言

近年來(lái)，無(wú)線局域網(wǎng)獲得了很大的發(fā)展，我國(guó)也開(kāi)始了以保護(hù)國(guó)家信息安全和機(jī)密為目的的WAPI認(rèn)證體系。由于WLAN實(shí)現(xiàn)了成本節(jié)約及更多的功能，對(duì)以前未與WLAN連接的范圍廣闊的各種設(shè)備而言，WLAN都成了富有吸引力的解決方案。WLAN帶來(lái)的巨大的吸引力和潛在的應(yīng)用，使得各大廠商各自推出了自己的WLAN解決方案，國(guó)內(nèi)許多企業(yè)也都在積極的投入資金和人力進(jìn)行WLAN的研發(fā)和生產(chǎn)。在這些巨大的需求前面，勢(shì)必要求對(duì)WLAN研發(fā)、集成和認(rèn)證提出新的要求。論文提供了一套完整的WLAN協(xié)議測(cè)試與網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，以滿足WALN的AP及網(wǎng)卡等無(wú)線產(chǎn)品軟硬件的開(kāi)發(fā)和WLAN協(xié)議的研發(fā)需求。

2系統(tǒng)架構(gòu)

WLAN協(xié)議測(cè)試與網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以完成對(duì)WLAN某一固定信道的無(wú)線信號(hào)的采集、偵聽(tīng)、分析等功能。對(duì)于WLAN無(wú)線信號(hào)的分析，可以確定信號(hào)的射頻指標(biāo)，諸如信號(hào)功率、中心頻率等，用以研制和生產(chǎn)WLAN相關(guān)產(chǎn)品；通過(guò)接收到的數(shù)據(jù)，可以分析工作頻道、AP和網(wǎng)卡的關(guān)聯(lián)信息、MAC地址、IP地址，還可以解析控制幀、管理幀和數(shù)據(jù)幀信息，分析WLAN協(xié)議和偵聽(tīng)網(wǎng)絡(luò)，開(kāi)發(fā)IEEE802.11x的協(xié)議棧，以及特殊組織用以對(duì)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)信息進(jìn)行管理。

WLAN協(xié)議測(cè)試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖1如下所示：

圖1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖

WLAN協(xié)議測(cè)試與網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由兩部分組成：PC控制端和WLAN測(cè)試端，這兩端采用以太網(wǎng)IEEE802.3連接（100Mbps）。

PC控制器端主要完成對(duì)WLAN檢測(cè)端的控制，并顯示對(duì)WLAN無(wú)線信號(hào)的分析數(shù)據(jù)，分析結(jié)果采用圖形、圖表、數(shù)字等格式顯示。

系統(tǒng)以分布的IEEE802.11無(wú)線電接收機(jī)為主，將接收到的信號(hào)進(jìn)行記錄和分析，并統(tǒng)計(jì)其工作環(huán)境下的AP節(jié)點(diǎn)信息、IP地址信息、網(wǎng)卡信息，然后分析該網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)對(duì)該無(wú)線局域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的監(jiān)測(cè)。

3硬件設(shè)計(jì)

WLAN協(xié)議測(cè)試與網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能夠截獲某信道的無(wú)線局域網(wǎng)信號(hào)，實(shí)現(xiàn)該信道下的協(xié)議分析和網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)。其硬件組成如下：

3.1PC控制器端

WLAN協(xié)議測(cè)試與網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的控制器端可以配置PC臺(tái)式機(jī)或筆記本電腦，在Windows環(huán)境下，開(kāi)發(fā)與檢測(cè)端通信的軟件、完成對(duì)獲取的數(shù)據(jù)的分析、對(duì)檢測(cè)端的控制、并將結(jié)果以不同的方式顯示給用戶，具有交換和控制的功能。

3.2檢測(cè)端

檢測(cè)端截獲網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)通過(guò)以太網(wǎng)發(fā)給控制器端。檢測(cè)端根據(jù)PC控制端的配置完成各種檢測(cè)功能，如工作信道、IP地址等。

WLAN檢測(cè)端由以太網(wǎng)控制器、ARM9或更高處理能力的網(wǎng)絡(luò)微處理器、基帶處理器以及射頻部分組成。

圖2檢測(cè)卡硬件結(jié)構(gòu)

以太網(wǎng)控制器完成IEEE802.3協(xié)議轉(zhuǎn)換并實(shí)現(xiàn)與PC控制端以太網(wǎng)口相連；ARM9或更高處理能力的網(wǎng)絡(luò)微處理器(MPU)完成對(duì)IEEE802.3、IEEE802.11b/g的協(xié)議處理；基帶部分完成IEEE802.11b/g信號(hào)的調(diào)制與解調(diào)；RF/IF部分完成IEEE802.11b/g無(wú)線信號(hào)的接收和發(fā)送，并進(jìn)行I/Q信號(hào)的A/D和D/A轉(zhuǎn)換，RF通過(guò)N型接口連接外置天線。

4軟件設(shè)計(jì)

軟件部分主要包括兩個(gè)操作系統(tǒng)平臺(tái)下的軟件開(kāi)發(fā)：作為服務(wù)器的檢測(cè)卡端和作為客戶的PC控制端。

4.1檢測(cè)卡部分

檢測(cè)卡部分使用uClinux操作系統(tǒng)，其主要組成模塊為：驅(qū)動(dòng)模塊、MAC協(xié)議處理模塊（包含過(guò)濾等）、Sniffer模塊、以及通信模塊的服務(wù)器端等，這些模塊與uClinux集成為一個(gè)映像文件放置于Flash中，實(shí)現(xiàn)該系統(tǒng)檢測(cè)卡部分的軟件功能。

MAC協(xié)議處理模塊完成某信道接受到的IEEE802.11b/g無(wú)線基帶信號(hào)的協(xié)議處理，去掉MAC地址過(guò)濾，將接受到的所有信號(hào)傳給uClinux操作系統(tǒng)；Sniffer應(yīng)用程序，提供對(duì)無(wú)線局域網(wǎng)傳輸報(bào)文的截獲功能，將所獲取的報(bào)文提交給管理與服務(wù)程序進(jìn)行處理,所獲取報(bào)文以及提交給客戶端的報(bào)文為原始報(bào)文，不經(jīng)任何處理，以最大限度保留原始信息,提高信息容量。

由于PC控制器端與監(jiān)測(cè)型網(wǎng)卡之間的通信數(shù)據(jù)包括兩種：一是檢測(cè)型網(wǎng)卡截獲的網(wǎng)絡(luò)信息（數(shù)據(jù)幀、管理幀和控制幀）；二是PC控制端對(duì)檢測(cè)型網(wǎng)卡的配置信息以及檢測(cè)型網(wǎng)卡返回給PC控制端的狀態(tài)信息。所以，在PC端和檢測(cè)型網(wǎng)卡端定義通信規(guī)則，實(shí)現(xiàn)正常的數(shù)據(jù)傳送與配置。即通信模塊的Server將數(shù)據(jù)信息發(fā)給PC接受端，Server接受PC控制端發(fā)送的檢測(cè)型網(wǎng)卡的配置和配置信息，并將狀態(tài)信息返回到PC端。

4.2PC控制部分

PC控制端應(yīng)設(shè)計(jì)為基于32位的Windows系統(tǒng)，Windows的接口程序設(shè)計(jì)，該程序用于上層應(yīng)用程序與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（無(wú)線檢測(cè)型網(wǎng)卡）的交互和接口，對(duì)管理指令和數(shù)據(jù)報(bào)文進(jìn)行解析，以及實(shí)現(xiàn)用戶對(duì)無(wú)線檢測(cè)型網(wǎng)卡的控制。其主要組成模塊為：Windows用戶界面、配置管理模塊、協(xié)議分析模塊、通信模塊的Client端。

Windows用戶界面實(shí)現(xiàn)與用戶的交互，顯示解析的信息結(jié)果，完成對(duì)檢測(cè)型網(wǎng)卡的配置，并查看檢測(cè)型網(wǎng)卡的狀態(tài)信息；配置管理模塊獲取檢測(cè)型網(wǎng)卡的IP地址和端口號(hào)，并查詢狀態(tài)信息；協(xié)議分析模塊完成對(duì)網(wǎng)卡截獲的IEEE802.11b/g數(shù)據(jù)幀、管理幀和控制幀的協(xié)議分析。

5系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

本系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)主要是實(shí)現(xiàn)無(wú)線檢測(cè)型網(wǎng)卡，其采用ARM940內(nèi)核的MPU，外圍使用了32M的SDRAM和8M的Flash，以太網(wǎng)控制器使用RTL8201，基帶芯片及RF/IF使用某公司的成熟的解決方案。

軟件實(shí)現(xiàn)主要分為兩部分：

5.1PC控制部分

采用Windows環(huán)境下的VC++6.0編程。首先將不同的卡號(hào)對(duì)應(yīng)的配置信息寫(xiě)入注冊(cè)表，包括IP地址和端口號(hào)，以備發(fā)送配置和查詢命令時(shí)讀取；然后對(duì)檢測(cè)卡進(jìn)行配置，發(fā)送配置命令給檢測(cè)卡，實(shí)現(xiàn)配置；啟動(dòng)分析器，開(kāi)始對(duì)檢測(cè)卡截獲的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與統(tǒng)計(jì)。

5.2檢測(cè)卡部分

檢測(cè)卡部分主要是去掉MAC協(xié)議處理的地址過(guò)濾，以及uCLinux系統(tǒng)上的兩個(gè)應(yīng)用程序：Server和Sniffer，編譯時(shí)與Drivers及uClinux固件一起編譯成映像文件。

Server首先讀取系統(tǒng)配置文件，并啟動(dòng)程序，然后初始化網(wǎng)絡(luò)端口，等待來(lái)自PC端控制軟件的配置命令和查詢命令。配置命令和查詢命令分別包括頻點(diǎn)、IP地址、數(shù)據(jù)發(fā)送目的IP地址和端口號(hào)、工作狀態(tài)、數(shù)據(jù)傳輸模式（配置Sniffer）等；然后Server將配置命令提交給系統(tǒng)，寫(xiě)入配置文件完成對(duì)檢測(cè)卡的配置。同時(shí)也根據(jù)查詢命令讀取配置文件信息，返回給PC控制端。

Sniffer根據(jù)不同的工作狀態(tài)，采用不同的工作機(jī)制：主動(dòng)模式采用每接收到一個(gè)數(shù)據(jù)包立刻發(fā)送到目標(biāo)IP地址對(duì)應(yīng)的端口，而緩沖模式則判斷緩沖區(qū)是否接收滿或預(yù)定的時(shí)間已到，若滿足條件則發(fā)送數(shù)據(jù)，否則將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在緩沖區(qū)內(nèi)。

6結(jié)束語(yǔ)

目前三種新興的無(wú)線接入技術(shù)：Wi-Fi(WLAN)協(xié)議及規(guī)范仍在不斷地修改和擴(kuò)充，實(shí)現(xiàn)更多的功能和更為廣泛的應(yīng)用；WiMax是一項(xiàng)新興的無(wú)線城域網(wǎng)（WMAN）接入技術(shù)，能提供面向互聯(lián)網(wǎng)的高速連接，其信號(hào)傳輸半徑可以達(dá)到50公里，基本上能覆蓋到城郊。3G是一種廣域網(wǎng)（WAN）技術(shù)；而3G網(wǎng)絡(luò)則是全球移動(dòng)綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)，它綜合了蜂窩、無(wú)繩、集群、移動(dòng)數(shù)據(jù)、衛(wèi)星等各種移動(dòng)通信系統(tǒng)的功能，與固定電信網(wǎng)的業(yè)務(wù)兼容，能同時(shí)提供話音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。

Wi-Fi作為這三種新興的無(wú)線接入技術(shù)的一種，在其應(yīng)用領(lǐng)域給人們帶來(lái)越來(lái)越多的驚喜，是其他兩種技術(shù)所不能代替的。其應(yīng)用前景廣闊，將給人們的生活和工作帶來(lái)更大的便利。所以對(duì)于WLAN技術(shù)及產(chǎn)品的研究將會(huì)帶來(lái)更深的研究和應(yīng)用熱潮。而本文給出的WLAN研究測(cè)試系統(tǒng)將方便WLAN的研發(fā)，生產(chǎn)和監(jiān)測(cè)。

參考資料

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2GB15629.1102-2003，信息技術(shù)系統(tǒng)間遠(yuǎn)程通信和信息交換局域網(wǎng)和城域網(wǎng)特定要求第11部分：無(wú)線局域網(wǎng)媒體訪問(wèn)控制和物理層規(guī)范：2.4GHz頻段較高速物理層擴(kuò)展規(guī)范，

3GB15629.11-2003，信息技術(shù)系統(tǒng)間遠(yuǎn)程通信和信息交換局域網(wǎng)和城域網(wǎng)特定要求第11部分：無(wú)線局域網(wǎng)媒體訪問(wèn)控制和物理層規(guī)范：2.4GHz頻段較高速物理層擴(kuò)展規(guī)范，

4，金純等著.IEEE802.11無(wú)線局域網(wǎng).電子工業(yè)出版社