防火墙与入侵检测课程设计报告Word文档格式.docx
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而且它还能禁止特定端口的流出通信，封锁特洛伊木马。
最后，它可以禁止来自特殊站点的访问，从而防止来自不明入侵者的所有通信。
三、关键技术及解决方案
概要设计：
（1）网络包的分析
各种类型报文对象的构造：
由于pcap每次抓到一个数据包，会提交其信息，方式为以unsignedchar*指向的一段缓冲区，现将缓冲区前14个字节读入，按以太帧格式构造以太帧头部的对象。
然后根据以太帧头部中的Type字段，决定接下来应该构造IP还是ARP还是RARP。
假设是IP，那么把缓冲区中第15个字节开始直到这块缓冲区最后的所以字节读入，按IP报文格式构造IP的对象，根据IP的Protocol字段，决定接下来构造TCP，UDP还是ICMP。
假设是TCP，则将IP的数据内容读入，按TCP格式构造TCP的对象。
注：
1）对于不满一个字节的字段，如一些标志位DF，URG等等需要用位运算将其取出
如：
if（*pos&
0x04）
DF=true;
else
DF=false;
其中pos为unsignedchar*，指向当前字节，而DF为该字节中右起第3位。
2）对于大于一个字节的字段，需要进行大数端到小数端的转换。
因为网络中传输是按大数段（高位在低地址处），而本地机器中则相反，按小数端（地位在低地址处）。
totallen=（*pos）*256+（*（pos+1））;
total为双字节，pos指针开始时指向低地址，乘256是完成大数端到小数端的转换。
过滤方法：
（2）网络包的拦截
1.捕获网络的数据包后，先查看是来自哪个程序的。
在数据库中查找有没有相应的规则：
如果规则数据库中没有相应的规则，就弹出对话框让用户配置规则，然后添加到数据库中，然后按相应的规则，访问网络。
如果规则数据库中有相应的配置，就需要读取配置，对照访问规则权限来确定是阻止还是放行。
2.将进出的报文记录在数据日志中待以后查询。
3.将进出的报文情况添加到封包监视器中，待管理员查询。
四、测试
1、在程序调试阶段遇到的问题：
（1）如何编译动态链接库的问题
（2）如何分析通过winpcap捕获的数据包
以上问题最终通过查看相应的资料解决。
2、问题及难点所在：
防火墙的难点与重点就在如何获取网络中的发送或接受的报文，并分析报文。
找出潜在的安全问题，防患于未然。
通过对winpcap程序开发包的学习，掌握了如何通过winpcap提过的动态链接库中的基础函数来捕捉进出网络的数据包，并参阅资料，了解了各种网络数据包数据的格式与其的特点，通过字节的对比，解析数据包，提取出各个字段的内容，并判断如何网络的情况。
提醒用户设置网络访问的规则，来阻止或允许或条件允许。
3、运行结果与分析（测试）
启动程序：
访问网络：
配置规则：
访问结果：
放行时候：
拒绝时：
网络包监测窗口：
日志查询：
分析网络数据包的源代码如下：
TCP报文的数据结构与解析方法：
classTCPGram
{
public:
TCPGram（）;
TCPGram（constunsignedchar*buf,intbuflen）;
virtual~TCPGram（）;
intsrcport;
//源端口
intdestport;
//目的端口
unsignedintseqnum;
//顺序号
unsignedintacknum;
//确认号
intheadlen;
//头部长
boolURG;
//为1表示使用紧急指针
boolACK;
//为1表示确认号合法
boolPSH;
//表示带有PUSH标志的数据
boolRST;
//用于主机崩溃或其他原因后的复位
boolSYN;
//用于建立连接
boolFIN;
//用于释放连接
intwindowsize;
//窗口大小
intchecksum;
//校验和
inturgpos;
//紧急指针，从当前顺序号到紧急数据位置偏移量
intoptlen;
//选项长度
unsignedchar*options;
//选项字段
intdatalen;
//数据段的长度
unsignedchar*data;
//数据指针
};
TCPGram:
:
TCPGram（constunsignedchar*buf,intbuflen）
//unsignedchar*buf;
unsignedchar*pos;
//intbuflen;
//buflen=bufferlen;
//buf=newunsignedchar[buflen];
//memcpy（buf,buffer,buflen）;
pos=（unsignedchar*）buf;
srcport=（*pos）*0x100+（*（pos+1））;
pos+=2;
destport=（*pos）*0x100+（*（pos+1））;
seqnum=（*pos）*0x1000000+（*（pos+1））*0x10000+（*（pos+2））*0x100+（*（pos+3））;
pos+=4;
acknum=（*pos）*0x1000000+（*（pos+1））*0x10000+（*（pos+2））*0x100+（*（pos+3））;
headlen=（*pos）/16;
pos++;
if（*pos&
0x20）
URG=true;
else
URG=false;
0x10）
ACK=true;
else
ACK=false;
0x08）
PSH=true;
PSH=false;
RST=true;
RST=false;
0x02）
SYN=true;
SYN=false;
0x01）
FIN=true;
FIN=false;
windowsize=（*pos）*0x100+（*（pos+1））;
checksum=（*pos）*0x100+（*（pos+1））;
urgpos=（*pos）*0x100+（*（pos+1））;
if（headlen>
5）{
pos+=2;
optlen=headlen*4-20;
options=newunsignedchar[optlen];
memcpy（options,buf+20,optlen）;
}
else{
optlen=0;
options=NULL;
pos=（unsignedchar*）（buf+headlen*4）;
datalen=buflen-headlen*4;
if（datalen>
0）{
data=newunsignedchar[datalen];
memcpy（data,buf+headlen*4,datalen）;
data=NULL;
data=0;
}
UDP的数据结构与解析方法：
classUDPGram
UDPGram（）;
UDPGram（constunsignedchar*buf,constintbuflen）;
virtual~UDPGram（）;
unsignedintsrcport;
unsignedintdestport;
inttotallen;
//总长
unsignedintdatalen;
//数据段段的长度
char*data;
UDPGram:
UDPGram（constunsignedchar*buf,constintbuflen）
totallen=（*pos）*0x100+（*（pos+1））;
datalen=buflen-8;
data=newchar[datalen];
memcpy（data,buf+8,datalen）;
IP的数据结构与解析方法：
classIPGram
intversion;
//版本
intIHL;
//头部长度
intservicetype;
//服务类型typeofservice
intprecedence;
//优先级
booldelay;
//延迟
boolthroughtput;
//吞吐量
boolreliability;
//可靠性
unsignedinttotallen;
//总长totallength
intidentification;
//标识
boolDF;
//不要分段
boolMF;
//还有进一步的分段
intfragoffset;
//分段偏移fragmentoffset
intTTL;
//生命期timetolive
intprotocol;
//协议,如TCP,UDP
unsignedintchecksum;
//头部校验和
longsrcaddr;
//源IP地址
longdestaddr;
//目的IP地址
//选项长度
//选项内容
//数据长度
//数据内容
IPGram（）;
IPGram（constunsignedchar*buf,intbuflen）;
virtual~IPGram（）;
CStringGetService（）;
voidGetDestAddr（char*str）;
CStringGetDestAddr（）;
voidGetSrcAddr（char*str）;
CStringGetSrcAddr（）;
CStringGetID（）;
IPGram:
IPGram（constunsignedchar*buf,intbuflen）
//buf=newunsignedchar[buffer_len];
//buflen=buffer_len;
version=*pos/16;
IHL=*pos%16;
servicetype=*pos;
precedence=（*pos&
16）*4+（*pos&
8）*2+（*pos&
4）;
16）
delay=true;
delay=false;
8）
throughtput=true;
throughtput=false;
4）
reliability=true;
reliability=false;
totallen=（*pos）*256+（*（pos+1））;
identification=（*pos）*256+（*（pos+1））;
64）
DF=true;
DF=false;
32）
MF=true;
MF=false;
fragoffset=（*pos%32）*256+（*（pos+1））;
TTL=*pos;
protocol=*pos;
checksum=（*pos）*256+（*（pos+1））;
srcaddr=（*pos）*0x1000000+（*（pos+1））*0x10000+（*（pos+2））*0x100+（*（pos+3））;
destaddr=（*pos）*0x1000000+（*（pos+1））*0x10000+（*（pos+2））*0x100+（*（pos+3））;
if（IHL>
pos+=4;
optlen=（IHL-5）*4;
pos=（unsignedchar*）（buf+IHL*4）;
datalen=totallen-IHL*4;
memcpy（data,buf+IHL*4,datalen）;
（注意：
其他更多数据包见源程序）
五、总结（收获与体会）
通过本次课程设计，我学习到了更多的编程方法，对《操作系统安全原理与技术》这门课程有了一个比较完整的认识和理解，知道了如何将防火墙与入侵检测的知识应用到实际编程中。
并且对使用visualc++6.0开发windows程序有了更深的认识。
通过这次设计，增加了我的检索自己所需知识的能力和调试C++程序的能力，也让我体会了编程知识的渊博，我们永远都不可能把知识学完，只要努力，总能做的比以前更好。
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