论文总字数：22416字

摘 要

随着WLAN技术的普及，无线网络在日常工作中发挥着越来越重要的作用，无线热点成为不可或缺的重要部分。然而，无线网的安全问题对日常生活产生很大的威胁，必须引起足够重视。针对这种情况，本课题利用无线采集卡Airpcap的抓包功能，完成对WiFi系统中接入点和站点之间信令的抓取和分析。本课题开发了一个上层分析软件。整套系统可以采集一个或多个信道的WiFi数据，利用文本形式对WiFi的信道、接入点、站点、通信流程等进行扫描、分析和呈现，并可将数据进行存储。

本文首先介绍了WiFi监控的意义及现状，接着描述了网卡Airpcap的工作原理和WiFi监测的原理，其次阐述了Airpcap开发包的体系结构和使用方法。然后在Windows系统下，设计实现了基于Airpcap的无线局域网监测系统。本人建立了系统的整体框架，主要包括4个模块: 网络数据捕获模块、网络协议解析模块、存储模块和显示模块，对各个模块进行了设计和实现。在整个设计中本人分析和实现了网络数据包捕获技术、协议分析技术和数据存储技术。最后，建立了系统硬件运行环境，通过测试，实现了对WiFi的监测功能。

关键字：无线局域网(WLAN) Windows Airpcap 协议分析 MAC

Design and implementation of WLAN monitoring system

Abstract

With the popularity of WLAN technology, wireless Internet is playing an increasingly important role in daily life, and wireless hotspots has become an indispensable part. However, the security problems of wireless networks have a great threat to daily life, we must pay attention to it. In order to solve the problem, this issue uses the capture function of the wireless capture card to grab and analyze signaling between WiFi access point and site in WIFI system. This issue develops an Upper Analysis Software. The entire system can acquire one or more channels of WiFi data, at the time, it can scan, analyze the WiFi channel, the access point, the site and the communication process, and it can present the result in the form of text. Finally it can store the data.

Firstly, this paper introduces the significance and the status quo of Wi-Fi monitoring, and describes the working principle of network card Airpcap and the principle of Wi-Fi monitoring. Secondly, the paper explains the system structure of Airpcap development kit and using method. Then under the Windows system, the design that is based on Airpcap Wireless local area network monitoring system is implemented. The authors establish the overall framework of the system, mainly includes three modules: networkpacket capture module, network protocol parsing module and storage module, the design and implementation of various modules. The author analyses in the design and implements the network packet capture, protocol analysis and data storage technology. Finally, this paper sets up the system of hardware running environment and can realize the function of WiFi monitoring by the test.

Keywords: WLAN; Windows; Airpcap; Protocol analysis; MAC

目 录

摘 要 I

ABSTRACT II

第一章 绪 论 1

1.1 引言 1

1.2 课题的研究背景 1

1.3 课题的研究现状及意义 2

1.3.1 课题的研究现状 2

1.3.2 课题的研究意义 3

1.4 本文所做的工作 4

1.5 本文结构 5

第二章 WLAN监测系统的设计原理 6

2.1 WLAN工作原理 6

2.2 硬件原理 6

2.3 软件原理 7

2.3.1 Airpcap开发包概述 7

2.3.2 Airpcap开发例程简介 8

2.3.3 开发包的安装使用 8

2.4 802.11协议帧概述 9

2.5 小结 10

第三章 基于Airpcap的无线局域网监测系统的设计 11

3.1 系统总体结构 11

3.2 网络数据包捕获模块的设计 12

3.2.1 主要函数介绍 13

3.2.2 WLAN监测系统捕获模块的实现 13

3.3 802.11网络协议解析模块的设计 14

3.3.1 802.11协议概述 14

3.3.2 MAC帧结构 15

3.3.3 WLAN协议解析模块的实现 19

3.4 存储模块和显示模块的设计 20

3.4.1 QT简介 20

3.4.2 存储部分程序简介 20

3.4.3 显示部分程序简介 21

3.4.4 界面模块的设计实现 23

3.5 小结 23

第四章 WLAN监测系统的测试 24

4.1 捕获解析模块调试 24

4.2 显示模块调试 27

4.3 小结 29

第五章 结束语 30

5.1 论文工作总结 30

5.2 进一步工作 30

参考文献 32

致谢 34

第一章 绪 论

1.1 引言

如今的网络布局纵横交错,根据人们的需要,有线网的组网方式已然不能满足现代网络的发展趋势。特别是对网络部署密集的区域，例如商场，学校等公共场所。随之而来的是成本和代价的牺牲，于是WLAN的组网方式得到迅速的发展，人们的生活也逐渐和无线局域网息息相关，密不可分^［1-3］。

无线局域网络英文全名：Wireless Local Area Networks；简写为：WLAN。它摒弃老式的双绞线有线局域网络，让每一个网络终端通过无线电进行数据交流，这种触之不及的“电线”构成了十分完美的交换系统，让人们更加便利的管理、维护其结构，大大方便了日常的使用。无线网的发展使其迅速得到大家的亲睐，迄今为止已成为大家学习娱乐时不可替代的一份子。随着无线网被前所未有的大规模使用，其实行标准的制定迫在眉睫，终于，国际电工电子工程学会（IEEE）为无线局域网络制定了一系列标准。其实，WLAN的技术标准种类繁多，例如：IEEE 802．11、HiperLAN(High Performance—Radio LAN)、Bluetooth等标准。而IEEE 802．11系列的载体更能满足人们对网络传输的实际要求，因此这一划时代的协议簇得到了业界广泛的推广，并最终走进我们的生活^［4-6］。

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