无线网络测试仪开发与实现

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摘要： 当前，无线局域网应用越来越广泛，用户可以同使用移动电话那样灵活的移动计算机及终端设备的位置，保持网络的连接。但无线局域网安全性相对较差，为了更好的进行无线网络管理，无线网络测试仪是一个很有用的工具。该文介绍的无线网络测试仪在PDA上运行，使用方便，操作简单。其工作原理为将无线网卡设置为混杂模式，捕获无线网络中的数据包，获取无线网络数据的流动及网络上传输的信息，帮助网络管理员实时管理、监视网络。

关键词：WiFi网络；PDA；混杂模式

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2013）35-7911-02

随着便携终端的广泛使用及网络技术的发展，无线局域网（Wireless Local Area Network，缩写为“WLAN”），可以让人们摆脱线缆的束缚，得到越来越多的应用，作为有线网络的有力补充，各类应用产品的不断出现，其应用领域越来越广泛。无线局域网标准也得到越来越细致和有针对性的完善，从 802.1l到如今的802.11n，速率也从最初的IMbps发展到了今天的54Mbps甚至108Mbps，这些都不断证明无线局域网技术越来越受到人们的重视与青睐。

1 无线局域网工作模式

无线局域网的工作模式一般分为两种，基础结构（Infrastructure）和无线自组网（Ad-hoc）。如图1所示，基础结构网络由无线站点STA（station）、无线接入点AP（access point）、分布式系统DS（distribution system）组成[1]。无线接入点有两个功能：一方面，无线站点之间可以通过无线接入点进行无线通信；另一方面，无线接入点连接有线网络，无线站点也可以通过无线接入点访问现有的有线网络。无线站点STA可以是装有无线网卡的PC机或笔记本电脑，无线网卡一般可以使用USB接口的网卡，即插即用，非常方便，笔记本电脑一般都有迅驰模块，可以直接作为无线站点使用。

Ad-hoc工作模式，不连接有线网络，需要互相通讯无线站点ESSID设为同值，即可达到相互连接，资源共享的目的。

目前，无线局域网大部分应用都是将无线网络配置为基础结构模式，通过无线接入点访问有线网络，该文即是在基础结构模式下的无线网络测试仪的开发与实现。

2 无线局域网MAC工作原理

在基础结构网络模式下，WLAN媒体接入控制与有线网络类似，采用CSMA/CA（载波侦听多址接入/冲突避免）方式共享无线介质，无线站点与无线接入点之间是无线传输，数据包在空中以广播方式传输。 正常工作模式下，无线站点的无线网卡驱动程序，对应OSI模型的数据链路层，提取数据帧头中目的MAC地址，与自己的MAC地址进行比较，判别两个地址是否相同，如果不一致，又不为组播地址和广播地址，将直接丢弃，不再向上传，只有两个地址完全相同，无线站点的协议栈才将数据帧完整接收，一层层往上传.但如果将网卡设为混杂模式，则不再进行MAC地址判别，不管MAC 地址是什么地址，都会接收下来[2]，这样，在这台主机上编写应用层处理程序，就可以接收到发往其他主机的数据包了.对捕获的无线帧进行分析和解码，可以实时监视网络的状态、数据的流动及网络上传输的信息，帮助网络管理员实时管理、监视网络。在一台装有基于prism2 D-LINK 120d无线网卡的PC机上，进入Linux系统，安装配置wlan-ng-0.2.20无线网卡驱动程序，对无线网卡进行相应的编译配置在。输入下面的命令，就可将无线网卡设置为混杂模式。

3 无线局域网捕包方法与实现

前面将网卡设为混杂模式后，接下来就需要编写程序，将接收下来的数据包在应用程序中输出显示。这里需要调用Libpcapr捕包库函数，Libpcap中接口函数可以直接与内核驱动程序交互，该程序是由洛仑兹伯克利国家实验室编写的Linux系统下的捕包函数库[3]。在Linux操作系统下加载Libpcap函数库（7.1以上的版本），调用Libpcap库函数进行捕包流程如图2所示，首先，选择监听网络接口，建立监听会话，调用函数pcap_open_live，然后利用pcap_loop捕获并处理数据包，pcap_loop中最要的是回调函数，该函数在每捕获一个数据包后自动被调用，用于对数据包的处理。

4 结束语

无线网络测试仪使用D-LINK 120d网卡，从上面的输出可以看出可以获取无线网络数据传输，对网络进行监控与管理。

参考文献：

[1] 谭思亮.网络与监听[M].北京：人民邮电出版社，2002.

[2] 张威.网络编程教程[M].北京：希望电子出版社，2002.

[3] Jim Geier.无线局域网[M].王群，李馥娟，叶清扬，译.北京：人民邮电出版社，2001：30.

[4] 涛，方滨兴，云晓春.网络监听与反监听[J].计算机工程与应用，2001，37（18）：20-22.

[5] Mike Kershaw.kismet-2.8.0源程序代码[BE]. wireless net，2003.

[6] Network Research Group.Libpcap-0.7.2源程序代码[BE]，Lawrence Berkeley National Laboratory.2001-2002.

[7] Jouni Malinen.Hostap-0.0.4源程序代码[BE]. SSH Communications Security Corp，2003.

[8] Mark Ciampa.无线局域网设计与实现[M].北京：科学出版社，2003：56.