数据包基于PCAP网络数据包软件设计网

摘 要： 针对飞行试验过程中基于以太网络传输的机载数据采集系统，设计了一个基于VC环境下以太网络数据包分析处理软件。该软件对结构化参数信息分析处理，及以TCP，UDP等协议传输的机载采集的网络数据包进行解析处理，同时对不同时间采样的参数数据按照就近方法进行时间统一处理，提供有效的性能和状态数据的分析。经过软件测试后，该软件能够正确的提取参数数据，且效率较好。
关键词： PCAP； 网络数据包； 以太网； VC
1004?373X（2013）10?0049?03
目前，大量应用于飞行试验的Kam500机载测试系统，采集记录的飞行试验数据格式为标准PCM数据。PCM格式数据由重复出现的长帧组成，每个长帧的长度是固定的，每个长帧包含若干个短帧。在网络化测试系统中网络数据包以EthernetⅡ协议广播。采集记录的飞行试验数据为网络数据包格式。每个网络数据包的大小都可以不同，并且每个网络数据包中的参数个数也可以不同。根据记录器的不同，记录的网络数据包结构可以是PCAP格式或者IRIG106?10格式。
以太网作为一种原理简单，便于实现同时又低廉的局域网技术已经成为业界的主流。而更高性能的快速以太网和千兆以太网的出现更使其成为最有前途的网络技术。以太网的帧是数据链路

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层的封装，网络层的数据包被加上帧头和帧尾成为可以被数据链路层识别的数据帧（成帧）。虽然帧头和帧尾所用的字节数是固定不变的，但依被封装的数据包大小的不同，以太网的长度也在变化，其范围是64～1 518 B。用户数据报协议（User Data Protocol，UDP）是与TCP相对应的协议。它是面向非连接的协议，它不与对方建立连接，而是直接就把数据包发送过去。UDP适用于一次只传送少量数据、对可靠性要求不高的应用环境。它的通信效率高，但它的可靠性不如TCP协议高。TCP是面向连接的通信协议，通过三次握手建立连接，通信完成时要拆除链接，只能用于点对点的通信。它是一种可靠的数据流怎么写作，采用“带重传的肯定确认”技术来实现传输的可靠性。该协议将包排序并进行错误检查，数据包中包括序号确认，对未按照顺序收到的包可以被排序，而损坏的包可以被重传。以上的机制有效地保证数据传输的正确性[3]。本文是在以Kam500作为前端数据采集系统，经由网络交换机对Kam500采集的飞行数据进行打包发送到数据记录器，记录器以PCAP格式对采集的网络数据包进行记录。

2 软件的设计思路及结构框图

2.1 软件设计关键技术

因网络数据包在网络链路中传输可能出现时间滞后，数据顺序打乱甚至丢包等问题。为了解决在数据解析当中，解析数据在时间上是顺序，经过多次软件调试试验，选择定长时间5 s为时间窗，对采集到的数据进行分析排序输出，保证了因网络延迟导致的采集数据点回跳的问题。对于第N个时间窗出现N-1个时间窗的时间点参数，本程序进行了剔除。在网络数据包解析过程中，采用了内存映射技术，通过内存映射建立了原始网络数据包到内存的映射，然后读取原始数据进行提取分析处理。该方法因减少I/O操作时间，有效的提高了处理速度，能提高处理速度20%～30%。
2.2 软件设计结构框图

3 网络包数据分析软件设计

3.1 软件主程序设计

4 软件的测试

5 结 语 本文在VC软件开发环境下实现了基于标准以太网传输的PCAP格式的网络数据包分析处理软件的设计。并对该软件进行了软件测试工作，经过设计和测试，该软件能够有效地处理分析基于以太网传输的采集的PCM数据，实现了网络包形式的PCM数据解析，为飞行试验中基于网络采集的试飞数据处理提供了方便。
参考文献
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