CN108040069A - 一种快速打开网络数据包文件的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种快速打开网络数据包文件的方法，该方法包括：（1）使用各网络数据包文件类型的魔数建立全局的字典树，并建立魔数与文件模块的映射关系；（2）读取待处理网络数据包文件的文件头的若干字节，然后对若干字节进行字符串匹配，若匹配成功，则进行步骤（3）；（3）若待处理网络数据包文件的魔数长度适中，则匹配报文头，若匹配成功，则调用对应的文件模块处理文件，若待处理网络数据包文件的魔数长度过短，则匹配文件后缀名，若匹配成功，则调用对应的文件模块处理文件。使用本发明方法，可以每个文件只用一次I/O，就能确定文件类型，并快速并正确地打开文件。
Description
技术领域
本发明涉及数据处理领域，尤其是涉及一种快速打开网络数据包文件的方法。
背景技术
在网络中传递信息，如果单条信息比较长将被划分为多个数据块，每个数据块分别传递，而这些块被称为网络数据包（Packet）。网络数据包文件，即存放网络数据包的文件，通常由抓包工具生成。
网络数据包文件格式有多种，常见的有libpcap、pcapng、rapkt、5vw、sniffer等。想要正确打开并读取一个数据包文件，必须知道其文件类型。
在批量处理大量数据包文件时，由于文件来自不同的采集点，由不同的厂商设备生成，在打开文件前并不知道文件的类型。希望通过文件后缀名判断文件类型是不可取的：首先，有些格式的后缀名是一样的，例如后缀名为cap、pcap的文件不一定是libpcap格式；其次，一种文件格式可能有多个内部版本；再次，有些文件的后缀名是用户自定义的。因此，要得到正确格式，必须读取文件并分析。
传统的做法，实现不同类型的文件模块，启动时将各文件模块加载到队列中，每次打开文件，按顺序由各模块分别读取文件头匹配文件类型，如果匹配失败则交由下一个文件模块处理，直到匹配成功。
这将导致：由于数据包文件格式很多，且某些文件类型的模块排在队列中靠后的位置，每次打开这些格式的文件将产生数十次文件打开、读取、关闭操作，消耗了大量IOPS。特别是在分析数万个小文件的时候，这些开销甚至比数据包内容分析更耗时，这些消耗毫无意义且极不合理。
发明内容
本发明的目的在于：针对现有技术存在的问题，提供一种快速打开网络数据包文件的方法，实现每个文件只用一次I/O，就能确定文件类型，并快速并正确地打开文件。
本发明的发明目的通过以下技术方案来实现：
一种快速打开网络数据包文件的方法，该方法包括：
（1）使用各网络数据包文件类型的魔数建立全局的字典树，并建立魔数与文件模块的映射关系；
（2）读取待处理网络数据包文件的文件头的若干字节，然后对若干字节进行字符串匹配，若匹配成功，则进行步骤（3）；
（3）若待处理网络数据包文件的魔数长度适中，则匹配报文头，若匹配成功，则调用对应的文件模块处理文件，若待处理网络数据包文件的魔数长度过短，则匹配文件后缀名，若匹配成功，则调用对应的文件模块处理文件。
作为进一步的技术方案，若干字节具体为12个字节。
作为进一步的技术方案，字符串匹配的方法包括：将一个个字符与字典树进行匹配。
作为进一步的技术方案，魔数长度不大于1，则视为魔数长度过短，魔数长度大于1且小于或等于12，则视为魔数长度适中。
作为进一步的技术方案，匹配报文头的方法包括：根据字符串匹配判断出的文件类型所对应的报文头结构，读取待处理网络数据包文件所对应长度的字节数，若报文头里的捕获长度和真实长度分别都小于65536，且捕获长度不大于真实长度，则断定匹配成功。
作为进一步的技术方案，匹配文件后缀名的方法包括：将对应的文件后缀名，依次进行普通的字符串匹配。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、打开数据包文件的效率提高了数倍；
2、批量打开各种类型的数据包文件，正确性更好。
附图说明
图1为字典树示例图；
图2为本发明的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
本发明提供一种快速打开网络数据包文件的方法，如图2所示，该方法包括：
（1）使用各网络数据包文件类型的魔数建立全局的字典树，并建立魔数与文件模块的映射关系。
网络数据包文件格式有多种，常见的有libpcap、pcapng、rapkt、5vw、sniffer等。
魔数 (magic number)：很多文件类型，文件头的前几个字节的内容是固定不变的，用来标示文件类型，这些固定的内容被称为魔数 (magic number)。
字典树：字典树是一种用于存储和快速查询字符串的树形数据结构，如图1所示。
（2）读取待处理网络数据包文件的文件头的若干字节，然后对若干字节进行字符串匹配，若匹配成功，则进行步骤（3）。
由于各文件格式的魔数长度不尽相同，比较长的为4字节，也有10余字节的。由于这个长度总是小于磁盘条带宽度，读取4B与10B的开销是相同的，因此选择最大的魔数长度为文件首次读取长度。因为常见的几种文件类型里，最长长度为12字节，本实施例选取12为每次取串的长度。
（3）若待处理网络数据包文件的魔数长度适中，则匹配报文头，若匹配成功，则调用对应的文件模块处理文件，若待处理网络数据包文件的魔数长度过短，则匹配文件后缀名，若匹配成功，则调用对应的文件模块处理文件。
通常通过字典树就能够确定待处理网络数据包文件的文件格式，但有例外的情况，如某些文件类型由于厂商的设计不周，魔数长度太短，例如长度为1字节，可能导致格式误判，或根本没有魔数，这时需要根据文件后缀名进行判断，文件模块内部将会对文件头进一步的验证。而且这些文件格式不多，后缀名也不常见，因此，使用后缀名判断也有较准确的效果。
本实施例中，魔数长度不大于1，则视为魔数长度过短，魔数长度大于1且小于或等于12，则视为魔数长度适中。
实施例2
本发明提供一种快速打开网络数据包文件的方法，如图2所示，该方法包括：
（1）使用各网络数据包文件类型的魔数建立全局的字典树，并建立魔数与文件模块的映射关系。
网络数据包文件格式有多种，常见的有libpcap、pcapng、rapkt、5vw、sniffer等。
魔数 (magic number)：很多文件类型，文件头的前几个字节的内容是固定不变的，用来标示文件类型，这些固定的内容被称为魔数 (magic number)。
字典树：字典树是一种用于存储和快速查询字符串的树形数据结构，如图1所示。
（2）读取待处理网络数据包文件的文件头的若干字节，然后对若干字节进行字符串匹配，若匹配成功，则进行步骤（3）。
由于各文件格式的魔数长度不尽相同，比较长的为4字节，也有10余字节的。由于这个长度总是小于磁盘条带宽度，读取4B与10B的开销是相同的，因此选择最大的魔数长度为文件首次读取长度。因为常见的几种文件类型里，最长长度为12字节，本实施例选取12为每次取串的长度。
本实施例的字符串匹配的方法采用将一个个字符与字典树进行匹配。
（3）若待处理网络数据包文件的魔数长度适中，则匹配报文头，若匹配成功，则调用对应的文件模块处理文件，若待处理网络数据包文件的魔数长度过短，则匹配文件后缀名，若匹配成功，则调用对应的文件模块处理文件。
通常通过字典树就能够确定待处理网络数据包文件的文件格式，但有例外的情况，如某些文件类型由于厂商的设计不周，魔数长度太短，例如长度为1字节，可能导致格式误判，或根本没有魔数，这时需要根据文件后缀名进行判断，文件模块内部将会对文件头进一步的验证。而且这些文件格式不多，后缀名也不常见，因此，使用后缀名判断也有较准确的效果。
本实施例中，魔数长度不大于1，则视为魔数长度过短，魔数长度大于1且小于或等于12，则视为魔数长度适中。
实施例3
本发明提供一种快速打开网络数据包文件的方法，如图2所示，该方法包括：
（1）使用各网络数据包文件类型的魔数建立全局的字典树，并建立魔数与文件模块的映射关系。
网络数据包文件格式有多种，常见的有libpcap、pcapng、rapkt、5vw、sniffer等。
魔数 (magic number)：很多文件类型，文件头的前几个字节的内容是固定不变的，用来标示文件类型，这些固定的内容被称为魔数 (magic number)。
字典树：字典树是一种用于存储和快速查询字符串的树形数据结构，如图1所示。
（2）读取待处理网络数据包文件的文件头的若干字节，然后对若干字节进行字符串匹配，若匹配成功，则进行步骤（3）。
由于各文件格式的魔数长度不尽相同，比较长的为4字节，也有10余字节的。由于这个长度总是小于磁盘条带宽度，读取4B与10B的开销是相同的，因此选择最大的魔数长度为文件首次读取长度。因为常见的几种文件类型里，最长长度为12字节，本实施例选取12为每次取串的长度。
本实施例的字符串匹配的方法采用将一个个字符与字典树进行匹配。
（3）若待处理网络数据包文件的魔数长度适中，则匹配报文头，若匹配成功，则调用对应的文件模块处理文件，若待处理网络数据包文件的魔数长度过短，则匹配文件后缀名，若匹配成功，则调用对应的文件模块处理文件。
通常通过字典树就能够确定待处理网络数据包文件的文件格式，但有例外的情况，如某些文件类型由于厂商的设计不周，魔数长度太短，例如长度为1字节，可能导致格式误判，或根本没有魔数，这时需要根据文件后缀名进行判断，文件模块内部将会对文件头进一步的验证。而且这些文件格式不多，后缀名也不常见，因此，使用后缀名判断也有较准确的效果。
本实施例中，魔数长度不大于1，则视为魔数长度过短，魔数长度大于1且小于或等于12，则视为魔数长度适中。
本实施例中，匹配报文头的方法采用：根据字符串匹配判断出的文件类型所对应的报文头结构，读取待处理网络数据包文件所对应长度的字节数，若报文头里的捕获长度和真实长度分别都小于65536，且捕获长度不大于真实长度，则断定匹配成功。
实施例4
本发明提供一种快速打开网络数据包文件的方法，如图2所示，该方法包括：
（1）使用各网络数据包文件类型的魔数建立全局的字典树，并建立魔数与文件模块的映射关系。
网络数据包文件格式有多种，常见的有libpcap、pcapng、rapkt、5vw、sniffer等。
魔数 (magic number)：很多文件类型，文件头的前几个字节的内容是固定不变的，用来标示文件类型，这些固定的内容被称为魔数 (magic number)。
字典树：字典树是一种用于存储和快速查询字符串的树形数据结构，如图1所示。
（2）读取待处理网络数据包文件的文件头的若干字节，然后对若干字节进行字符串匹配，若匹配成功，则进行步骤（3）。
由于各文件格式的魔数长度不尽相同，比较长的为4字节，也有10余字节的。由于这个长度总是小于磁盘条带宽度，读取4B与10B的开销是相同的，因此选择最大的魔数长度为文件首次读取长度。因为常见的几种文件类型里，最长长度为12字节，本实施例选取12为每次取串的长度。
本实施例的字符串匹配的方法采用将一个个字符与字典树进行匹配。
（3）若待处理网络数据包文件的魔数长度适中，则匹配报文头，若匹配成功，则调用对应的文件模块处理文件，若待处理网络数据包文件的魔数长度过短，则匹配文件后缀名，若匹配成功，则调用对应的文件模块处理文件。
通常通过字典树就能够确定待处理网络数据包文件的文件格式，但有例外的情况，如某些文件类型由于厂商的设计不周，魔数长度太短，例如长度为1字节，可能导致格式误判，或根本没有魔数，这时需要根据文件后缀名进行判断，文件模块内部将会对文件头进一步的验证。而且这些文件格式不多，后缀名也不常见，因此，使用后缀名判断也有较准确的效果。
本实施例中，魔数长度不大于1，则视为魔数长度过短，魔数长度大于1且小于或等于12，则视为魔数长度适中。
本实施例中，匹配报文头的方法采用：根据字符串匹配判断出的文件类型所对应的报文头结构，读取待处理网络数据包文件所对应长度的字节数，若报文头里的捕获长度和真实长度分别都小于65536，且捕获长度不大于真实长度，则断定匹配成功。
本实施例中，匹配文件后缀名的方法采用：将对应的文件后缀名，依次进行普通的字符串匹配。对于1字节魔数，该字节对应一些文件后缀名，依次进行普通的字符串匹配（如strcmp）；对于0字节，指的是其他魔数都匹配失败，假定0字节，而0字节同样对应一些文件后缀名，依次匹配即可。
本发明适用的场合包括：需要分析大量、多类型的数据包文件；数据包文件分析的效率要求较高；特别适用于网络安全行业，需要对大量历史数据包文件进行大数据分析、数据挖掘、数据取证等。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，应当指出的是，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种快速打开网络数据包文件的方法，其特征在于，该方法包括：
（1）使用各网络数据包文件类型的魔数建立全局的字典树，并建立魔数与文件模块的映射关系；
（2）读取待处理网络数据包文件的文件头的若干字节，然后对若干字节进行字符串匹配，若匹配成功，则进行步骤（3）；
（3）若待处理网络数据包文件的魔数长度适中，则匹配报文头，若匹配成功，则调用对应的文件模块处理文件，若待处理网络数据包文件的魔数长度过短，则匹配文件后缀名，若匹配成功，则调用对应的文件模块处理文件。
2.根据权利要求1所述的一种快速打开网络数据包文件的方法，其特征在于，若干字节具体为12个字节。
3.根据权利要求1所述的一种快速打开网络数据包文件的方法，其特征在于，字符串匹配的方法包括：将一个个字符与字典树进行匹配。
4.根据权利要求1所述的一种快速打开网络数据包文件的方法，其特征在于，魔数长度不大于1，则视为魔数长度过短，魔数长度大于1且小于或等于12，则视为魔数长度适中。
5.根据权利要求1所述的一种快速打开网络数据包文件的方法，其特征在于，匹配报文头的方法包括：根据字符串匹配判断出的文件类型所对应的报文头结构，读取待处理网络数据包文件所对应长度的字节数，若报文头里的捕获长度和真实长度分别都小于65536，且捕获长度不大于真实长度，则断定匹配成功。
6.根据权利要求1所述的一种快速打开网络数据包文件的方法，其特征在于，匹配文件后缀名的方法包括：将对应的文件后缀名，依次进行普通的字符串匹配。
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