基于网络监听的IEC 60870-5-104通信规约测试方法研究

摘要

通信协议是计算机网络和通信系统的灵魂。协议测试对于保证协议实现的正确性起着至关重要的作用。随着计算机网络和通信技术的快速发展,网络规模不断扩大,出现问题的可能性也在增加,同时通信协议的种类和数量也越来越多,协议的设计、开发和实现日趋复杂,这就对协议测试技术提出了巨大的挑战。传统的主动测试采用模拟通信的方式,一般要与实际网络分离,不能反映待测协议在实际网络中的工作情况。新兴的被动测试采用了另一种测试思想,通过网络监听采集数据,然后分析数据来发现协议实现中存在的问题和错误。监听测试不干扰正常的通信过程,具有实时性,特别适用于正在运行的网络协议的测试分析。
　　本文采用网络监听的方式,研究基于TCP/IP协议的IEC60870-5-104通信规约的测试方法,并通过监听工具Winpcap和Visual C++完成仿真实验,以验证监听测试方法的可行性。本文完成的主要工作如下:
　　1.首先解决网络原始报文的捕获工作,掌握网络监听工具 Winpcap的编程方法和API函数。
　　2.研究对捕获的原始报文进行 TCP/IP协议底层报文处理的内容和方法,提出了一种简单快速的TCP连接用户数据重组算法,并与其它重组算法比较。
　　3.研究基于TCP/IP协议的IEC60870-5-104规约,提出针对该应用规约的监听测试方法,主要包括应用规约数据单元APDU的解析、链路超时与滑动窗口的差错检测和IEC60870-5-104应用过程差错检测。最后,将该监听测试方法与其它通信规约测试方法进行简单的比较。
　　4.在以上研究工作和测试方法的基础上,完成监听测试的仿真实验,采用Winpcap监听工具实现针对IEC60870-5-104通信规约进行监听测试的仿真软件系统,进行仿真实验,并分析实验结果。
　　本论文通过监听测试仿真实验结果验证了本文中提出的基于网络监听方式的IEC60870-5-104通信规约的测试方法是可行的,基本满足测试要求。

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第一章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 研究现状

1.3 本文研究思路与主要工作

1.4 论文组织结构

第二章 IEC60870-5-104通信规约与网络监听工具Winpcap简介

2.1 IEC60870-5-104通信规约简介

2.2 网络监听工具Winpcap简介

2.3 本章小结

第三章 TCP/IP协议底层报文处理与重组算法研究

3.1 引言

3.2 TCP/IP协议和网络报文结构

3.3 以太网报文处理

3.4 IP协议报文处理

3.5 TCP协议报文处理

3.6 本章小结

第四章 IEC104规约监听测试方法研究

4.1 引言

4.2 APDU报文测试分析

4.3 链路过程测试分析

4.4 应用过程测试分析

4.5 本章小结

第五章 监听测试仿真实验

5.1 引言

5.2 监听测试仿真系统的实现

5.3 测试仿真实验研究

5.4 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 全文总结

6.2 展望

参考文献

致谢

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