Java + Jpcap实现监控 IP包流量
说明:本设计是计算机网络课程的课设,因为代码是提前实现的,本博客于后期补上,又因为代码没写注释自己也看不懂了,所以,仅供参考,就当提供一种实现方式。
文中提供的《Jpcap中文API文档》来源于网络,本文仅用于学习交流,如有侵权,可联系我进行删除。
效果图:

1)课程设计要求
1.1 课程设计目的
通过本实课程设计,有助于理解 IP包的格式和加深对 IP 协议的理解。
1.2 课程设计要求
编制程序,监控网络,捕获一段时间内网络上的 IP 数据包,按 IP 数据包的源地址统计出该源地址在该时间段内发出的 IP 包的个数,将其写人日志文件中或用图形表示出来(建议用图形表示出统计结果)。
1.3 程序的具体要求如下
用命令行运行: IPStatistic time logfile
其中, IPStatistic 是程序名; time 是设定的统计时间间隔(单位为分钟,比如,2表示2分钟); logfile 表示统计结果写人的日志文件名(若用图形表示统计结果则可以不选这个参数)。
2)编码前的准备
2.1 技术点
后端:springboot,Jpcap
前端:vue2,ECharts
说明:Jpcap是一个能够捕获、发送网络数据包的java类库包。
2.2 环境搭建
2.2.1 事先说明和下载链接
ps:网上大部分都是Jpcap+winpcap,但是winpcap太老了,大概率在Windows10和Windows11上会出问题,当时也踩了不少坑,这里推荐使用npcap
winocap网址:https://www.winpcap.org/
Npcap网址:https://npcap.com/
从图中可以看出,winocap已经不再支持,推荐使用npcap

进入Npcap官网下载即可

2.2.2 资源下载
链接:https://pan.baidu.com/s/1y6u-V-FPwOgIxC9ZoAD7yg
提取码:1111
内容:
- Jpcap中文API文档
- npcap-1.72.exe
- Jpcap.dll
- jpcap.jar
- network_vue(前端代码,需要自己装包:npm install)
- network_course_design(Java代码)
2.2.3安装
重点1、3、4步
- Npcap.exe正常进行安装即可
- 创建一个普通springboot项目
- 在项目中导入Jpcap.jar包

- 将Jpcap.dll放到JDK安装路径下的 /jre/bin 目录下(我这里好像没有放也可以运行,可以试一下)
- 前端就是一个普普通通的VUE+ECharts项目
3)编码
重要提示:当时为了赶工,其中的逻辑很有问题,现在的评价就一个字,烂,非常烂!!!看看关键实现就行。
这里推荐看这篇博客,写的很好,里面对重要字段进行了说明:https://www.cnblogs.com/shy-huiying/p/5636274.html
3.1 后端实现
3.1.1 获得本机所有网卡接口信息
Jpcap提供了方法JpcapCaptor.getDeviceList()完成这个任务,该方法返回一组NetworkInterface对象。
NetworkInterface[] devices = JpcapCaptor.getDeviceList();- /**
- * 这里是controller层
- * 获得所有网卡接口
- * @return List<String>
- */
- @RequestMapping("/info")
- public Object getNetworkCard(){
- // 获取网络接口列表,返回所有的网络设备数组;
- NetworkInterface[] devices = JpcapCaptor.getDeviceList();
- if (devices.length == 0) {
- return "无网卡信息";
- }else{
- List<NetworkCardPojo> netList = new ArrayList<>();
- int index = 0;
- for (NetworkInterface n : devices) {
- //NetworkCardPojo是自己编写的实体类,包含网卡接口索引和网卡接口名两个属性
- NetworkCardPojo networkCardPojo = new NetworkCardPojo();
- networkCardPojo.setIndex(index++);
- networkCardPojo.setDescription(n.description);
- //networkCardPojo.setNetworkInterface(n);
- netList.add(networkCardPojo);
- }
- return netList;
- }
- }
复制代码- public class NetworkCardPojo {
- private Integer index;
- private String description;
- //private NetworkInterface NetworkInterface;
- }
复制代码 返回到前端的数据:

3.1.2 得到指定网卡的具体信息
- NetworkInterface[] devices = JpcapCaptor.getDeviceList();得到多有网卡信息
- devices[index].addresses;根据前端传入的网卡接口索引得到指定网卡接口的信息。
- /**
- * 这里是controller层
- * 打印选择网卡的IP地址和子网掩码;
- * @param index
- * @return
- */
- @RequestMapping("/local")
- public LocalParameterPojo getLocalParameter(@ProbeParam("index") Integer index){
- NetworkInterface[] devices = JpcapCaptor.getDeviceList();
- //根据传入的网卡索引获取该网卡接口所属的IP地址
- NetworkInterfaceAddress[] device = devices[index].addresses;
- //LocalParameterPojo是自己编写的实体类,包含本机IP地址、子网掩码、网络连接类型
- LocalParameterPojo local = new LocalParameterPojo();
- if (device.length>0){
- local.setIpv4(device[0].address);
- local.setSubnetMask(device[0].subnet);
- local.setNetType(devices[0].datalink_description);
- }else {
- local.setNetType("该网卡接口不可用,请尝试切换其他网卡接口!");
- }
- return local;
- }
复制代码 LocalParameterPojo实体类,注意部分字段是InetAddress类型- public class LocalParameterPojo {
- private InetAddress ipv4; //本机IP地址
- private InetAddress SubnetMask; //子网掩码
- private String netType; //网络连接类型
- }
复制代码
3.1.3 监控ip包数据
因为一个ip地址会发送多个ip包,这里主要是将ip包进行分组统计:
IP地址--累计IP包数量--累计IP包大小
这里写的不好,有些问题,甚至问题很大,后面想到有更好的解决方法,但是没有尝试过,就不写了- /**
- * 这里是controller层
- * 开启监控ip包流量监控
- * @param index
- * @return
- */
- @RequestMapping("/start")
- public List<TargetParameterPojo> startGetPacket(@ProbeParam("index") Integer index){
- targetParameter.startThread(index);
- //根据Ip地址分组
- Map<InetAddress, IpGroup> mapAll = new HashMap<>();
- System.out.println("ip count:"+targetParameter.getTargetMap().size());
- for (int i=0;i<targetParameter.getTargetMap().size();i++){
- IpGroup ipGroup = new IpGroup();
- for (InetAddress key:targetParameter.getTargetMap().get(i).keySet()){
- Integer size = targetParameter.getTargetMap().get(i).get(key);
- int count=1;
- //检查 hashMap 中是否存在指定的 key 对应的映射关系。
- if(mapAll.containsKey(key)){
- Integer tempSize = mapAll.get(key).getSize();
- size += tempSize;
- Integer tempCount = mapAll.get(key).getCount();
- count += tempCount;
- }
- ipGroup.setCount(count);
- ipGroup.setSize(size);
- mapAll.put(key,ipGroup);
- }
- }
- // 将数据装到TargetParameterPojo
- List<TargetParameterPojo> targetList = new ArrayList<>();
- for (Map.Entry<InetAddress,IpGroup> map:mapAll.entrySet()){
- TargetParameterPojo targetPojo = new TargetParameterPojo();
- targetPojo.setSourceIp(map.getKey());
- targetPojo.setSize(map.getValue().getSize());
- targetPojo.setCount(map.getValue().getCount());
- targetList.add(targetPojo);
- }
- return targetList;
- }
- /**
- * 关闭监控ip包流量
- * @return
- */
- @RequestMapping("/stop")
- public int stopsGetPacket(){
- int flag = targetParameter.getTargetMap().size();
- if(flag>1){
- targetParameter.stopThread();
- return 1;
- }else {
- return 0;
- }
- }
复制代码 service层- @Service
- public class TargetParameter implements Runnable{
- //数据统计要用到的list
- private static List<Map<InetAddress,Integer>> targetMap = new ArrayList<>();
- private boolean flag = true;
- private TargetParameter tp;
- private Thread thread;
- private Integer isOff=0;
- public TargetParameter(JpcapCaptor jpcap) {
- this.jpcap = jpcap;
- }
- private JpcapCaptor jpcap = null;
- public TargetParameter() {
- }
- public List<Map<InetAddress, Integer>> getTargetMap() {
- return targetMap;
- }
- @Override
- public void run() {
- //只要不停止就一直进行抓包
- while (flag){
- IPPacket ipPacket = (IPPacket) jpcap.getPacket();
- if (ipPacket!=null){
- Map<InetAddress,Integer> map = new HashMap<>();
- map.put(ipPacket.src_ip,ipPacket.len);
- targetMap.add(map);
- }
- // 回调方法
- //jpcap.processPacket(-1, new CallbackService());
- }
- }
- /**
- * 开启线程方法
- */
- public void startThread(Integer index){
- if (isOff==0){
- try {
- NetworkInterface[] devices = JpcapCaptor.getDeviceList();
- //获得了JpcapCaptor实例就可以用来捕获来自网络接口的数据包。
- //网卡索引,捕获数据包大小,是否开启混杂模式(混杂模式会捕获到数据表),超时
- jpcap = JpcapCaptor.openDevice(devices[index], 1024, true, 1000);
- // 在捕获前先设置过滤;
- jpcap.setFilter("ip", true);
- } catch (IOException e) {
- e.printStackTrace();
- System.out.println("抓取数据包时出现异常!!");
- }
- tp = new TargetParameter(jpcap);
- //创建一个抓抓包线程,保证一直进行抓包
- thread = new Thread(tp);
- thread.start();
- System.out.println("thread.getName():"+thread.getName());
- isOff++;
- }
- }
- /**
- * 关闭线程并清空List
- */
- public void stopThread(){
- isOff=0;
- tp.flag=false;
- targetMap.clear();
- System.out.println(targetMap);
- }
- }
复制代码 Pojo:- public class TargetParameterPojo {
- private InetAddress sourceIp;
- private Integer count;
- private Integer size;
- }
复制代码- public class IpGroup {
- private Integer size;
- private Integer count;
- }
复制代码
3.1.4 目录结构

3.2 前端实现
前端实现很简单,主要是数据渲染,这里说一下我的思路:
- 设定一个计时器,每隔1秒钟就请求一次数据,从而进行数据更新(axios实现)
- 可根据需要对数据进行排序和截取,比如截取前20条数据进行排序(数据条数太多会造成图形不美观)
- 优化:对开启和关闭按钮进行控制,防止重复请求和重复关闭
4)END
资源下载
链接:https://pan.baidu.com/s/1y6u-V-FPwOgIxC9ZoAD7yg
提取码:1111
内容:
- Jpcap中文API文档
- npcap-1.72.exe
- Jpcap.dll
- jpcap.jar
- network_vue(前端代码,需要自己装包:npm install)
- network_course_design(Java代码)
重要:请勿学习如上代码的写法,那时候vue正在学,还行学完,代码冗余严重。
本博客仅仅提供解决方法!欢迎讨论,感谢批评指正。
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