CN108632113A - 基于Linux内核的数据流监控方法及*** - Google Patents

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方豪
张定理
季鸣
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Shanghai Gongjin Communication Technology Co Ltd
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    • H—ELECTRICITY
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    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L43/00—Arrangements for monitoring or testing data switching networks
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    • H—ELECTRICITY
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    • H04L43/50—Testing arrangements

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Abstract

本发明涉及一种基于Linux内核的数据流监控方法及***，其中该方法包括先在所述的Linux内核中加载一数据流监控模块；然后所述的数据流监控模块判断所述Linux内核中抓取到的用户访问数据和在应用层中的预设监控数据是否一致，若一致，则所述的数据流监控模块执行用户访问数据次数的加1操作，并将当前用户访问数据次数传递给所述的应用层，否则继续判断数据流的一致性。采用了该发明中的基于Linux内核的数据流监控方法及***，利用钩子函数直接从linux网络防火墙过滤数据，将监控功能做到linux内核中，使得实现更加简单，最大限度的降低对cpu和内存的使用，同时可以进行大批量的数据流监控。实效和准确度上也有保障。

Description

基于Linux内核的数据流监控方法及***
技术领域
本发明涉及计算机技术领域，尤其涉及数据流监控技术领域，具体是指一种基于Linux内核的数据流监控方法及***。
背景技术
在家庭网关等网络设备中，家长往往需要知道孩子的上网习惯，都是什么时间上网，都访问那些网站，一些数据分析公司，需要知道用户的上网习惯，定期推送服务给用户。
一般情况下，网络设备都会借用iptables和ebtables以及一些开源软件例如 urlfilter来实现网络数据流监控，这种监控方式只能实现简单的数据流监控，监控的数据 流量少，而且操作复杂，需要应用程序把数据包从Linux网络协议栈抓到应用层，对网络设 备的内存和cpu占用过大，会整体降低网络设备的吞吐量和性能。
发明内容
本发明的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供了一种能够实现用户上网数据分析的基于Linux内核的数据流监控方法及***。
为了实现上述目的，本发明的基于Linux内核的数据流监控方法及***具有如下构成：
该基于Linux内核的数据流监控方法，其主要特点是，所述的方法包括：
(1)在所述的Linux内核中加载一数据流监控模块；
(2)所述的数据流监控模块判断所述Linux内核中抓取到的用户访问数据和在应用层中的预设监控数据是否一致，若一致，则继续步骤(3)，否则继续步骤(2)；
(3)所述的数据流监控模块执行用户访问数据次数的加1操作，并将当前用户访问数据次数传递给所述的应用层，同时返回至步骤(2)。
该基于Linux内核的数据流监控方法的步骤(2)之前，还包括：
(2.0)所述的数据流监控模块在所述的Linux内核中创建至少两个proc目录文件和注册一钩子函数。
该基于Linux内核的数据流监控方法的proc目录文件包括第一proc目录文件和第二proc目录文件，所述的第一proc目录文件用于写入所述的预设监控数据，所述的第二proc目录文件用于写入所述的用户访问数据次数。
该基于Linux内核的数据流监控方法的数据流监控模块设有定时器，所述的定时器设有预设时间阈值，所述的步骤(3)中，还包括：
所述的数据流监控模块每隔所述的预设时间阈值，查看当前用户访问数据次数，并将当前用户访问数据传递给所述的应用层。
该基于Linux内核的数据流监控方法的步骤(2)中，所述用户访问数据的抓取具体为：
通过所述的钩子函数抓取所述的用户访问数据。
该基于Linux内核的数据流监控方法的Linux内核与所述应用层之间，以及所述数据流监控模块与所述应用层之间的通过netlink套接字进行通信。
该基于Linux内核的数据流监控方法的Linux内核包括Linux防火墙，所述的钩子函数在所述的Linux防火墙中进行注册。
该基于Linux内核的数据流监控方法的预设时间阈值为3分钟。
该基于Linux内核的数据流监控***，其主要特点是，所述的***包括：相互连接的Linux内核模块和应用层模块，所述的Linux内核模块设有数据流监控单元，所述的数据流监控单元根据所述Linux内核模块中抓取到的用户访问数据和在应用层模块中的预设监控数据是否一致的判断结果，实现在所述的Linux内核模块中完成对所述应用层模块的数据流监控。
该基于Linux内核的数据流监控***的Linux内核模块和应用层模块之间、以及所述的数据流监控单元和应用层模块之间通过netlink套接字相连接。
采用了该发明中的基于Linux内核的数据流监控方法及***，利用钩子函数直接从linux网络防火墙过滤数据，将监控功能做到linux内核中，使得实现更加简单，最大限度的降低对cpu和内存的使用，同时可以进行大批量的数据流监控。实效和准确度上也有保障。
附图说明
图1为本发明的基于Linux内核的数据流监控***的框架示意图。
具体实施方式
为了能够更清楚地描述本发明的技术内容，下面结合具体实施例来进行进一步的描述。
该基于Linux内核的数据流监控方法包括：
(1)在所述的Linux内核中加载一数据流监控模块；
(2)所述的数据流监控模块判断所述Linux内核中抓取到的用户访问数据和在应用层中的预设监控数据是否一致，若一致，则继续步骤(3)，否则继续步骤(2)；
(3)所述的数据流监控模块执行用户访问数据次数的加1操作，并将当前用户访问数据次数传递给所述的应用层，同时返回至步骤(2)。
该基于Linux内核的数据流监控方法的步骤(2)之前，还包括：
(2.0)所述的数据流监控模块在所述的Linux内核中创建至少两个proc目录文件和注册一钩子函数。
该基于Linux内核的数据流监控方法的proc目录文件包括第一proc目录文件和第二proc目录文件，所述的第一proc目录文件用于写入所述的预设监控数据，所述的第二proc目录文件用于写入所述的用户访问数据次数。
该基于Linux内核的数据流监控方法的数据流监控模块设有定时器，所述的定时器设有预设时间阈值，所述的步骤(3)中，还包括：
所述的数据流监控模块每隔所述的预设时间阈值，查看当前用户访问数据次数，并将当前用户访问数据传递给所述的应用层。
该基于Linux内核的数据流监控方法的步骤(2)中，所述用户访问数据的抓取具体为：
通过所述的钩子函数抓取所述的用户访问数据。
该基于Linux内核的数据流监控方法的Linux内核与所述应用层之间，以及所述数据流监控模块与所述应用层之间的通过netlink套接字进行通信。
该基于Linux内核的数据流监控方法的Linux内核包括Linux防火墙，所述的钩子函数在所述的Linux防火墙中进行注册。
该基于Linux内核的数据流监控方法的预设时间阈值为3分钟。
该基于Linux内核的数据流监控***(参阅图1)包括：相互连接的Linux内核模块和应用层，所述的Linux内核模块设有数据流监控单元，所述的数据流监控单元根据所述Linux内核模块中抓取到的用户访问数据和在应用层模块中的预设监控数据是否一致的判断结果，实现在所述的Linux内核模块中完成对所述应用层模块的数据流监控。
该基于Linux内核的数据流监控***的Linux内核模块和应用层模块之间、以及所述的数据流监控单元和应用层模块之间通过netlink套接字相连接。
在一具体实施方式中，本发明提供的基于Linux内核的数据流监控方法为：
(1)加载数据监控模块到Linux内核，模块加载之后会在linux的proc目录下面创建文件方便用户层程序对模块配置监控规则，实现用户层和内核层的通信，并在linux防火墙的FORWARD阶段注册钩子函数；
(2)用户层将需要监控的域名转换成地址，写入数据监控规则到proc目录下创建的文件中；
(3)经过FORWARD阶段的数据，都是需要通过网关转发的数据，理论上所有的用户数据流都会经过linux防火墙的FORWARD阶段，也就是经过数据监控模块注册的钩子函数；
(4)数据监控模块会分析钩子函数抓取的数据，分析目的IP和目的地址，如果和proc文件中用户配置的ip和地址匹配就会记录下来；
(5)在proc目录下创建文件，记录用户访问每个被监控数据流的被次数。监控模块会启动定时器，每隔3分钟查看一下用户访问被监控数据流的次数，通过netlink通知到应用层。
在一具体实施方式中，为便于理解，本发明的基于Linux内核的数据流监控方法也可按如下过程进行：
(1)加载数据监控模块到Linux内核，监控模块在linux的proc目录下创建第一proc目录文件和第二proc目录文件；
(2)应用层将需要监听的域名www.ifeng.com转换成IP地址101.227.97.163端口80的规则，并将该规则写到第一proc目录文件中；
(3)当数据监控模块中的钩子函数过滤的skb_buff有目的地址是101.227.97.163，端口是80的报文的时候，会向第二proc目录文件写入数据统计情况，同时通过netlink将信息发送到应用层。
采用了该发明中的基于Linux内核的数据流监控方法及***，利用钩子函数直接从linux网络防火墙过滤数据，将监控功能做到linux内核中，使得实现更加简单，最大限度的降低对cpu和内存的使用，同时可以进行大批量的数据流监控。实效和准确度上也有保障。
在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。

Claims (10)

1.一种基于Linux内核的数据流监控方法，其特征在于，所述的方法包括：
(1)在所述的Linux内核中加载一数据流监控模块；
(2)所述的数据流监控模块判断所述Linux内核中抓取到的用户访问数据和在应用层中的预设监控数据是否一致，若一致，则继续步骤(3)，否则继续步骤(2)；
(3)所述的数据流监控模块执行用户访问数据次数的加1操作，并将当前用户访问数据次数传递给所述的应用层，同时返回至步骤(2)。
2.根据权利要求1所述的基于Linux内核的数据流监控方法，其特征在于，所述的步骤(2)之前，还包括：
(2.0)所述的数据流监控模块在所述的Linux内核中创建至少两个proc目录文件和注册一钩子函数。
3.根据权利要求2所述的基于Linux内核的数据流监控方法，其特征在于，所述的proc目录文件包括第一proc目录文件和第二proc目录文件，所述的第一proc目录文件用于写入所述的预设监控数据，所述的第二proc目录文件用于写入所述的用户访问数据次数。
4.根据权利要求3所述的基于Linux内核的数据流监控方法，其特征在于，所述的数据流监控模块设有定时器，所述的定时器设有预设时间阈值，所述的步骤(3)中，还包括：
所述的数据流监控模块每隔所述的预设时间阈值，查看当前用户访问数据次数，并将当前用户访问数据传递给所述的应用层。
5.根据权利要求2所述的基于Linux内核的数据流监控方法，其特征在于，所述的步骤(2)中，所述用户访问数据的抓取具体为：
通过所述的钩子函数抓取所述的用户访问数据。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的基于Linux内核的数据流监控方法，其特征在于，所述的Linux内核与所述应用层之间，以及所述数据流监控模块与所述应用层之间的通过netlink套接字进行通信。
7.根据权利要求2所述的基于Linux内核的数据流监控方法，其特征在于，所述的Linux内核包括Linux防火墙，所述的钩子函数在所述的Linux防火墙中进行注册。
8.根据权利要求4所述的基于Linux内核的数据流监控方法，其特征在于，所述的预设时间阈值为3分钟。
9.一种基于Linux内核的数据流监控***，其特征在于，所述的***包括：相互连接的Linux内核模块和应用层模块，所述的Linux内核模块设有数据流监控单元，所述的数据流监控单元根据所述Linux内核模块中抓取到的用户访问数据和在应用层模块中的预设监控数据是否一致的判断结果，实现在所述的Linux内核模块中完成对所述应用层模块的数据流监控。
10.根据权利要求8所述的基于Linux内核的数据流监控***，其特征在于，所述的Linux内核模块和应用层模块之间、以及所述的数据流监控单元和应用层模块之间通过netlink套接字相连接。
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