申请/专利权人：中国舰船研究设计中心

申请日：2019-06-12

公开（公告）日：2022-03-18

公开（公告）号：CN110381019B

主分类号：H04L69/22(20220101)

分类号：H04L69/22(20220101)

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2022.03.18#授权;2019.11.19#实质审查的生效;2019.10.25#公开

摘要：本发明公开了一种基于XML数据结构的海警信息系统数据检测解析系统，包括：数据检测分析单元，包括数据检测单元、数据解包分析单元和对时单元；所述数据检测单元，用于将检测到的网络数据存储在缓冲区中；所述数据解包分析单元，用于对缓冲区中的检测数据解包后，按照过滤配置条件完成网络数据录取工作；综合时频单元，用于提供时间信息与对时单元进行对时，并使对时单元与综合时频单元保持时间同步；数据处理单元，用于对数据检测分析单元检测到的网络数据的处理分析；数据存储单元，用于数据存储；电源单元，用于为海警信息系统数据检测解析系统各单元提供电源。本发明系统可用于海警信息系统运行中的数据分析实时检测录取与分析。

主权项：1.一种基于XML数据结构的海警信息系统数据检测解析系统，其特征在于，包括：数据检测分析单元，包括数据检测单元、数据解包分析单元和对时单元；所述数据检测单元，用于将检测到的网络数据存储在缓冲区中；所述网络数据为pcap文件，pcap文件由文件头和数据包组成，其中数据包包括数据包头和数据报，数据包头是数据包的公共字段，数据报为传输的数据部分；所述数据解包分析单元，用于对缓冲区中的检测数据解包后，按照过滤配置条件完成网络数据录取工作；解包的具体流程如下所示：1读取pcap包的文件头，获取此pcap包的总长度，总长度决定解包时需要解析的总长度；2偏移到数据包头的数据链路头部字段，获取数据包中的源mac和目的mac信息，并获取此数据包中的IP版本在内的相关信息；3偏移到数据包头的IP头部字段，并根据上一步获取的IP版本在内的相关信息，按照此版本格式获取数据包中的源IP和目的IP信息，并获取此数据包中的传输层版本信息；4偏移到数据包头的传输层头部字段，并根据上一步获取的传输层版本信息，获取数据包中的源端口和目的端口信息；5偏移到数据报内容部分，获取此数据包的标志位；6通过此数据包的源IP、目的IP和标志位，确定解析此数据包的XML文件，此XML文件即此数据包的对应解析文件；7读取此XML文件中的相关内容，按照XML格式逐字节位解析数据包内容；综合时频单元，用于提供时间信息与对时单元进行对时，并使对时单元与综合时频单元保持时间同步；数据处理单元，用于对数据检测分析单元检测到的网络数据的处理分析，所述处理分析包括对时码、导航、目标航迹、目标指示、武器反馈在内的报文解析，然后附上时戳后送入数据存储模块；数据存储模块，用于数据存储；电源单元，用于为海警信息系统数据检测解析系统各单元提供电源。

全文数据：一种基于XML数据结构的海警系统数据检测解析系统技术领域本发明涉及数据信息系统，尤其涉及一种基于XML数据结构的海警系统数据检测解析系统。背景技术海警信息系统是服务于海警公务船海上维权执法活动的具体实现装备，其使用的是基于网络的信息传递方式进行内网设备间状态、参数和命令传递，其中高速传递的数据量非常巨大而且随着时间的递进在不断产生。在实际使用中如何实现海量参数和操作数据高效的摘录与检测，并为后续的在线离线分析提供数据来源需要解决的问题。发明内容本发明要解决的技术问题在于针对现有技术中的缺陷，提供一种基于XML数据结构的海警系统数据检测解析系统。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于XML数据结构的海警系统数据检测解析系统，包括：数据检测分析单元，包括数据检测单元、数据解包分析单元和对时单元；所述数据检测单元，用于将检测到的网络数据存储在缓冲区中；所述网络数据为pcap文件，pcap文件由文件头和数据包组成，其中数据包包括数据包头和数据报，数据包头是数据包的公共字段，数据报为传输的数据部分；所述数据解包分析单元，用于对缓冲区中的检测数据解包后，按照过滤配置条件完成网络数据录取工作；解包的具体流程如下所示：1读取pcap包的文件头，获取此pcap包的总长度，总长度决定解包时需要解析的总长度；2偏移到数据包头的数据链路头部字段，获取数据包中的源mac和目的mac信息，并获取此数据包中的IP版本在内的相关信息；3偏移到数据包头的IP头部字段，并根据上一步获取的IP版本在内的相关信息，按照此版本格式获取数据包中的源IP和目的IP信息，并获取此数据包中的传输层版本信息；4偏移到数据包头的传输层头部字段，并根据上一步获取的传输层版本信息，获取数据包中的源端口和目的端口信息；5偏移到数据报内容部分，获取此数据包的标志位；6通过此数据包的源IP、目的IP和标志位，确定解析此数据包的XML文件，此XML文件即此数据包的对应解析文件；7读取此XML文件中的相关内容，按照XML格式逐字节位解析数据包内容；综合时频单元，用于提供时间信息与对时单元进行对时，并使对时单元与综合时频单元保持时间同步；数据处理单元，用于对数据检测分析单元检测到的网络数据的处理分析，所述处理分析包括对时码、导航、目标航迹、目标指示、武器反馈在内的报文解析，然后附上时戳后送入数据存储模块；数据存储单元，用于数据存储；电源单元，用于为海警信息系统数据检测解析系统各单元提供电源。按上述方案，所述综合时频单元中的时间信息包括网络时码报文和1PPS信号。按上述方案，所述数据处理单元中报文解析的过程如下：1根据XML文件首尾字符串确定待解析的XML文件，XML文件首尾分别为、；2解析内容：itemname为此段的名称；length为此段的长度，单位为字节；type为此段的类型，type为0的时候是字节流情况，否则为非字节流情况；dimension为此段的量纲；3若为字节流情况，根据此段的长度，按照bit位进行解析；bitinfolength表示此bit段信息所占的bit位数，use中1代表解出此bit段并展示，0表示此bit段为备用段而且不展示，meaning表示此bit段的意义，此行最后的’’前加上’’，表示此bit段解释完毕。本发明产生的有益效果是：1通过对基于XML数据结构的网络数据包接收，实现实时检测录取、显示海警信息系统网络传输数据报文，方便针对系统整个网络内部数据流进行监管，对设备间方向性指令信息进行解析，为设备间联动操作提供字节级的正确完整性甄别手段，增加易用性；2接收综合时频单元发出的时统信息,并与之同步，使设备间具有统一的时间信息来源，为系统内全网络设备进行时间基准信息收集和数据转发，提高了系统授时效率；3对网络录取的数据进行事后分析处理，可以实现系统开机运行状态下选择时间段内的全部数据截取，在系统非运行状态时，对设备和系统运行状态进行事后分析和重演，提高了可维护性；4检测录取数据的同时,不影响被测试系统设备的正常工作，实现对网络内设备发送信息的在线监控，使得状态监控更加方便。附图说明下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：图1是本发明实施例的结构示意图；图2是本发明实施例的基于XML数据结构的数据包报文组成图；图3是本发明实施例的检测流程图；图4是本发明实施例的解包分析流程图；图5是本发明实施例的数据解包示例图。具体实施方式为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。如图1所示，一种基于XML数据结构的海警信息系统数据检测解析系统，包括：数据检测分析单元，包括数据检测单元、数据解包分析单元和对时单元；所述数据检测单元，用于将检测到的网络数据存储在缓冲区中；所述网络数据为pcap文件，pcap文件由文件头和数据包组成，其中数据包包括数据包头和数据报，数据包头是数据包的公共字段，数据报为传输的数据部分；所述数据解包分析单元，用于对缓冲区中的检测数据解包后，按照过滤配置条件完成网络数据录取工作；解包的具体流程如下所示：1读取pcap包的文件头，获取此pcap包的总长度，总长度决定解包时需要解析的总长度；2偏移到数据包头的数据链路头部字段，获取数据包中的源mac和目的mac信息，并获取此数据包中的IP版本在内的相关信息；3偏移到数据包头的IP头部字段，并根据上一步获取的IP版本在内的相关信息，按照此版本格式获取数据包中的源IP和目的IP信息，并获取此数据包中的传输层版本信息；4偏移到数据包头的传输层头部字段，并根据上一步获取的传输层版本信息，获取数据包中的源端口和目的端口信息；5偏移到数据报内容部分，获取此数据包的标志位；6通过此数据包的源IP、目的IP和标志位，确定解析此数据包的XML文件，此XML文件即此数据包的对应解析文件；7读取此XML文件中的相关内容，按照XML格式逐字节位解析数据包内容；综合时频单元，用于提供时间信息与对时单元进行对时，并使对时单元与综合时频单元保持时间同步；数据处理单元，用于对数据检测分析单元检测到的网络数据的处理分析，所述处理分析包括对时码、导航、目标航迹、目标指示、武器反馈在内的报文解析，然后附上时戳后送入数据存储模块；数据存储单元，用于数据存储；电源单元，用于为海警信息系统数据检测解析系统各单元提供电源。该系统的工作流程如下：1、数据检测数据检测流程如图3所示。启动数据检测时，首先将其工作模式设置为检测模式，配置过滤条件后执行启动命令。数据检测分析设备开始进行数据检测。网络传输的是pcap文件，pcap文件格式如下所示：文件头数据包头数据报数据包头数据报其他pcap文件由文件头和数据包组成，其中数据包包括数据包头和数据报，数据包头是数据包的公共字段，数据报为传输的数据部分。而一个pcap部分由一个文件头和多个数据包组成。数据包头和数据报的组成格式如图2所示。XML解析文件的文件名是由数据包的源IP、目的IP和标志位信息组成。解包时，通过数据包中的源IP、目的IP和标志位信息确定对应的XML解析文件，通过对应的XML文件完成此数据包的解析。解包的具体流程如下所示：1读取pcap包的文件头，获取此pcap包的总长度，总长度决定解包时需要解析的总长度；2偏移到数据包头的数据链路头部字段，获取数据包中的源mac和目的mac信息，并获取此数据包中的IP版本等相关信息；3偏移到数据包头的IP头部字段，并根据上一步获取的IP版本等相关信息，按照此版本格式获取数据包中的源IP和目的IP信息，并获取此数据包中的传输层版本等相关信息；4偏移到数据包头的传输层头部字段，并根据上一步获取的传输层版本等相关信息，获取数据包中的源端口和目的端口信息；5偏移到数据报内容部分，获取此数据包的标志位；6通过此数据包的源IP、目的IP和标志位，确定解析此数据包的XML文件。此XML文件即此数据包的对应解析文件；7读取此XML文件中的相关内容，按照XML格式逐字节位解析数据包内容。停止数据检测时，执行停止操作。数据检测分析设备停止数据检测，并将缓冲区中的数据显示在软件主界面中。2、数据解包分析数据解包分析流程如图4所示。启动数据录取时，首先将其工作模式设置为录取模式，进行过滤配置并指定录取文件名后执行启动操作。数据检测分析设备开始进行数据录取，并将录取到的网络数据存盘。XML文件的名称由源ip、目的ip、标志位三者组成，三者由英文下划线“_”分开，保证XML文件的唯一性，具体格式为“源ip_目的ip_标志位”。例如，文件“192.168.1.15_226.2.2.101_0111.xml”，它的源ip为192.168.1.15、目的ip为226.2.2.101、标志位为0111。如图5所示，XML文件收尾分别为、。在第二行中，关于“报文帧号”行，其中itemname为此段的名称此时此段的名称为“报文帧号”。length为此段的长度，单位为字节此时此段的长度为4个字节。type为此段的类型此时此段的类型为4，type的解释见本文档最下。dimension为此段的量纲此时此段的量纲为1。这四个内容需要填写在括号中。像这样的非字节流情况以下第三行将介绍字节流情况，type为0的时候是字节流情况，一段信息包含在一对尖括号“”中，而且右尖括号“”前需要加上“”表示此段已经结束。字节流情况示例，从第三行开始，一直到12行的，为一条完整的信息段，见图5所示。此时的type为0，为字节流情况将这一段字节拆分为bit位，按照bit位进行解析，此时的dimension很显然为“无”，因为此时是按照拆分为bit位解析的。此时第3行的右’’前没有之前的‘’。从第4行开始到11行红色方框，为第三行所述“控制字”的bit位信息。从上往下以此为从高bit到低bit“控制字”的length为2个字节，即16bit，此时应当按照b15-b0填写，则第4行的“未收到报文”为b15,而最后的“备用”为最低bit位b0。第4行，length表示此段信息所占的bit位数此时此段为1个bit。use中1代表解出此段并展示，0表示直接偏掉此段而且不展示0一般用于备用的段，此时协议说明文档中此bit段为空白。meaning表示此bit段的意义，此行最后的’’前需要加上’’，表示此bit段解释完毕。第12行的表示此字节段解释完毕。即此“控制字”的字节段由4-11行的bit段组成，第4行为最高bit位，第11行为最低bit位。如果填写正确，你还会发现4-11行length之和正好与第三行itemlength为8倍关系即1+8+2+1+1+1+1+1＝16＝2*8，符合字节和bit的8倍关系。在第13行中，item字节段的名字是“方位全角”，长度为2个字节，type为5表示有符号，可正可负，dimension为此数据的量纲此时的方位全角是角度，显而易见要将此两个字节的数值乘以量纲得到正确的值，此时量纲为0.0054……，即1802^15的小数，量纲在协议文档中会给出，大致有0.1、0.001、0.0054……、0.0027……等等，一般情况0.1、0.001等等是速度或者距离的量纲，而0.0054……、0.0027……等等极小小数为角度的量纲如此时的“方位全角”。最后的表示此协议已经解释完毕。停止数据录取时，执行停止操作。数据检测分析设备停止数据录取。3、与综合时频单元对时与综合时频单元对时，执行对时操作。数据检测分析设备开始与综合时频单元进行对时，分拆解析对应的时频信息报文并显示对时结果。应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

权利要求：1.一种基于XML数据结构的海警信息系统数据检测解析系统，其特征在于，包括：数据检测分析单元，包括数据检测单元、数据解包分析单元和对时单元；所述数据检测单元，用于将检测到的网络数据存储在缓冲区中；所述网络数据为pcap文件，pcap文件由文件头和数据包组成，其中数据包包括数据包头和数据报，数据包头是数据包的公共字段，数据报为传输的数据部分；所述数据解包分析单元，用于对缓冲区中的检测数据解包后，按照过滤配置条件完成网络数据录取工作；解包的具体流程如下所示：1读取pcap包的文件头，获取此pcap包的总长度，总长度决定解包时需要解析的总长度；2偏移到数据包头的数据链路头部字段，获取数据包中的源mac和目的mac信息，并获取此数据包中的IP版本在内的相关信息；3偏移到数据包头的IP头部字段，并根据上一步获取的IP版本在内的相关信息，按照此版本格式获取数据包中的源IP和目的IP信息，并获取此数据包中的传输层版本信息；4偏移到数据包头的传输层头部字段，并根据上一步获取的传输层版本信息，获取数据包中的源端口和目的端口信息；5偏移到数据报内容部分，获取此数据包的标志位；6通过此数据包的源IP、目的IP和标志位，确定解析此数据包的XML文件，此XML文件即此数据包的对应解析文件；7读取此XML文件中的相关内容，按照XML格式逐字节位解析数据包内容；综合时频单元，用于提供时间信息与对时单元进行对时，并使对时单元与综合时频单元保持时间同步；数据处理单元，用于对数据检测分析单元检测到的网络数据的处理分析，所述处理分析包括对时码、导航、目标航迹、目标指示、武器反馈在内的报文解析，然后附上时戳后送入数据存储模块；数据存储单元，用于数据存储；电源单元，用于为海警信息系统数据检测解析系统各单元提供电源。2.根据权利要求1所述的基于XML数据结构的海警信息系统数据检测解析系统，其特征在于，所述综合时频单元中的时间信息包括网络时码报文和1PPS信号。3.根据权利要求1所述的基于XML数据结构的海警信息系统数据检测解析系统，其特征在于，所述数据处理单元中报文解析的过程如下：1根据XML文件首尾字符串确定待解析的XML文件，XML文件首尾分别为、；2解析内容：itemname为此段的名称；length为此段的长度，单位为字节；type为此段的类型，type为0的时候是字节流情况，否则为非字节流情况；dimension为此段的量纲；3若为字节流情况，根据此段的长度，按照bit位进行解析；bitinfolength表示此bit段信息所占的bit位数，use中1代表解出此bit段并展示，0表示此bit段为备用段而且不展示，meaning表示此bit段的意义，此行最后的’’前加上’’，表示此bit段解释完毕。

百度查询： 中国舰船研究设计中心 一种基于XML数据结构的海警系统数据检测解析系统

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