此項目旨在開發一個運行於 Linux 環境下的網絡數據包監控與分析系統。系統會實時捕獲網絡數據包，運用多線程技術對數據包進行解析和處理，同時將處理結果存儲於本地文件。深入理解網絡數據包的結構與傳輸機制，提升多線程編程、網絡編程以及數據處理的能力。
一：功能需求
1.數據包捕獲
能夠通過 libpcap 庫在 Ubuntu 系統上捕獲指定網絡接口（如 eth0）的網絡數據包。
支持設置捕獲過濾器，例如只捕獲 TCP 或 UDP 數據包，或者只捕獲特定 IP 地址或端口的數據包。
2.多線程處理
利用 C++ 的 std::thread 實現多線程機制，將捕獲到的數據包分配給不同的線程進行並行處理，提高處理效率。
線程之間需要進行有效的同步和通信，避免數據競爭和衝突。
3.數據包解析
根據 TCP/IP 協議棧，解析捕獲到的數據包，提取關鍵信息，如源 IP 地址、目的 IP 地址、源端口號、目的端口號、協議類型（TCP、UDP 等）、數據包長度等。
對於 TCP 數據包，還需解析 TCP 頭部信息，如序列號、確認號、標誌位等。
4.數據存儲
將解析後的數據包信息存儲到本地文件，文件格式可以是文本文件（如 CSV 格式）或二進制文件，方便後續分析和查看。
支持按時間或數據包數量進行文件分割，避免單個文件過大。
5.統計分析
對捕獲到的數據包進行統計分析，例如統計不同 IP 地址或端口的數據包數量、不同協議類型的數據包占比等。
生成統計報表，以直觀的方式展示分析結果。
6.用户界面
提供一個簡單的命令行界面或圖形界面，讓用户可以方便地配置捕獲參數（如網絡接口、過濾器等）、啓動和停止捕獲、查看統計信息等。

二：其他要求
1.性能要求
系統應具有較高的處理性能，能夠在高網絡流量下穩定運行，不出現數據包丟失或處理延遲過大的情況。
多線程處理應合理分配資源，避免線程過多導致系統性能下降。
2.穩定性要求
系統應具有較高的穩定性，能夠長時間運行而不出現崩潰或異常退出的情況。
對可能出現的異常情況（如網絡中斷、文件讀寫錯誤等）進行有效的處理和恢復。
3.可維護性要求
代碼應具有良好的結構和註釋，便於後續的維護和擴展。
採用模塊化設計，將不同的功能模塊分離，降低模塊之間的耦合度。

三：開發節奏
第一階段：環境搭建
在 Ubuntu 系統上安裝必要的開發工具和庫，如 g++、libpcap、GDB、Wireshark等。
配置開發環境，確保能夠正常編譯和運行 C++ 代碼。
第二階段：數據包捕獲和解析模塊開發
1.數據包捕獲
學習和使用 libpcap 庫，實現網絡數據包的捕獲功能。
編寫代碼設置捕獲過濾器，根據需求過濾特定的數據包。
2.數據包解析
研究 TCP/IP 協議棧，編寫代碼解析捕獲到的數據包，提取關鍵信息。
對解析後的數據包信息進行驗證和測試，確保解析的準確性。
第三階段：多線程處理和數據存儲模塊開發
1.多線程處理
使用 C++ 的 std::thread 實現多線程機制，將捕獲到的數據包分配給不同的線程進行處理。
實現線程之間的同步和通信，避免數據競爭和衝突。
2.數據存儲
設計數據存儲格式，如 CSV 或二進制文件。
編寫代碼將解析後的數據包信息存儲到本地文件，支持文件分割和錯誤處理。
第四階段：統計分析和用户界面開發
1.統計分析
對捕獲到的數據包進行統計分析，編寫代碼計算不同 IP 地址、端口和協議類型的數據包數量和佔比。
生成統計報表，以直觀的方式展示分析結果。
2.用户界面
根據需求選擇合適的界面庫（如 ncurses 用於命令行界面，GTK+ 或 Qt 用於圖形界面）。
設計和實現用户界面，讓用户可以方便地配置捕獲參數、啓動和停止捕獲、查看統計信息等。
第五階段：測試和優化
1.測試
對系統進行功能測試，確保各個模塊的功能正常工作。
進行性能測試，在高網絡流量下測試系統的處理性能和穩定性。
進行兼容性測試，確保系統在不同版本的 Ubuntu 系統和網絡環境下都能正常運行。
2.優化
根據測試結果，對系統進行優化，如優化代碼性能、改進錯誤處理機制等。
對系統進行代碼審查，確保代碼的質量和可維護性。