网络流量分析与异常检测系统

一个功能完整的网络流量分析系统，提供Python和C两种实现，支持从CSV/PCAP文件读取网络流量数据，构建图结构进行分析，并提供图形界面和Web界面两种使用方式。

功能特性

核心功能

1. 数据读取：从CSV文件读取网络流量数据，支持PCAP文件转换
2. 图结构构建：使用CSR（压缩稀疏行）格式高效存储稀疏图
3. 流量排序：按流量大小排序节点，流量相同时按IP地址排序
4. 筛选功能：
   • HTTPS连接筛选（protocol=6且dst_port=443）
   • 单向流量占比>80%的可疑节点筛选
5. 路径查找：拥塞程度最小和跳数最小路径
6. 星型结构检测：识别网络中的星型拓扑结构
7. 安全规则检测：检查网络流量是否符合安全规则
8. 子图分析：使用并查集快速确定连通分量，支持子图可视化
9. 实时捕获：使用Wireshark实时捕获网络流量
10. 图可视化：基于D3.js的交互式图可视化，支持缩放、平移

实现版本

Python版本

• 使用NetworkX库构建图结构
• 提供Flask Web界面
• 提供Tkinter图形界面

C版本

• 使用CSR格式高效存储图
• 性能优化，适合处理大规模数据
• 与Python GUI无缝集成

安装

开发环境安装

pip install -r requirements.txt

使用打包版本

1. 下载 release 文件夹
2. 直接运行 网络流量分析器.exe 即可（无需Python环境）

使用方式

方式一：Web界面

python app.py

然后在浏览器中访问 http://localhost:5000

方式二：Tkinter图形界面

python c_analyzer_gui.py

或直接运行打包后的 网络流量分析器.exe

方式三：Python命令行

python network_analyzer.py

方式四：C命令行

network_analyzer.exe load network_data.csv
network_analyzer.exe info
network_analyzer.exe sort_traffic

详细命令参考 c_src/README.md

项目结构

Project/
├── app.py                  # Flask Web应用
├── c_analyzer_gui.py       # Tkinter图形界面
├── network_analyzer.py     # Python分析器
├── c_network_analyzer.py   # Python调用C程序的接口
├── graph_visualizer.py     # 图可视化模块
├── capture_utils.py        # 流量捕获工具
├── network_analyzer.exe    # C语言编译的可执行文件
├── requirements.txt        # Python依赖
├── c_src/                 # C语言源码
│   ├── common.h           # 通用定义
│   ├── dynamic_array.h/c  # 动态数组
│   ├── hash_map.h/c       # 哈希表
│   ├── csr_graph.h/c      # CSR图结构
│   ├── csv_reader.h/c     # CSV读取
│   ├── analysis.h/c       # 分析算法
│   └── main.c             # 主程序
├── templates/             # Web模板
└── release/               # 打包发布版本

数据格式要求

CSV文件应包含以下列：

• source_ip: 源IP地址
• dest_ip: 目的IP地址
• protocol: 协议号（TCP=6, UDP=17等）
• src_port: 源端口
• dst_port: 目的端口
• data_size: 数据大小（字节）
• duration: 持续时间（秒）

开发说明

代码规范

• C源码按模块组织到不同的.h和.c文件中
• 所有函数有统一的函数头注释，说明功能、输入输出
• 函数内部关键步骤有注释说明

编译C程序

Windows:

cd c_src
build.bat

Linux/Mac:

cd c_src
gcc -O2 -o ../network_analyzer \
    hash_map.c dynamic_array.c csr_graph.c csv_reader.c analysis.c main.c

打包可执行文件

pip install pyinstaller
pyinstaller --onefile --windowed --name "网络流量分析器" \
    --add-data "network_analyzer.exe;." \
    --add-data "network_data.csv;." \
    c_analyzer_gui.py

打包后的文件在 dist 目录中。

文档

• 项目架构说明.md - 详细的项目架构和模块说明
• 修复记录.md - 开发过程中遇到的问题和解决方案
• c_src/README.md - C语言实现的详细说明
• release/README_使用说明.md - 打包版本的使用说明