本科毕业设计---网络流量监控软件的设计与实现
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毕业设计(论文)设计(论文)题目:局域网监听软件的设计与实现学院名称:电子与信息工程学院专业:计算机科学与技术班级:10计科(2)姓名: XXXX 学号XXXXXXXX 指导教师:XXXX 职称教授定稿日期:2014年4月30日局域网监听软件的设计与实现摘要互联网给我们的社会和个人带来了太多的便利和益处。
社会运作包括公共设施及其服务、政府运作和个人生活,已经越来越离不开电脑和互联网了.这使得互联网安全这一潜在威胁迅速、悄然但又爆炸式地产生了。
公民个人的隐私、通讯和表达自由受到直接冲击。
从邮件、电话到电子文档和其他资料,乃至行踪、消费记录等,我们似乎可以变成透明。
最近沸沸扬扬的棱镜门和Heartbleed漏洞更是为世人敲响了网络安全的警钟。
对局域网内数据监听系统的研究,对于维护网络的稳定性和解决网络安全问题有着重要的意义,它可以用来帮助诊断网络中的路由设备,其他的网络连接设备,查看网络上数据报的传送情况,利于网络管理员的管理与维护。
本局域网监听软件主要采用WinPCap开发工具和C++语言在VisualStudio2008编译器下进行开发.软件实现了对局域网内的数据进行捕获以及过滤,并分析出每一协议层的传输数据的主要字段和内容.之后再将其显示,同时进行动态更新.经过长时间的使用,证明该软件运行可靠稳定,捕获数据准确,易于使用。
关键词:互联网安全,局域网监听,WinPCap,多协议分析DESIGN AND IMPLEMENTATION OFLAN MONITORING SOFTWAREABSTRACTInternet has brought much convenience and benefits to our everyday life.Social functioning,including public facilities and services,government operations and personal life has become increasingly dependent on computers and the Internet. This makes the potential threat to Internet security quickly, quietly but explosively generated。
网络流量分析与监控系统的设计与实现方法随着互联网的快速发展,网络流量管理和监控成为了重要的任务。
网络流量分析与监控系统的设计与实现方法变得越来越重要。
这篇文章将介绍网络流量分析与监控系统的基本原理,并探讨其设计和实现方法。
一、网络流量分析与监控系统的基本原理网络流量分析与监控系统旨在监控和分析网络中传输的数据流,以提供网络的性能优化、安全等方面的支持。
它通过收集、存储和分析网络流量数据,帮助网络管理员和安全人员识别网络中的问题和异常行为。
网络流量分析与监控系统的基本原理包括以下几个方面:1. 数据收集:网络流量分析与监控系统通过在网络设备上部署数据收集代理或嗅探器来捕捉网络流量数据。
这些代理或嗅探器收集和转发数据以供后续分析使用。
2. 数据存储:收集到的网络流量数据需要进行有效的存储和管理。
通常情况下,这些数据会存储在专门的数据库中,以方便后续查询和分析。
3. 数据分析与处理:网络流量分析与监控系统利用各种分析技术和算法对收集到的数据进行处理和分析。
这些技术和算法可以用来检测异常流量、识别网络攻击、监测网络性能等。
4. 可视化展示:对分析结果的可视化展示可以帮助用户更直观地理解网络流量的状况。
图表、表格、仪表盘等形式的展示方式可以帮助用户快速了解网络的状态和趋势。
二、网络流量分析与监控系统的设计方法设计一个高效的网络流量分析与监控系统需要考虑以下几个关键因素:1. 数据收集与存储:选择合适的数据收集代理或嗅探器,并设计有效的数据存储结构。
可以采用分布式存储和负载均衡的方式来提高系统的性能和可扩展性。
2. 数据处理与分析:选择适合的分析技术和算法,并进行合理的数据预处理,以提取有用的特征信息。
常用的分析方法包括传统的统计分析方法和机器学习算法等。
3. 安全性保障:网络流量分析与监控系统需要保护用户数据的安全性和隐私。
采用合适的加密技术,限制访问权限,并定期进行安全审计和漏洞修复,以确保系统的安全性。
网络流量监控与分析系统的设计与实现研究随着互联网和各种互联网应用的快速发展,网络流量的管理和控制已经成为了一个重要的话题。
网络流量分析系统可以帮助网络管理员了解网络状态、监测网络活动和提高网络管理的效率。
在这篇文章中,我们将介绍一个网络流量监控与分析系统的设计与实现研究,包括系统的功能,设计思路和技术实现。
一、系统功能网络流量监控与分析系统是一个用于管理和控制网络流量的工具,其功能包括:1、流量监测:从网络中捕获数据流并记录下来。
2、流量分析:对捕获的数据流进行过滤和分析,获取有用的信息。
3、流量控制:根据分析结果,对网络流量进行控制。
4、流量预测:结合历史流量数据,预测未来的流量趋势。
二、设计思路网络流量监控与分析系统的设计需要考虑到以下方面:1、数据捕获:需要通过网络抓包技术来获取网络数据。
2、数据处理:需要对抓到的数据进行清洗和过滤,将有用的数据提取出来,如源地址、目的地址、端口等信息。
3、数据存储:需要将处理后的数据存储到数据库中,以便后续的分析和查询。
4、数据分析和预测:需要进行统计和分析,以便更好地理解网络流量的趋势和特征。
5、用户交互:需要一个友好的用户界面,方便管理员使用和配置系统。
三、技术实现为实现上述的设计思路,我们选择了以下技术:1、数据捕获:使用tcpdump抓包工具,可以通过命令行来进行抓包操作。
2、数据处理:使用Python编程语言,通过过滤器等方式清洗和提取数据。
3、数据存储:使用MySQL数据库来存储数据。
4、数据分析和预测:使用Python的数据分析和机器学习库,如pandas、numpy和scikit-learn等,来进行数据分析和预测。
5、用户交互:使用Web框架Django来实现用户界面。
四、系统架构基于上述设计思路和技术实现方法,我们提出了以下的系统架构:1、数据采集和处理模块:负责从网络中获取数据,并将数据进行清洗和过滤,提取有用的信息。
2、数据存储模块:将处理后的数据存储到MySQL数据库中。
网络流量监测系统的设计与实现随着互联网的不断发展,网络已经成为人们日常生活中不可缺少的一部分。
人们通过网络获取信息、进行交流、购物、娱乐等活动,而这些活动都会产生巨大的网络流量。
然而,网络流量的不断增长也带来了一些问题。
为了优化网络资源的利用以及保障网络安全,网络管理员需要对网络流量进行监测和管理。
而网络流量监测系统的设计与实现成为解决这些问题的重要手段之一。
网络流量监测系统的概念网络流量监测系统是指通过对网络流量的采集、分析和展示来帮助网络管理员对网络流量进行管理的系统。
网络流量监测系统可以实现对网络流量的监测和分析,可以统计和分析网络流量的来源、流向、传输速率、流量类型等信息,以及对网络异常情况进行实时监测。
通过这些分析和监测数据,网络管理员可以了解网络使用情况,并针对性地进行优化管理,同时也可以及时发现网络异常情况并采取相应的措施,保证网络的正常运行。
网络流量监测系统的设计与实现网络流量监测系统是一个涉及到多个方面的系统,它包括了网络流量的采集、处理、分析和展示等多个环节。
下面,我们一步步地分析这些环节,探讨网络流量监测系统的设计与实现。
1.网络流量采集网络流量采集是网络流量监测系统的第一步,它是指对网络流量的采集和存储。
网络管理员可以通过设置网络流量采集器,在网络设备的端口上进行网络流量的采集。
采集到的网络流量数据通常会被存储在数据库中,以供后续的数据处理和分析使用。
2.网络流量处理网络流量处理是网络流量监测系统的第二步,它是指对采集到的网络流量数据进行预处理和格式转换。
在网络流量采集器采集到的网络流量数据中,包含了大量的无意义数据和冗余数据,需要进行预处理和格式转换,以便后续的数据分析和展示。
网络管理员可以使用网络流量处理工具,对采集到的网络流量数据进行分类、去重和压缩等操作,从而提高数据的效率和精度。
3.网络流量分析网络流量分析是网络流量监测系统的核心环节,它是指对处理后的网络流量数据进行分析和统计。
Network World ・网络天地Electronic Technology & Software Engineering 电子技术与软件工程• 29【关键词】网络监控 流量测量 采集技术 技术构架 局域管理伴随着计算机技术的飞速发展,以网络连接为主导的科技力量逐渐增强,并形成了多点传输、兼容运行的管理机制,视频、下载、多播等技术手段日益丰富。
然而在网络应用不断扩大,线路错综、流量范围不断复杂的今天,网络连接不流畅、流量堵塞、链接速度缓慢、网络病毒传播等现象凸显出来,影响到我们的正常使用。
因此,加强网络流量监控,合理规划流量布置,调整网络运用时差,有效控制网络病毒传播,研发新型网络流量监控系统势在必行。
1 分析计算机网络流量监控技术现状传统的网络流量监控技术,是建立在某一区域内,点对点的直线传输和管理的,它的监控原理是:通过控制数据端口和输出端口的IP 流量,来检测系统内的流量,分析网络资源。
基于人们对现代网络技术的发展需求,开发设计新型网络流量监控系统,可高效、快捷的进行局域网络管理,调节网络流量资源,达到快速上网和减少病毒传播的目的,同时可借鉴传统流量监控技术,合理设计局域网络监控系统。
这类设计应用的特点是:通讯流量大、种类繁多、无固定服务端口、特征变化迅速和可控制管理等。
其监控系统应具有的技术功能:TCP/IP 协议,建设网络的基础单元;数据采集和流量测量技术,网络监控管理的必备条件等。
2 计算机网络流量监控的设计与实现2.1 计算机网络流量监控系统设计的技术构架为满足人们日益增长的网络需求,实现快速、高效的网络链接,合理调节资源配置,有效防范病毒传播,进行可控的网络管理,对局域网络流量监控进行设计(如图1)。
由图可知,局域网络流量监控系统是由系统管理、流量采集、实时性能监控、站点流量管理、P2P 流量计算机网络流量监控的设计与实现文/赵韬及分析统计模块组成,它们相互促进,协调管理,共同完成网络流量监控。
面向 SDN 的网络流量监控系统设计与实现随着信息技术的不断发展和网络规模的快速扩张,网络流量监控系统已经成为了保证网络安全和稳定的重要工具之一。
而在软件定义网络(SDN)的架构下,网络流量监控系统的作用更加凸显,因为SDN提供了更加灵活和可控的网络流量管理方式。
本文将重点介绍面向SDN的网络流量监控系统的设计和实现。
一、SDN的基本概念软件定义网络(SDN)是一种新型的网络架构,其核心思想是将网络控制平面和数据平面分离。
SDN通过将网络控制功能集中到中央控制器中,实现了对整个网络的集中控制和管理。
而数据平面则由多个可编程的交换机组成,在控制器的指导下,实现了灵活的网络流量管理。
二、网络流量监控系统的基本架构网络流量监控系统作为网络安全和稳定的重要工具之一,其基本架构一般分为三层:采集层、处理层和展示层。
采集层主要负责对网络流量进行采集和处理,处理层则负责对采集数据进行分析和处理,展示层则负责将处理后的数据进行展示。
在SDN的架构下,网络流量监控系统的基本架构也有所变化。
由于SDN中控制平面和数据平面的分离,采集层和处理层分别对应了控制器和交换机。
控制器通过向交换机下发流表规则,实现了对流量的控制和管理。
采集层主要通过控制器获取交换机上的流表规则和流量统计信息。
处理层则负责对采集的数据进行处理和分析。
三、面向SDN的网络流量监控系统的设计和实现在面向SDN的网络流量监控系统的设计和实现方面,需要考虑如下几个方面:1、流表规则的下发和统计信息的获取由于SDN中的流量管理是通过控制器向交换机下发流表规则实现的,因此在设计和实现面向SDN的网络流量监控系统时,需要实现对控制器和交换机的流表规则的下发和获取。
具体来说,可以通过OpenFlow协议实现流表信息的下发和流量统计信息的采集。
2、网络拓扑的实时获取和维护SDN中网络拓扑的实时获取和维护是网络流量监控系统的基础。
因此,需要实现对SDN网络拓扑的实时获取和维护。
网络流量监控及分析工具的设计与实现随着互联网的快速发展,网络流量的增长速度也在不断加快。
为了能够更好地管理和优化网络资源,网络流量监控及分析工具成为一个重要的需求。
本文将从设计与实现两个方面,介绍网络流量监控及分析工具的实现方法。
一、设计1.功能需求分析首先,需要明确该工具的主要功能需求,例如实时监控网络流量、分析流量趋势、检测流量异常等。
可以通过与用户进行需求沟通、收集用户反馈等方式来获取需求信息。
2.架构设计基于功能需求,设计网络流量监控及分析工具的总体架构。
典型的架构包括数据收集、数据处理和数据展示三个模块。
数据收集模块负责从网络设备、服务器等获取流量数据;数据处理模块负责对收集到的数据进行处理和分析;数据展示模块负责可视化展示分析结果。
3.数据模型设计设计合理的数据模型是实现流量监控及分析工具的关键。
一般来说,可以使用流量数据包的五元组(源IP地址、目的IP地址、源端口、目的端口、传输协议)作为数据模型的基础,同时可以补充其他关键信息,如时间戳、流量大小等。
二、实现1.数据收集数据收集可以通过网络设备提供的接口、网络流量分析模块等方式进行。
一种常见的方法是使用网络抓包工具,如Wireshark等,通过监听网络接口来捕获网络流量数据。
2.数据处理与分析对收集到的流量数据进行处理和分析,可以采用一些流行的流量分析算法和技术。
例如,可以使用统计方法,如平均值、方差等,对流量数据进行统计分析;可以使用机器学习算法,如聚类、分类等,对流量数据进行异常检测。
3.数据展示数据展示是网络流量监控及分析工具的重要组成部分。
通过可视化展示分析结果,可以帮助用户更直观地了解网络流量的情况。
常见的展示方式包括数据报表、图表、动态图等。
可以使用一些开源的可视化库和工具来实现,如Elasticsearch、Kibana等。
三、总结设计和实现网络流量监控及分析工具需要考虑多个方面的因素,包括功能需求、架构设计、数据模型设计、数据收集、数据处理与分析以及数据展示等。
毕业论文计算机软件学院论文题目:网络流量监控系统所属系部:计算机系专业班级:姓名:指导老师:完成时间:年月网络流量监控系统摘要:网络监控系统,就是为了方便人们随时随地的了解自己的网络流以及带宽占用情况。
通过jsp与html5相关结合,将难以辨别的网络实时流量变成便于观察的图片。
这样既方便了用户在查询自己的流量,同时也为人们节约了时间。
该系统通过myql数据库存储数据,将历史流量数据存入数据库中,方便日后的查看与统计。
以便于人们更好的规划自己的网络,达到对带宽的最大利用率,减少不必要的浪费关键字:网络监控JSP 统计一、绪论(一)选题背景随着互联网的发展,人们对网络的要求也是水涨船高,人们依靠网络,可以随时获取最新消息。
网络信息不仅仅局限于生活,娱乐,在政治、商业等方面也发挥着不可或缺的样的作用,但是由于缺乏统一的管理。
增加了人们对网络理解的难度,人们也无法随时获得自己的网络的状态。
网络上流量不断增加,流量模型日益复杂。
这就需要采用网络流量监控来监测网络的异常行为,为网络的完全增加一份保障,我们希望通过对网络的监控分析深入地了解网络的运行规律,对网络资源进行合理的分配,并且能及时检测到网络的异常,在造成损害之前识别并采取措施,使网络能良性运行。
二、总体方案说明(一)网络流量数据采集方法,网络流量数据采集是网络流量统计分析的基础,对于不同的采集需求,应选择合适的采集方法。
这样可以提高系统的性能。
目前,流量数据采集有以下三种:1.SNMP协议采集,这种方法采用SNM协议,由服务器或者采集工作站定期强代理发送迭代指令,以获取相应的数据。
优点:通用性好,实现简单。
2.专用软件采集,这种方法通过专门的设备,一般是交换机等网络的接入设备,在上面配置相应的软件获得流量数据,而这些数据也通过相应的软件读取,这中方式的优点:专用、简单、高效、不影响网络结构。
但是要采集用硬件模块支撑分析的设备,手平台限制,难以普及。
长沙理工大学《网络协议编程》课程设计报告网络流量监控软件的设计与实现xxx学 院 计算机与通信工程 专 业 网络工程 班 级 网络12-1 学 号 20125808** 学生姓名 xxxxxx 指导教师 xxxxx 课程成绩完成日期 2015年9月25日课程设计成绩评定院系计算机与通信工程专业网络工程班级网络1201 学号xxxxxx学生姓名xxxxxx指导教师xxxxxx指导教师对学生在课程设计中的评价指导教师成绩指导教师签字年月日课程设计答辩组对学生在课程设计中的评价答辩组成绩答辩组长签字年月日课程设计综合成绩注:课程设计综合成绩=指导教师成绩×60%+答辩组成绩×40%课程设计任务书计算机与通信工程学院网络工程专业网络流量监控软件的设计与实现学生姓名:xxxxxx 指导老师:xxxxxx摘要互联网迅速发展的同时,网络安全问题日益成为人们关注的焦点,病毒、恶意攻击、非法访问等都容易影响网络的正常运行,多种网络防御技术被综合应用到网络安全管理体系中,流量监控系统便是其中一种分析网络状况的有效方法,它从数据包流量分析角度,通过实时地收集和监视网络数据包信息,来检查是否有违反安全策略的行为和网络工作异常的迹象。
在研究网络数据包捕获、 TCP/IP原理的基础上,采用面向对象的方法进行了需求分析与功能设计。
该系统在VisualC++6.0环境下进行开发,综合采用了Socket-Raw、注册表编程和IP助手API等VC编程技术,在系统需求分析的基础上,对主要功能的实现方案和技术细节进行了详细分析与设计,并通过测试,最终实现了数据包捕获、流量监视与统计主要功能,达到了预定要求,为网络管理员了解网络运行状态提供了参考。
关键词网络管理;数据采集;流量统计;Winsock2The Design and Implementation of Monitoring andAnalyzing Tool for Network TrafficStudent name: xxxxxx Advisor:xxxxxxAbstractWith the rapid development of Internet, network safety has become people’s concern, virus, vigo rous attack, illegal visit and so on can easily affect the normal network performance. Various kin ds of network defending technology have been comprehensively applied into the management sy stem of network safety. Network traffic system is one of the effective measures to analysis netwo rk condition. From the angle of analyzing packet traffic, it can examine the safety violation and t he abnormal performance of network by timely collecting and monitoring packets information. By using the way of object-oriented, this design makes a needs analysis and ability designing bas ed on the study of network packet collecting and TCP/IP theory. Under the environment of Visua l C++6.0, this system adopts VC program technologies of Socket-Raw, Windows register and Ip Helper API. On the basis of system analysis, it makes a deliberate analysis and test of plans and details to implement packets collecting, traffic monitoring and statistics. So this meets our needs and makes a reference for managers to get to know the network conditions.Key words network management; data collection; traffic analysis; Winsock21 引言1.1背景随着构建网络基础技术和网络应用的迅速发展以及用户对网络性能要求的提高,使得网络管理成为迫切需要解决的问题,有效的网络管理能够保证网络的稳定运行和持续发展,更重要的是,随着网络规模的扩大和黑客技术的发展,入侵和攻击的案例日益增多,对稳定的网络服务、信息安全、互联网秩序都提出了严峻的挑战,网络安全管理在整个网络管理系统里扮演起更为重要的角色。
1.2网络流量监控的引入络安全管理体系中,流量监控和统计分析是整个管理的基础。
流量检测主要目的是通过对网络数据进行实时连续的采集监测网络流量,对获得的流量数据进行统计计算,从而得到网络主要成分的性能指标。
网络管理员根据流量数据就可以对网络主要成分进行性能分析管理,发现性能变化趋势,并分析出影响网络性能的因素及问题所在。
此外,在网络流量异常的情况下,通过扩展的流量检测报警系统还可以向管理人员报警,及时发现故障加以处理。
在网络流量检测的基础上,管理员还可对感兴趣的网络管理对象设置审查值范围及配置网络性能对象,监控实时轮询网络获取定义对象的当前值,若超出审查值的正常预定值则报警,协助管理员发现网络瓶颈,这样就能实现一定程度上的故障管理。
而网络流量检测本身也涉及到安全管理方面的内容。
由此可见,对于一个有效的网络安全管理系统来说,功能的实现都或多或少的依赖于流量信息的获取。
因此网络流量信息的采集可以说是网络安全管理系统得以实现的核心基石。
它的应用可以在一定程度上检测到入侵攻击,可以有效地帮助管理人员进行网络性能管理,并利用报警机制协助网管人员采取对应的安全策略与防护措施,从而减少入侵攻击所造成的损失。
1.3论文结构安排本论文围绕Winsock标准套接字网络编程的各项实践内容展开。
具体内容安排如下:第一章是引言,简要介绍开发背景、论文结构安排;第二章介绍数据包捕获与流量检测的技术原理;第三章重点介绍网络流量监测工具的设计与实现过程,并且详细阐述了从系统功能总体设计、详细设计、具体实现的全部过程。
2.网络数据采集技术的分析2.1 OSI参考模型与TCP/IP体系结构开放系统互联参考模型OSI是由国际标准化组织ISO制定的标准化开放式的计算机网络层次结构模型,其结构如图1所示。
可以看出,该结构共有七层,各层主要实现如下功能:(1)物理层,利用传输介质实现相邻节点间的物理连接,主要对机械、电气、功能和规程四个方面及信号传输速率方面进行规定;(2)数据链路层,完成管理数据的传输,提供差错检测和恢复,并且提供流量控制,最终实现向上一层提供无差错、高可靠性的传输链路;(3)网络层,执行路由算法和流量控制算法,完成数据分组传输,它是通信子网的最高层;(4)传输层,提供端到端的无差错传输,同时,它也提供属于局通信网络接口,比如SOCKET;(5)会话层,完成用户之间会话的组织、协调、分配用户名等;(6)表示层,解决数据格式问题,规定编码方式;(7)应用层,OSI的最高层,利用应用进程提供网络访问手段。
如图2.1所示:图1 OSI参考模型2.2 TCP/IP体系结构由于TCP/IP比其之前的OSI模型更具体实现,随着互联网的不断发展,遵循TCP/IP 结构的网络不断普及,因此现在通常采用TCP/IP代表Internet体系结构。
TCP/IP的目的是在网络标准不同的情况下解决互联问题,可以说,网络互联是TCP/IP的核心。
TCP/IP 的体系结构如图2.2所示:图2.2 OSI参考模型与TCP/IP结构TCP/IP在设计时重点并没有放在具体通信的实现上,所以对最后两层没有做出具体规定,同时表明它允许不同类型的通信网络参与通信。
它的四个层次功能如下。
(1)应用层,提供常用的应用程序及自定义的应用程序,数据传输时用TCP/IP协议来进行;(2)传输层,提供端到端的应用程序之间的通信,可以使用传输控制协议TCP (Transmission Control Protocol)或用户数据报协议UDP(User Datagram Protocol)协议,前者提供可靠传输,传送单位是报文段,后者提供不可靠服务,传输单位是数据报,即分组。
此外,传输层另外一个功能就是区别应用程序;(3)网际层,负责计算机之间的通信,采用的协议是IP协议,数据传送单位是分组,向上提供不可靠的传输服务;(4)网络接口层,负责接收数据报,并实现发送,或者接收帧,提取IP数据报,交给互联网层。
2.3OSI模型与TCP/IP体系结构的区别从前面的分析可以看出OSI模型和TCP/IP体系有许多不同之处,主要体现在问题的处理上面,例如:(1)TCP/IP一开始就考虑的是异构网络的互联问题,并将IP看作是整个体系的重要组成部分,而ISO并没有认识到网际协议IP的重要性,导致最后只能单独划分一个子层来完成IP的作用;(2)OSI最开始只注意到了面向连接的服务,而TCP/IP一开始就注意了面向连接和无连接的并重。
相比起来,TCP/IP更注重了数据传输的效率,而OSI则注重了传输的可靠性;(4)TCP/IP虽然分层,但是调用关系并不像OSI那样严格,减少了不必要的开销,提高了传输效率。
2.4 原始数据报捕获的实现网络上的数据包捕获机制主要依赖于所使用的操作系统,不同的操作系统下有不同的实现途径。
在Windows环境下,可通过网络驱动程序接口规范(NDIS),WinSock的SOCK_RAW或虚拟设备驱动技术(VxD)等技术实现网络数据包的捕获功能。
前面已经介绍到了,使用原始套接字可以绕过Socket提供的功能,对底层的协议进行使用与开发,可以根据自己的需要生成想要的数据报文等,下面开始介绍使用原始套接字对数据包捕获进行开发的相关技术知识。