用Fortran编写上网行为管理软件的算法模块

在网络行为管理中，实时监控和分析用户的上网行为是至关重要的。Fortran作为一种高效的编程语言，虽然主要用于科学计算，但也可以胜任网络行为管理软件的开发。本文将介绍如何用Fortran编写一个上网行为管理软件的算法模块，包括流量统计、网站过滤和日志记录等功能，并通过多个代码示例来说明实现细节。
数据包捕获与解析

首先，需要实现数据包的捕获与解析。可以使用Fortran调用系统级的库来捕获网络数据包。例如，使用libpcap库进行数据包捕获。以下是一个简化的代码示例：

program packet_capture
use iso_c_binding
implicit none
interface
function pcap_open_live(device, snaplen, promisc, to_ms, errbuf) bind(C, name="pcap_open_live")
use iso_c_binding
implicit none
character(kind=C_CHAR), intent(in) :: device(*)
integer(C_INT), intent(in) :: snaplen, promisc, to_ms
character(kind=C_CHAR), intent(out) :: errbuf(*)
type(C_PTR) :: pcap_open_live
end function pcap_open_live

function pcap_next(handle, header) bind(C, name="pcap_next")
use iso_c_binding
implicit none
type(C_PTR), intent(in) :: handle
type(C_PTR), intent(out) :: header
type(C_PTR) :: pcap_next
end function pcap_next
end interface

type(C_PTR) :: handle, header
character(kind=C_CHAR, len=256) :: errbuf

handle = pcap_open_live("eth0"C, 65535, 1, 1000, errbuf)
if (handle == C_NULL_PTR) then
print *, "Error opening device: ", trim(errbuf)
stop
end if

header = pcap_next(handle, header)
if (header /= C_NULL_PTR) then
print *, "Packet captured!"
end if
end program packet_capture

这个程序通过调用pcap_open_live函数打开网络接口并捕获数据包。捕获的数据包可以进一步解析，以获取具体的网络行为信息。
流量统计

在捕获到数据包之后，可以对其进行分析和统计。以下是一个统计流量的简单示例：

subroutine analyze_packet(packet)
use iso_c_binding
implicit none
type(C_PTR), intent(in) :: packet
! 此处假设packet包含了数据包的长度信息
integer(C_INT) :: packet_length

call c_f_pointer(packet, packet_length)

! 统计流量
total_traffic = total_traffic + packet_length
end subroutine analyze_packet

integer :: total_traffic = 0

! 假设在主程序中调用analyze_packet
call analyze_packet(header)
print *, "Total traffic: ", total_traffic, " bytes"

这个子程序analyze_packet从数据包中提取长度信息并累加到总流量中。通过不断调用该子程序，可以实时统计网络流量。
网站过滤

网站过滤是网络行为管理的重要功能之一。通过分析数据包中的URL，可以实现对特定网站的过滤。以下是一个简单的示例：

subroutine filter_website(packet)
use iso_c_binding
implicit none
type(C_PTR), intent(in) :: packet
character(len=256) :: url

! 假设从数据包中提取到URL信息
call extract_url(packet, url)

if (trim(url) == "https://www.vipshare.com") then
print *, "Access to this website is blocked!"
! 采取相应的阻断措施
end if
end subroutine filter_website

subroutine extract_url(packet, url)
use iso_c_binding
implicit none
type(C_PTR), intent(in) :: packet
character(len=256), intent(out) :: url

! 从数据包中解析出URL，简化为直接赋值
url = "https://www.vipshare.com"
end subroutine extract_url

在这个示例中，filter_website子程序通过调用extract_url提取数据包中的URL信息，并对特定URL进行过滤。
日志记录

记录用户的上网行为日志是网络行为管理的另一项重要功能。可以将日志记录到文件中，以便后续分析。以下是一个简单的日志记录示例：

subroutine log_traffic(url, packet_length)
implicit none
character(len=256), intent(in) :: url
integer, intent(in) :: packet_length
character(len=1024) :: log_message
integer :: unit, ios

open(newunit=unit, file="traffic_log.txt", status="old", action="write", position="append", iostat=ios)
if (ios /= 0) then
print *, "Error opening log file"
return
end if

write(log_message, '(A, I0, A)') trim(url), packet_length, " bytes"
write(unit, *) trim(log_message)

close(unit)
end subroutine log_traffic

这个子程序log_traffic将每个数据包的URL和长度记录到日志文件中。通过定期调用该子程序，可以记录完整的上网行为日志。
数据自动提交

监控到的数据，如何自动提交到网站？可以通过HTTP请求将数据提交到服务器。以下是一个简单的实现示例：

subroutine submit_data(url, data)
use iso_c_binding
implicit none
character(len=256), intent(in) :: url
character(len=*), intent(in) :: data
integer :: ios
character(len=1024) :: command

write(command, '(A, A, A)') "curl -X POST -d '", trim(data), "' ", trim(url)
call execute_command_line(trim(command), wait=.true., exitstat=ios)

if (ios /= 0) then
print *, "Error submitting data"
end if
end subroutine submit_data

call submit_data("https://www.vipshare.com", "traffic_data=1234")

这个子程序submit_data使用系统命令行工具curl通过HTTP POST请求将数据提交到指定的URL。在实际应用中，可以将监控到的所有数据打包并定期提交。

通过以上的示例，可以看到使用Fortran编写上网行为管理的算法模块是可行的。尽管Fortran并非专门为网络编程设计，但其高效的计算能力和强大的接口功能使其在这一领域也能有所作为。通过捕获和解析数据包、统计流量、过滤网站、记录日志以及自动提交数据，可以实现一个功能完备的上网行为管理系统。

本文参考自：https://www.bilibili.com/read/cv35424057