网络技术的进步推动了互联网的发展,宽带与光纤的接入方式已经逐渐的普及,人们的生产生活的各个方面都已经离不开互联网的存在,因此,保障网络运行状态的稳定和网络的安全显得尤为重要。对网络进行监控是获取网络运行状态和安全信息的一种方法,而捕获网络中的数据包并进行分析是网络监控的重要手段之一。本文中首先分析了 Linux操作系统中网络设备收到数据包直到内核网络协议栈处理数据包的流程,阐述了主机由交换机连接网络中数据包捕获的原理,研究并比较了传统数据捕获方法和内存映射的数据捕获方法,以Linux内核空间和用户空间通信机制为基础,提出了一种基于网卡驱动使用字符设备捕获数据包的方法,该方法对于在速度较高时捕获大小较大的数据包具有较好的效果。在研究了数据捕获方法的基础上,通过对数据捕获与监控的需求分析,设计了一个数据捕获与监控系统,该系统可以对交换机的某个端口的镜像端口进行数据捕获,它可以在数据包发送速率较高、网络带宽较大的情况下工作而几乎不发生丢包现象,能够在持续的高速模式下稳定工作一定的时间。并且该系统可以对捕获的数据进行分析和储存,记录捕获到的可疑的数据包,可以在运行状态时接受来自本地访问和远程访问的实时控制和查询。