SlideShare a Scribd company logo
ETHERNET PACKET ANALYZER   1
ETHERNET PACKET ANALYZER
The Indian Institute of Technology in Hyderabad and the 
University of Texas at Austin collaborative project with 
Broadcom India Technologies, Ltd.
Tanya Marwah IIT Hyderabad
Udbhav Vyakaranam IIT Hyderabad
Judson Daniels University of Texas
Nick Sehy  University of Texas
Akshans Verma University of Texas
Sachin Suman Broadcom Technologies
ETHERNET PACKET ANALYZER   2
TABLE OF CONTENTS
ABSTRACT 3
INTRODUCTION 4
BACKGROUND AND TERMINOLOGY 5
PROBLEM STATEMENT 8
SOLUTION 9
PROJECT TIMELINE 11
ETHERNET PACKET ANALYZER   3
ABSTRACT
This report documents parts of the design process taken by 
electrical engineering students from the Indian Institute of 
Technology in Hyderabad and from the University of Texas at 
Austin in a collaborative project with Broadcom India 
Technologies, Ltd. The project, as defined by Broadcom 
associates, requires an Ethernet packet reader with remote 
access capabilities. The solution for the remote Ethernet packet 
analyzer can be broken into two main parts: the design and 
implementation of the packet capturing device and the software 
to analyze the captured data. The packet analyzer will be able 
to capture Ethernet packets directly from an Ethernet port, 
analyze data from the packets, and display intuitively the 
information gathered. Furthermore, the packet analyzer must be 
able to collect data from an external network, independent from 
a host computer. The development of an Ethernet packet analyzer 
with remote accessibility will allow network analysts to 
monitor, diagnose, and potentially repair area networks from 
faraway places.
ETHERNET PACKET ANALYZER   4
INTRODUCTION
Most network analyzers are restricted to a single host computer. The 
host computer may connect to different networks, but the analyzer can 
still only monitor the network to which it is connected. As a result, 
businesses and homes that have a network issue may have to rely on a 
professional to diagnose a problem. Similarly, a professional is 
limited to the computer that he can access. Evidently, a network 
suffering serious connectivity issues will require the physical 
presence of an experienced examiner.
Often times a network may be fine, and perhaps only a port has 
malfunctioned. In this event, it may be difficult to isolate a damaged 
node in a network, especially in the case of an extensive and broad 
network. As such, we, students from IIT Hyderabad and the University 
of Texas, in conjunction with Broadcom India Technologies propose an 
external unit whose purpose is to capture packets from an Ethernet 
socket, save, and analyze the data captured.
As a prototype for the idea, we have decided to build from an existing 
microcontroller. The Raspberry Pi, a powerful miniature computer, was 
selected to be our platform based on its compatibility with Broadcom 
products. The Raspberry Pi has one Ethernet port and an SD card 
reader, making it the perfect platform for this project. Furthermore, 
the developer community surrounding the Raspberry Pi and its 
accessories is known to be one of the most extensive and supportive 
resources for independent development and experimentation. 
ETHERNET PACKET ANALYZER   5
BACKGROUND AND TERMINOLOGY
3.1 PACKET SNIFFERS AND ANALYZERS
The Ethernet packet analyzer documented in this report combines 
two major ideas into one design. Our design incorporates the 
concept of a network monitor, informally known as a packet 
sniffer. Packet sniffers have the capability to tap into 
networks and gather packets of information from the same 
network. Typically, packet sniffers are located on a host 
computer, meaning the sniffer itself is built from code and 
executes from a stationary computer on the network to be 
analyzed. The source code for many packet sniffers is available 
online as a powerful tool to construct network analyzers.
The second concept incorporated into the project stems from 
network monitors and network analyzers. The devices take 
information and packets gathered from sniffers as inputs in 
order to analyze the attributes of a network. Often times a 
network analyzer will interpret and decipher information from a 
sniffer to display the attributes of a network. Attributes can 
include, but are not limited to; packet IP sources, 
destinations, and network traffic statistics. Thus, network 
analyzers, when combined with packet sniffers, become useful 
tools to monitor, diagnose, and repair dysfunctional networks .
3.2 PACKETS
Packets, also called datagrams, are units of encapsulated bits 
that are used to send information to and from devices on any 
network. An Ethernet packet follows a specific format that lends 
itself for analysis. One packet can be subdivided into two main 
parts; the header, which contains all bits of information about 
ETHERNET PACKET ANALYZER   6
the packet, its origin, destination, and other specifications; 
and the payload, which contains information that the packet is 
transferring. 
For the purpose of building an Ethernet packet sniffer, 
understanding the header portion of a datagram is essential. The 
header of an IPv4 type packet contains its: version, header 
length, type of service, total length, identification bits, 
flags, fragment offset, time to live, protocol, header checksum, 
source address, and destination address (Kozierok).
Although IPv4 packets are most commonly used today, it is 
important to note that packets of different formats and 
protocols exist. Understanding all formats of datagrams is also 
crucial in developing a successful packet sniffer.  
3.3 INTERNET PROTOCOL & TRANSMISSION CONTROL PROTOCOL
IP and TCP are international protocols that nearly all computers 
and devices will adhere to in order to interface across networks 
properly and efficiently. In fact, the function of the Internet 
Protocol is to deliver datagrams from source to destination. The 
IP standard constitutes four distinct layers to enable network 
traffic. For the purpose of this project, thorough comprehension 
of only the first two layers, the Link Layer and Internet Layer, 
are necessary.
The link layer is comprised communication methods that operate 
through physical connections. The link layer defines all 
communication protocol between devices on the same network. As a 
result, Ethernet exists almost exclusively in the link layer. 
One level higher is the internet layer, which does not define 
communication protocol between devices on the same network, but 
rather on separate networks. The internet layer is populated by 
ETHERNET PACKET ANALYZER   7
Internet Protocol based packets that travel through gateways to 
reach a destination. 
3.4 ETHERNET PORTS
Ethernet ports are the access points between a device and the 
local network the device is connected to. There are distinct 
types of Ethernet sockets, including datagram sockets, stream 
sockets, and raw sockets. Different Ethernet sockets utilize 
different protocols such as Transmission Control Protocol (TCP), 
User Datagram Protocol (UDP), and raw Internet Protocol (IP).
3.5 LIBPCAP
Libpcap is a library in C language that serves as a base for 
nearly all packet analyzers available. Libpcap is an open source 
library downloaded specifically for packet and network analysis 
instrumentation. The library includes written structures and 
functions to access Ethernet sockets. The structures in Libpcap 
are defined for Ethernet packet headers and protocols, allowing 
for the filtration of different types of packets. Furthermore, 
Libpcap is packaged with tools to read incoming packets from 
Ethernet as well as Wifi. 
Libpcap is only usable on Ubuntu and Linux based machines. Once 
downloaded, the library and all of its dependencies must be 
unpackaged onto the machine 
ETHERNET PACKET ANALYZER   8
PROBLEM STATEMENT
Design, construct, and implement a packet sniffer capable of 
reading datagrams from an Ethernet port. Beginning in a Linux 
environment, develop code to tap into and draw packets from an 
open Ethernet port. Make the packet sniffer portable by 
exporting the code onto a Raspberry Pi for execution. The 
sniffer must then be able to save raw information collected from 
the Ethernet port onto a secure digital (SD) card inserted into 
the Raspberry Pi. Design and implement a secondary software 
program to run on the Raspberry Pi that analyzes captured data 
from the SD card. The analysis software should filter packets 
and calculate statistics conducive for network interpretation, 
manipulation, diagnosis, and repair. Export the analytical data 
into a .txt file that can be read from the SD card on a separate 
device. Finally, design the packet analyzer in such a way that 
leaves room for future modifications, particularly the 
capability to push information to a cloud. 
ETHERNET PACKET ANALYZER   9
SOLUTION
NOTE: the SOLUTION section of this report is incomplete as the 
packet analyzer is still in development. The following are the 
steps we have taken in progress towards completing the project.
4.1 LINUX ENVIRONMENT
The Linux environment, namely the command shell, lends itself to 
easier interfacing with the Raspberry Pi than other operating 
systems. Ubuntu version 14.04 LTS was the chosen distribution to 
familiarize team members with the UNIX command shell.
Ubuntu 14.04 LTS was downloaded from an official source onto an 
8GB bootable flash drive. In Windows, the disk management 
application was called by typing “diskmgmt.msc” in the command 
line. The hard drives were partitioned to allocate a 10GB 
minimum space for a swap file and the Ubuntu distribution. 
Lastly, Ubuntu was installed onto each machine using a step by 
step process 
4.2 IMPORTING NOOBS AND RASPBIAN 
NOOBS (New Out of the Box Software) installs an operating system 
distribution of choice onto a formatted SD card. The SD card was 
formatted to FAT type using the NOOBS software, downloaded from 
the Raspberry Pi foundation. Though the NOOBS interface, a Linux 
distribution developed for the Raspberry Pi called Raspbian was 
selected to be installed onto the SD card.
After initialization, the SD card was connected to the Raspberry 
Pi. A monitor, keyboard, and mouse were connected as input 
devices in order to interface with the Raspberry Pi.
ETHERNET PACKET ANALYZER   10
4.3 PRELIMINARY CODE
As of 4 July 2014, a program to capture packets from Ethernet 
ports and Wifi has been written to run on a computer, but has 
not been exported to the Raspberry Pi. In pseudo­code, the 
program is as follows:
Include Libraries: 
Pcap.h, Stdio.h, Stdlib.h, String.h
First, check for present network devices. Select Ethernet port 
or print none if unavailable. Open the device for capturing 
packets, and then pass the device name and the packet length in 
bytes to the main program. Toggle promiscuous mode on and check 
the error buffer. If no errors exist, proceed to capturing 
function “pcap_open_live.” From there, process the packets 
according to packet type, and write the statistics to a .txt 
ETHERNET PACKET ANALYZER   11
PROJECT TIMELINE
This section describes the progress the team has made towards 
building a solution as well as an expected timeline for our 
remaining goals.
16 June 2014
The students from both universities visited Broadcom for a 
briefing of the assignment. Research was conducted by the team 
in order to gain a general understanding of the problem and its 
parameters. A working background knowledge of Internet Protocol 
regarding datagrams was acquired, and, through brainstorming, a 
rudimentary design plan was constructed for solving the problem. 
It was decided that certain materials were needed before 
progress could continue. These materials included: 
Computers installed with a Linux based operating system (4)
Raspberry Pi (1) 
SD card (1)
HDMI/VGA cable (1)
Keyboard (1)
Computer mouse (1)
23 June 2014
The team configured their individual machines to run Linux 
distribution Ubuntu 14.04 LTS. The Raspberry Pi, SD card, and 
supporting materials were acquired. A conference call with 
Broadcom associates gave the team a clearer understanding of the 
problem statement. It became evident that the team would utilize 
the Libpcap packet analyzing library in C in their solution.
ETHERNET PACKET ANALYZER   12
30 June 2014
Preliminary programming was done on a host computer to capture 
packets from the Ethernet or wireless internet by Tanya M. while 
other members of the group divided other tasks. Nick S. and 
Akshans V. became responsible for interfacing with the Raspberry 
Pi and SD card. Udbhav V. would devise a physical input to start 
the packet capturing on the Raspberry Pi, and Judson D. was held 
responsible for packet types and analysis.
July 7 2014
In C language, implement the sniffer using Libpcap libraries to 
capture packets of ICMP, IGMP, TCP, UDP and other types. 
Initialize an environment for Libpcap on Raspbian and the 
Raspberry Pi.
July 14 2014
Export the packet sniffing code to the Raspberry Pi. Construct 
the hardware for starting and stopping the sniffing process.
July 21 2014
Test rigorously the Raspberry Pi for packet detection. Develop 
code for packet analysis.
July 28 2014
Implement a GUI to display analytical results.
ETHERNET PACKET ANALYZER   13
BIBLIOGRAPHY
TCPDUMP/LIBPCAP public repository. (2014, January 
1). TCPDUMP/LIBPCAP public repository. Retrieved July 1, 
2014, from http://www.tcpdump.org/
Download. (n.d.). Wireshark ∙ Go Deep.. Retrieved July 4, 2014, 
from http://www.wireshark.org/
RFC 791 ­ Internet Protocol. (1981, September 1). RFC 791 ­ Internet 
Protocol. Retrieved July 4, 2014, from 
http://tools.ietf.org/html/rfc791
Kozierok, C. (2005, September 20). The TCP/IP Guide ­ IP Datagram General 
Format. The TCP/IP Guide ­ IP Datagram General Format. Retrieved 
July 4, 2014, from 
http://www.tcpipguide.com/free/t_IPDatagramGeneralFormat.htm
Ubuntu. (2014, January 1). The leading OS for PC, tablet, phone and 
cloud. Retrieved July 4, 2014, from http://www.ubuntu.com/
Downloads. (2014, January 1). Raspberry Pi. Retrieved July 4, 2014, from 
http://www.raspberrypi.org/downloads/
Welcome to Raspbian. (2014, January 1). FrontPage. Retrieved July 4, 2014, 
from http://www.raspbian.org/

More Related Content

PDF
Vinay_CV_IITG
PDF
Comprehensive Testing Tool for Automatic Test Suite Generation, Prioritizatio...
PDF
CRYPTANALYSIS AND FURTHER IMPROVEMENT OF A BIOMETRIC-BASED REMOTE USER AUTHEN...
DOC
Online e voting prototype with ptc web services v1
DOCX
VTU FINAL YEAR PROJECT REPORT Front pages
PDF
Yolinda chiramba Survey Paper
PDF
IRJET- Natural Language Query Processing
PDF
Complete-Mini-Project-Report
Vinay_CV_IITG
Comprehensive Testing Tool for Automatic Test Suite Generation, Prioritizatio...
CRYPTANALYSIS AND FURTHER IMPROVEMENT OF A BIOMETRIC-BASED REMOTE USER AUTHEN...
Online e voting prototype with ptc web services v1
VTU FINAL YEAR PROJECT REPORT Front pages
Yolinda chiramba Survey Paper
IRJET- Natural Language Query Processing
Complete-Mini-Project-Report

What's hot (16)

PDF
Patient Privacy Control for Health Care in Cloud Computing System
PDF
Survey of network anomaly detection using markov chain
PPTX
Research professional activity network analysis
PDF
1.[1 9]a genetic algorithm based elucidation for improving intrusion detectio...
PDF
11.a genetic algorithm based elucidation for improving intrusion detection th...
PDF
IRJET- Review on Network Intrusion Detection using Recurrent Neural Network A...
PDF
J48 and JRIP Rules for E-Governance Data
PDF
Evaluation of network intrusion detection using markov chain
PDF
A virtual analysis on various techniques using ann with
PDF
Requirementv4
DOCX
VTU final year project report Main
PDF
IRJET- Voice Modulation and Verification for Smart Authentication System
PDF
Development of software defect prediction system using artificial neural network
PDF
IRJET - Securing Computers from Remote Access Trojans using Deep Learning...
PDF
ANALYSIS OF MACHINE LEARNING ALGORITHMS WITH FEATURE SELECTION FOR INTRUSION ...
Patient Privacy Control for Health Care in Cloud Computing System
Survey of network anomaly detection using markov chain
Research professional activity network analysis
1.[1 9]a genetic algorithm based elucidation for improving intrusion detectio...
11.a genetic algorithm based elucidation for improving intrusion detection th...
IRJET- Review on Network Intrusion Detection using Recurrent Neural Network A...
J48 and JRIP Rules for E-Governance Data
Evaluation of network intrusion detection using markov chain
A virtual analysis on various techniques using ann with
Requirementv4
VTU final year project report Main
IRJET- Voice Modulation and Verification for Smart Authentication System
Development of software defect prediction system using artificial neural network
IRJET - Securing Computers from Remote Access Trojans using Deep Learning...
ANALYSIS OF MACHINE LEARNING ALGORITHMS WITH FEATURE SELECTION FOR INTRUSION ...
Ad

Viewers also liked (16)

DOC
yousef nesheiwat-CV 2
PDF
new i30 Brochure
PDF
Ifm training schedule 2016
PPTX
Children’s theatre of charlotte
PDF
July 2015
PDF
Fernandez, Inigo - Neuronup
PDF
SALLYANDHERDREAM
DOCX
06 02 lesson-06
ODP
PDF
Accent Hatch Brochure
DOCX
Somdipa1 _Wipro Technologies
PDF
DeltaX Social Facebook Ads Buying Platform
PPT
Trade Compliance - Empowered Official
PDF
Creating a corporate intranet portal and enable the evolution of the digital ...
PPT
Rehabilitación de codo, muñeca y mano. Evidencia científica
PDF
You tube rank
yousef nesheiwat-CV 2
new i30 Brochure
Ifm training schedule 2016
Children’s theatre of charlotte
July 2015
Fernandez, Inigo - Neuronup
SALLYANDHERDREAM
06 02 lesson-06
Accent Hatch Brochure
Somdipa1 _Wipro Technologies
DeltaX Social Facebook Ads Buying Platform
Trade Compliance - Empowered Official
Creating a corporate intranet portal and enable the evolution of the digital ...
Rehabilitación de codo, muñeca y mano. Evidencia científica
You tube rank
Ad

Similar to BroadcomEthernetPacketAnalyzer (20)

PDF
ISI_Report_(Repaired) (4) (1)
PDF
Student portal system application -Project Book
PDF
Comparative Study of Abstractive Text Summarization Techniques
PDF
Bachelorthesis
PDF
AUTOMATIC ATTENDANCE SYSTEM MANAGEMENT USING RASPBERRY PI WITH ULTRASONIC SENSOR
PDF
Preprint-ICTACS2022 - 10-12 Oct 2022.pdf
PDF
Call for Papers- Special Issue: Applications of Artificial Intelligence and I...
DOCX
5.local community detection algorithm based on minimal cluster
PDF
DERMADETECT-AUTOMATED SKIN DIAGNOSIS PROJECT REPORT
PDF
report-1.pdf
DOCX
VIJAY KRISHNA
DOC
Minor project report format for 2018 2019 final
PDF
Computational Methods And Data Engineering Proceedings Of Icmde 2020 Volume 2...
DOCX
Batch--7 Smart meter for liquid flow monitoring and leakage detection system ...
PDF
IRJET - Talking Plant using IoT and Machine Laerning
PDF
Mitul Nagar Resume for CR Report2014-2015
DOC
Final project report format
PDF
Updated resume
PDF
Introduction of Wireless Sensor Network
PDF
Predictive Maintenance of Motor Using Machine Learning
ISI_Report_(Repaired) (4) (1)
Student portal system application -Project Book
Comparative Study of Abstractive Text Summarization Techniques
Bachelorthesis
AUTOMATIC ATTENDANCE SYSTEM MANAGEMENT USING RASPBERRY PI WITH ULTRASONIC SENSOR
Preprint-ICTACS2022 - 10-12 Oct 2022.pdf
Call for Papers- Special Issue: Applications of Artificial Intelligence and I...
5.local community detection algorithm based on minimal cluster
DERMADETECT-AUTOMATED SKIN DIAGNOSIS PROJECT REPORT
report-1.pdf
VIJAY KRISHNA
Minor project report format for 2018 2019 final
Computational Methods And Data Engineering Proceedings Of Icmde 2020 Volume 2...
Batch--7 Smart meter for liquid flow monitoring and leakage detection system ...
IRJET - Talking Plant using IoT and Machine Laerning
Mitul Nagar Resume for CR Report2014-2015
Final project report format
Updated resume
Introduction of Wireless Sensor Network
Predictive Maintenance of Motor Using Machine Learning

BroadcomEthernetPacketAnalyzer