随着计算机的增加和网络技术的迅速发展，网络规模日益庞大，网络异构程度渐渐加深，入侵检测系统、路由器和防火墙等网络应用系统对网络信息安全的条件也越来越高，上述几个网络应用系统都是以网络数据报文捕获技术为基础的。由于网络链路速率飞速增长，传统的数据捕获系统已经不能满足当前高速网络环境下对数据捕获的要求。因此，研究高负载、高流量的数据捕获技术是目前迫切需要了。本文在Linux环境下设计了一个优化的基于零拷贝技术的数据捕获平台。数据捕获系统主要分为驱动程序模块，缓冲区管理模块和用户接口三个模块，改进了高速网络数据捕获系统。本文首先阐述了网络数据捕获技术研究现状和意义，以及以太网数据捕获技术，研究和对比了各种提高数据捕获技术的方法特点和应用环境。阐述了Linux操作系统下的网络协议栈的特点和网络数据处理的一般流程。其次，经过对传统数据捕获流程进行建模，主要从底层网卡接收数据包和上层协议栈处理数据包两个方面进行研究，通过公式推导和理论分析，给出了高速网络环境下报文捕获效率的限制因素和具体解决办法——引入零拷贝的思想。接着，研究零拷贝技术的思想及其改进方法，以及与之相关的内存映射问题，缓冲区管理技术，数据传输机制和中断驱动结合轮询访问技术。设计和实现了高速网络数据捕获系统。用高速网络数据捕获系统和传统基于Libpcap数据捕获系统在捕获性能和CPU使用率等方面上进行了对比分析，验证了其高效性和可行性。改进后的高速网络数据捕获系统，大大减少了数据拷贝的发生，控制了硬件中断模式，能够满足高速网络环境下的数据捕获的要求。