在军事及商用领域的通信环境中,出于安全的考虑需对通信进行监听,协议识别是主要手段之一。在高层协议进行检测的技术较为成熟,而在链路层进行协议识别的研究并不多见,然而在无线信道监视、电子对抗、卫星通信等领域,对数据链路层协议的识别、帧切割技术有切实的需求。链路协议识别与分析的一个难点在于其分析目标数据是比特流,字符集的特殊性严重制约着识别分析的效率。目前存在着众多的链路层协议,其中大多数协议的帧格式定义是非公开的,因此如何对未知数据链路层的比特流进行帧切割是另一个难点问题。本文针对面向比特流的链路层协议识别与分析技术进行研究,并对其中的上述两个难点问题进行重点研究,分别提出各自的解决方案。1)如何提高典型链路层协议的分析识别效率问题。通过分析发现,限制效率的瓶颈在于模式匹配算法,这是因为这些经典算法不适应比特流场景。针对本文的特殊场景,在经典QS (quick search)算法的思想上,结合比特流的特点进行优化,提出了编码QS算法。实验证明了本算法的有效性,并通过与其它方案的对比说明了本方案的优势之处。2)如何在链路协议格式完全未知的情况下进行帧提取的问题。本文提出了一种基于数据挖掘的比特流切割算法。首先分析了协议帧的结构以及数据流中帧内的关联特性,然后通过频繁统计和关联规则验证,识别提取出标志着帧起始的特征序列和关联规则序列,针对用户设定的结果数量门限N,能够给出N种最具可能性的切割方案。实际数据测试验证了该算法的有效性和鲁棒性。