协议分析表明入侵检测系统的探头能真正理解各层协议是如何工作的，而且能分析协议的通信情况来寻找可疑或异常的行为。对于每个协议，分析不仅仅是建立在协议标准的基础上，而且建立在实际的实现上，因为许多协议事实上的实现与标准并不相同，所以特征应能反映现实状况。协议分析技术观察包括某协议的所有通信并对其进行验证，对不符合与其规则时进行报警。