李 珍

(陜西省氣象信息中心,西安 710014)

陜西省氣象廣域網(wǎng)絡(luò)流量應(yīng)用分析

李 珍

(陜西省氣象信息中心,西安 710014)

采用基于Netflow的流量監(jiān)測(cè)方法,在省級(jí)電信MSTP線路安裝網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控設(shè)備,對(duì)陜西省氣象廣域網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)流量分別進(jìn)行基于數(shù)據(jù)包和流量行為的分析。在了解網(wǎng)絡(luò)流量的構(gòu)成和分布比例符合氣象業(yè)務(wù)基本特性的基礎(chǔ)上,發(fā)現(xiàn)當(dāng)前臺(tái)站、地市級(jí)氣象部門在網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中存在網(wǎng)絡(luò)資源釋放不及時(shí)和網(wǎng)絡(luò)防護(hù)中的漏洞,并提出相應(yīng)措施,提高網(wǎng)絡(luò)帶寬的有效利用率和網(wǎng)絡(luò)性能。

氣象業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò);流量監(jiān)測(cè);流量分析

陜西省氣象廣域網(wǎng)由省-市和市-縣間的電信MSTP(多業(yè)務(wù)傳輸平臺(tái))線路和廣電SDH (同步數(shù)字體系)線路組成,承擔(dān)省市縣三級(jí)氣象資料的匯集傳輸、氣象應(yīng)用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換和氣象辦公系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù),承載的業(yè)務(wù)包括氣象通信系統(tǒng)、氣象觀測(cè)系統(tǒng)、運(yùn)行監(jiān)控業(yè)務(wù)系統(tǒng)、視頻會(huì)商系統(tǒng)、辦公系統(tǒng)等多個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)[1]。為更加詳盡的掌握全省廣域網(wǎng)絡(luò)的使用情況,將網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控設(shè)備安裝在省級(jí)電信MSTP線路,全面監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的使用情況,特別是網(wǎng)絡(luò)流量。通過對(duì)各類氣象業(yè)務(wù)流量監(jiān)控結(jié)果進(jìn)行分析研究,同時(shí)分析高流量用戶的信息,找到造成高網(wǎng)絡(luò)流量的原因并對(duì)其加以改進(jìn),改善和提高網(wǎng)絡(luò)性能。

1 網(wǎng)絡(luò)流量監(jiān)測(cè)的方法

網(wǎng)絡(luò)流量監(jiān)測(cè)的主要方法有基于簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議(SNMP)的流量監(jiān)測(cè)和基于Netflow的流量監(jiān)測(cè)等。基于SNMP協(xié)議的流量監(jiān)測(cè),是通過提取網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的管理信息庫(kù)(MIBII)中收集的一些與具體設(shè)備及流量信息有關(guān)的參數(shù)而實(shí)現(xiàn)。其優(yōu)點(diǎn)是使用軟件方法實(shí)現(xiàn),不需要對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行改造或增加部件、配置簡(jiǎn)單、費(fèi)用低。缺點(diǎn)是只包括字節(jié)數(shù)、報(bào)文數(shù)等最基本的內(nèi)容,不適于復(fù)雜的流量監(jiān)測(cè)[2]。

NetFlow是一種數(shù)據(jù)交換方式,其利用標(biāo)準(zhǔn)的交換模式處理數(shù)據(jù)流的第一個(gè)IP包數(shù)據(jù),生成NetFlow緩存,隨后同樣的數(shù)據(jù)基于緩存信息在同一數(shù)據(jù)流中進(jìn)行傳輸,不再匹配相關(guān)的訪問控制等策略,NetFlow緩存同時(shí)包含隨后數(shù)據(jù)流的統(tǒng)計(jì)信息。一個(gè)NetFlow流定義為在一個(gè)源IP地址和目的IP地址間傳輸?shù)膯蜗驍?shù)據(jù)包流,所有數(shù)據(jù)包有共同的傳輸層源、目的端口號(hào)。

相對(duì)于基于SNMP的流量監(jiān)測(cè),基于Net-Flow的流量監(jiān)測(cè)方法的優(yōu)點(diǎn)是將提供的流量信息擴(kuò)大到七個(gè)屬性(源IP地址、目標(biāo)IP地址、源通信端口號(hào)、目標(biāo)通信端口號(hào)、第三層協(xié)議類型、服務(wù)類型(TOS)字節(jié)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備輸入或輸出的邏輯網(wǎng)絡(luò)端口(iflndex)),可以區(qū)分各個(gè)邏輯通道上的流。缺點(diǎn)是由于功能的復(fù)雜性,支持Netflow需要在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上附加單獨(dú)的功能模塊[]。

2 流量分析方法

網(wǎng)絡(luò)流量分析指通過捕獲網(wǎng)絡(luò)流量數(shù)據(jù)對(duì)其進(jìn)行深入量測(cè)和分析,來掌握網(wǎng)絡(luò)的流量特性(某種協(xié)議、應(yīng)用服務(wù)的使用情況或者某些用戶的行為特征等),為精細(xì)化流量控制提供數(shù)據(jù)依據(jù)。

2.1 基于數(shù)據(jù)包的分析

對(duì)數(shù)據(jù)包的分析一般可分為:基于地址、端口的分析,基于特征碼的分析及深度數(shù)據(jù)包檢測(cè)。基于地址、端口的分析是通過識(shí)別IP、URL地址或應(yīng)用服務(wù)的特定端口來檢測(cè)分類的方法。但隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展,越來越多的應(yīng)用不再基于固定的地址、端口,使這種方法的使用范圍不斷縮小?；谔卣鞔a的分析是通過檢測(cè)開放式系統(tǒng)互聯(lián)(OSI)模型中四層以下的內(nèi)容中是否含有某些應(yīng)用服務(wù)的特殊標(biāo)示或使用的特定協(xié)議,來對(duì)數(shù)據(jù)包進(jìn)行分類的方法,是一種使用較多的分析方法。深度數(shù)據(jù)包檢測(cè)(DPI)是一種對(duì)數(shù)據(jù)包深入到應(yīng)用層協(xié)議檢測(cè)分析的方法。它通過逐包分析、模式匹配,并使用行為模式識(shí)別等技術(shù),可對(duì)流量中的具體應(yīng)用服務(wù)實(shí)現(xiàn)較為準(zhǔn)確的識(shí)別[4]。

2.2 基于流量行為的分析

目前較為常見的是深度流行為檢測(cè)(DFI),這是通過對(duì)數(shù)據(jù)流的數(shù)據(jù)包長(zhǎng)度、數(shù)據(jù)流持續(xù)時(shí)間、鏈接狀態(tài)、網(wǎng)絡(luò)層傳輸層信息等參數(shù)來對(duì)其進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析的檢測(cè)方法,可以分析加密數(shù)據(jù)流,能對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行模糊分類[5]。

3 結(jié)果分析

2012年5—6月,采用基于Netflow的流量監(jiān)測(cè)方法對(duì)陜西省氣象廣域網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行監(jiān)測(cè),并對(duì)監(jiān)測(cè)資料分別進(jìn)行了基于數(shù)據(jù)包和基于流量行為的分析。

3.1 業(yè)務(wù)流量歸類分析

表1為業(yè)務(wù)流量的24h平均分布情況。從表1可以看出,在網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)流量中所占比例最大的為FTP-DATA服務(wù),占44.4%;其次為HTTP服務(wù)、RTST服務(wù)、MS-SQL服務(wù),分別占19.2%、9.4%和2.3%。FTP-DATA服務(wù)的業(yè)務(wù)類型為地市級(jí)、縣級(jí)氣象部門上行至省級(jí)氣象部門和省級(jí)下行至地市級(jí)、縣級(jí)的FTP傳輸業(yè)務(wù),這種上、下行的FTP業(yè)務(wù)為省內(nèi)業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)承載的最主要的業(yè)務(wù),所占比例也最大;HTTP服務(wù)為省級(jí)各部門對(duì)外提供服務(wù)的各類網(wǎng)站,是僅次于FTP業(yè)務(wù)的重要業(yè)務(wù),所占比例也僅次于FTPDATA服務(wù);RTST服務(wù)的業(yè)務(wù)類型為省內(nèi)實(shí)景監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的流媒體服務(wù),MS-SQL服務(wù)的業(yè)務(wù)類型為省級(jí)對(duì)外提供數(shù)據(jù)共享的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù),均為省內(nèi)的主要業(yè)務(wù),所占比例也較大。從業(yè)務(wù)流量分布可以看出,陜西省氣象業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)的流量分布基本符合陜西省氣象業(yè)務(wù)的特點(diǎn)。

表1 業(yè)務(wù)流量分布表

3.2 業(yè)務(wù)流量前十用戶IP分析

為更加詳細(xì)的分析業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)流量,對(duì)24h平均發(fā)送和接收的總流量位于前十位的用戶IP進(jìn)行了分析研究。分析發(fā)現(xiàn),在業(yè)務(wù)總流量中排在前十位的用戶IP中,省級(jí)氣象部門的用戶IP僅占不到30%,其余均為地市級(jí)和臺(tái)站級(jí)氣象部門。地市級(jí)、臺(tái)站級(jí)氣象部門應(yīng)用較為單一的服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)流量與省級(jí)氣象部門一對(duì)多提供服務(wù)的省級(jí)服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)流量相比,兩者相差不多甚至前者遠(yuǎn)高于后者。從網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)流量的優(yōu)化統(tǒng)籌方面來講,這種現(xiàn)象是極不合理的。

造成這種現(xiàn)象的原因有:①縣級(jí)、地市級(jí)氣象部門自行開發(fā)的應(yīng)用軟件或程序的設(shè)計(jì)不合理,程序頻繁上連省級(jí)服務(wù)器后未及時(shí)斷開網(wǎng)絡(luò)連接釋放網(wǎng)絡(luò)資源,從而造成高網(wǎng)絡(luò)會(huì)話。高網(wǎng)絡(luò)會(huì)話可能會(huì)帶來網(wǎng)絡(luò)震蕩和網(wǎng)絡(luò)流量過大,對(duì)全省業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)器造成很大的壓力。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)流量大到一定程度時(shí),就會(huì)造成整個(gè)業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)的堵塞。②縣級(jí)、地市級(jí)氣象部門的服務(wù)器由于防護(hù)不到位,感染計(jì)算機(jī)病毒、遭受網(wǎng)絡(luò)攻擊或被加掛木馬程序,短期內(nèi)產(chǎn)生大量的訪問需求,從而造成網(wǎng)絡(luò)流量過大。

針對(duì)上述原因可行的有效方法有:①對(duì)不合理的軟件或程序進(jìn)行優(yōu)化,在交互結(jié)束之后及時(shí)自動(dòng)斷開網(wǎng)絡(luò)連接,再一次進(jìn)行交互時(shí)再建立新的網(wǎng)絡(luò)會(huì)話,合理利用網(wǎng)絡(luò)資源;②加強(qiáng)對(duì)縣級(jí)、地市級(jí)服務(wù)器的防護(hù)工作,在互聯(lián)網(wǎng)接口安裝防火在服務(wù)器上安裝殺毒軟件。

4 結(jié)論

陜西省氣象業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)的流量分布基本符合陜西省氣象業(yè)務(wù)的特點(diǎn),同時(shí)也存在一定問題。主要表現(xiàn)在縣級(jí)、地市級(jí)氣象部門服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)流量遠(yuǎn)大于一對(duì)多提供服務(wù)的省級(jí)服務(wù)器。而造成這一問題的主要原因一方面是由于廣域網(wǎng)絡(luò)存在病毒,另一方面是由于對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源的使用不合理,沒有及時(shí)釋放網(wǎng)絡(luò)資源從而造成網(wǎng)絡(luò)過度浪費(fèi)。只有將這些問題妥善解決,才能進(jìn)一步提高網(wǎng)絡(luò)帶寬的有效利用率和網(wǎng)絡(luò)性能。

[1] 趙立成,沈文海,周林,等.氣象信息系統(tǒng)[M].北京:氣象出版社,2011:22-24.

[2] 謝喜秋,梁潔,彭巍,等.網(wǎng)絡(luò)流量采集工具的分析和比較[J].電信科學(xué),2002(4):63-66.

[3] 穆斌,武俊喜,樊莉.網(wǎng)絡(luò)流量監(jiān)測(cè)及異常流量分析技術(shù)[J].信息系統(tǒng)工程,2011(9):82-80.

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TP393

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1006-4354(2013)02-0030-03

2012-08-23

李珍(1983—),女,甘肅玉門人,碩士,工程師,從事氣象信息業(yè)務(wù)。