采集廖

摘 要：隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，交換機(jī)作為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中的一個(gè)重要節(jié)點(diǎn)設(shè)備，它的地位在整個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中顯得越來(lái)越重要。交換機(jī)是網(wǎng)絡(luò)鏈接的重要樞紐，其信息采集關(guān)系網(wǎng)絡(luò)鏈接運(yùn)行狀況，其重要性自然是不言而喻的。文章主要是對(duì)交換機(jī)工作原理、交換機(jī)封包轉(zhuǎn)發(fā)、交換機(jī)信息采集等技術(shù)進(jìn)行探討，希望對(duì)企業(yè)局計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)節(jié)點(diǎn)的安全平穩(wěn)運(yùn)行提供有效幫助。

關(guān)鍵詞：封包；數(shù)據(jù)；流量

中圖分類號(hào)：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2015）17-0066-01

1 交換機(jī)的重要作用

在企業(yè)局域網(wǎng)中，網(wǎng)絡(luò)鏈接的核心就是交換機(jī)。交換機(jī)屬于網(wǎng)絡(luò)運(yùn)轉(zhuǎn)樞紐，直接影響到連接到它上面的電腦上網(wǎng)。如果交換機(jī)出現(xiàn)運(yùn)行問(wèn)題，輕則導(dǎo)致電腦上網(wǎng)緩慢，嚴(yán)重的話則會(huì)出現(xiàn)斷網(wǎng)現(xiàn)象。我們利用技術(shù)手段對(duì)交換機(jī)端口數(shù)據(jù)流量信息進(jìn)行采集、分析、控制，可以有效保證交換機(jī)和網(wǎng)絡(luò)鏈接的正常運(yùn)行。

網(wǎng)絡(luò)中對(duì)流量進(jìn)行有效的控制，能夠保證網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的穩(wěn)定性。為此，選擇性能優(yōu)越、質(zhì)量上乘的交換機(jī)組成完善的網(wǎng)絡(luò)鏈接體系，就顯得至關(guān)重要了。當(dāng)然，無(wú)論交換機(jī)質(zhì)量有多么過(guò)硬，如果網(wǎng)絡(luò)管理員平時(shí)疏于管理維護(hù)，也會(huì)讓局域網(wǎng)出現(xiàn)一些技術(shù)問(wèn)題，甚至是嚴(yán)重的機(jī)械故障，影響整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。因此，網(wǎng)絡(luò)管理員要注意提升網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)管理維護(hù)水平，充分認(rèn)識(shí)到交換機(jī)管理維護(hù)的重要性，及時(shí)妥善地進(jìn)行技術(shù)維護(hù)，確保交換機(jī)的健康運(yùn)行。

2 交換機(jī)的工作原理

交換技術(shù)是數(shù)據(jù)鏈的重要環(huán)節(jié)，處于OSI七層網(wǎng)絡(luò)模型中的第二層。在這個(gè)數(shù)據(jù)鏈接過(guò)程中，交換機(jī)要實(shí)時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)鏈路層操作。在網(wǎng)絡(luò)信息傳遞正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，交換機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)報(bào)文的轉(zhuǎn)發(fā)是建立在MAC（Media Access Control ）地址之上的。在網(wǎng)絡(luò)鏈接啟動(dòng)后，交換機(jī)不需要知道信源機(jī)和信宿機(jī)地址，只要知道IP 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議用戶的物理地址（MAC），就可以進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的封包轉(zhuǎn)發(fā)。

交換機(jī)在具體鏈接過(guò)程中，會(huì)持續(xù)進(jìn)行報(bào)文檢測(cè)，并根據(jù)報(bào)文目的源和目的MAC地址來(lái)建立MAC地址表。交換機(jī)在收到具體報(bào)文時(shí)，需要核對(duì)地址表，找到具體數(shù)據(jù)報(bào)文的端口地址，確認(rèn)信息數(shù)據(jù)應(yīng)該從哪個(gè)端口報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)出去。假如交換機(jī)在地址表中找不到相應(yīng)的地址數(shù)據(jù)信息，它會(huì)自動(dòng)將IP報(bào)文廣播出去。

3 交換機(jī)的封包（報(bào)文）轉(zhuǎn)發(fā)

交換機(jī)的報(bào)文（封包）轉(zhuǎn)發(fā)涉及到兩個(gè)關(guān)鍵的線程。

3.1 學(xué)習(xí)線程

學(xué)習(xí)線程包括眾多操作步驟，根據(jù)其操作運(yùn)行特征，可以歸結(jié)為三個(gè)主要操作環(huán)節(jié)。

①網(wǎng)絡(luò)信息正常傳遞時(shí)，交換機(jī)將端口接收的數(shù)據(jù)幀進(jìn)行分類，并根據(jù)接收數(shù)據(jù)幀的源地址建立MAC地址表，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的初步操作處理。

②交換機(jī)在具體操作中，如果發(fā)現(xiàn)接收到的報(bào)文數(shù)據(jù)源地址和報(bào)文中的源地址出現(xiàn)偏差，交換機(jī)會(huì)進(jìn)行自行移動(dòng)，將MAC地址學(xué)習(xí)到新的端口，確保數(shù)據(jù)報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)的正常運(yùn)行。

③交換機(jī)在實(shí)際工作中，如果長(zhǎng)時(shí)間收不到主機(jī)發(fā)出的報(bào)文數(shù)據(jù)信息，交換機(jī)會(huì)自動(dòng)刪除該主機(jī)的MAC地址，如果該主機(jī)繼續(xù)報(bào)文，交換機(jī)又會(huì)自動(dòng)學(xué)習(xí)MAC地址到新的端口。

3.2 報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)線程

交換機(jī)在報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)操作中，會(huì)根據(jù)報(bào)文數(shù)據(jù)源MAC地址表進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。如果交換機(jī)發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)報(bào)文數(shù)據(jù)源MAC地址存在于地址表中，會(huì)自動(dòng)進(jìn)行鏈接轉(zhuǎn)發(fā)報(bào)文信息；如果在MAC地址表中找不到相應(yīng)的報(bào)文數(shù)據(jù)源地址，則會(huì)向所有端口發(fā)出廣播。

另外，假如交換機(jī)接收到的報(bào)文中源MAC地址和目的MAC地址相同，就會(huì)做出丟棄該報(bào)文的決定，然后交換機(jī)會(huì)向所有端口發(fā)送該報(bào)文數(shù)據(jù)信息進(jìn)行廣播。

4 交換機(jī)如何進(jìn)行信息采集

4.1 準(zhǔn)備工具

Sniffer軟件是一款數(shù)據(jù)處理輔助工具，由于相關(guān)數(shù)據(jù)涉及用戶的賬號(hào)和密碼等隱私，在具體操作使用時(shí)要遵循相關(guān)技術(shù)規(guī)范要求。這款數(shù)據(jù)處理軟件也可以作為網(wǎng)絡(luò)報(bào)文的設(shè)備來(lái)使用。Sniffer軟件在交換機(jī)網(wǎng)絡(luò)鏈接中的使用頻率很高，其作用也不容忽視，不僅能夠?qū)蛻糍~戶密碼等信息數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)處理，還能夠利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)接口截獲目的地?cái)?shù)據(jù)信息，為其他計(jì)算機(jī)報(bào)文提供有效的服務(wù)。

4.2 工作步驟

對(duì)一臺(tái)交換的端口實(shí)施端口鏡像：通過(guò)配置交換機(jī)來(lái)把一個(gè)或多個(gè)端口（VLAN）的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到某一個(gè)端口來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)聽，是網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議的一種方式。交換機(jī)對(duì)進(jìn)出網(wǎng)絡(luò)接口的所有數(shù)據(jù)信息進(jìn)行處理，也能夠?yàn)楸O(jiān)控軟件管理設(shè)備提供數(shù)據(jù)支持?？梢詫⒛骋粋€(gè)端口接收的數(shù)據(jù)信息報(bào)文源數(shù)據(jù)幀復(fù)制到另一個(gè)端口，這個(gè)被復(fù)制的端口就是鏡像端口，接收復(fù)制的端口則被稱為鏡像目的端口，而且Sniffer監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)包能夠快速啟動(dòng)監(jiān)控功能。

4.3 抓包后交換機(jī)的交換方式

交換機(jī)通過(guò)以下方式進(jìn)行交換：

交換機(jī)抓包后需要進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，首先是數(shù)據(jù)幀交換，這是目前局域網(wǎng)應(yīng)用最為廣泛的交換技術(shù)，主要是通過(guò)媒介進(jìn)行微分段，并進(jìn)行數(shù)據(jù)幀信息進(jìn)行媒介傳送，盡量減少域沖突，這樣才能獲得較高的寬帶數(shù)據(jù)運(yùn)行。

4.4 解決方案

很顯然，由交換機(jī)的工作方式可以看出，出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)“頂死”基本都是由上網(wǎng)用戶沒有節(jié)制的消耗寬帶資源引起的。要解決這個(gè)問(wèn)題，需要從以下幾個(gè)方面展開：

方案一：擴(kuò)大訪問(wèn)Internet網(wǎng)絡(luò)的出口，達(dá)到提升網(wǎng)速的目的，這個(gè)舉措帶有客觀限制的困難。

方案二：限制每個(gè)用戶上網(wǎng)訪問(wèn)端口數(shù)理信息流量，雖然上網(wǎng)出口寬帶大小不變，但只要有效控制用戶上網(wǎng)端口信息流量，也可以保證寬帶資源的正常運(yùn)行。因此，要想利用擴(kuò)大上網(wǎng)出口寬帶流量大小來(lái)保證交換機(jī)不出現(xiàn)堵死的故障，還需要運(yùn)營(yíng)上支付較高的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行成本。

方案三：利用交換機(jī)特有的網(wǎng)絡(luò)管理功能，對(duì)上網(wǎng)用戶上網(wǎng)交換端口出入速度進(jìn)行控制。不管用戶IP地址是不是變化，只要用戶上網(wǎng)寬帶接入到交換機(jī)限速交換端口上，其網(wǎng)上流量都會(huì)被有效控制在一定范圍之內(nèi)。這樣可以有效解決用戶流量問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)交換機(jī)數(shù)據(jù)控制的合理性。流量控制之后，交換機(jī)受到大流量數(shù)據(jù)包沖擊的可能性大大提升，也為我們提出新的研究課題。

通過(guò)多元比對(duì)，我們可以明顯感覺到，方案一和方案二都難以有效地解決用戶端口數(shù)據(jù)信息報(bào)文過(guò)量的問(wèn)題，自然也無(wú)法避免交換機(jī)出現(xiàn)“堵死”的故障。因此，只有方案三具有一定優(yōu)勢(shì)，首先是不需要額外支付相關(guān)成本，其次是不需要調(diào)整相關(guān)組網(wǎng)結(jié)構(gòu)，確保交換機(jī)控制端口流量不受大容量數(shù)據(jù)信息報(bào)文的沖擊，確保客戶網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的正常穩(wěn)定。

參考文獻(xiàn)：

[1] 戴伊·麥克唐納·魯菲（美）.思科網(wǎng)絡(luò)技術(shù)學(xué)院教程CCNA Exploration[M].北京：人民郵電出版社，2012.

[2] Wendell Odom（美）.北京郵電大學(xué)思科網(wǎng)絡(luò)技術(shù)學(xué)院（譯）.思科網(wǎng)絡(luò)技術(shù)學(xué)院教程CCNA2路由器與路由基礎(chǔ)[M].北京：人民郵電出版社，2009.