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        IP網(wǎng)絡流量統(tǒng)計與分析的實現(xiàn)方式

        2018-04-09 11:22:40彭錦
        電子技術與軟件工程 2018年5期
        關鍵詞:網(wǎng)絡流量

        摘 要 網(wǎng)絡流量的統(tǒng)計與分析技術在企業(yè)網(wǎng)絡故障的排除過程中是解決問題的開始,通過分析網(wǎng)絡中的數(shù)據(jù)流量和網(wǎng)絡協(xié)議的分布情況來分析故障的原因,為后續(xù)決策提供依據(jù)。本文主要探討了網(wǎng)絡流量統(tǒng)計與分析的對解決網(wǎng)絡故障的重要性及其實現(xiàn)的幾種方式。

        【關鍵詞】網(wǎng)絡流量 流量統(tǒng)計 流量分析 Sniffer NetFlow

        隨著互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務的飛速發(fā)展,企業(yè)網(wǎng)絡面臨著各種各樣的威脅,企業(yè)的網(wǎng)絡性能也隨著用戶的行為和應用的多樣化變得難以控制,這使得網(wǎng)管理員頭痛不已。這時候?qū)ζ髽I(yè)的網(wǎng)絡進行流量統(tǒng)計與分析就顯得尤為重要,通過分析網(wǎng)絡管理員能夠了解網(wǎng)絡協(xié)議流量分布情況,了解應用運行的訪問量、響應等數(shù)據(jù),對用戶的異常網(wǎng)絡行為如違規(guī)流量、攻擊流量能夠快速發(fā)現(xiàn),為制定企業(yè)網(wǎng)絡的安全策略、進行流整形提供依據(jù),進而解決企業(yè)網(wǎng)絡緩慢的現(xiàn)象?,F(xiàn)在的網(wǎng)絡流量統(tǒng)計與分析技術有基于網(wǎng)絡原始流量的統(tǒng)計與分析、基于網(wǎng)絡采樣數(shù)據(jù)的統(tǒng)計與分析和基于干路中橋接設備的流量統(tǒng)計與分析等方式,這幾種方式的實現(xiàn)有采用Sniffer軟件、采用cisco網(wǎng)絡設備內(nèi)置的NetFlow功能和在出口網(wǎng)路上橋接流量監(jiān)控設備等方式來實現(xiàn)統(tǒng)計與分析網(wǎng)絡流量。

        1 基于網(wǎng)絡原始流量的統(tǒng)計與分析

        1.1 Sniffer技術

        Sniffer軟件就是基于網(wǎng)絡原始流量統(tǒng)計分析的一種技術,其原理是通過網(wǎng)絡設備的端口鏡像技術,實現(xiàn)采集網(wǎng)絡流量進行統(tǒng)計與分析。采用這種技術方式的好處是完全獲取了網(wǎng)絡的所有流量,其中包括了豐富的應用層信息,網(wǎng)絡管理員可以對其進行深度分析,甚至是用戶使用的搜索關鍵字都可以進行分析,這種方式實施最為簡單,幾乎不會對網(wǎng)絡中數(shù)據(jù)的傳輸產(chǎn)生額外的延時,但是因為使用基于網(wǎng)絡原始流量分析,需要收集所有數(shù)據(jù)幀,所以弊端就是數(shù)據(jù)量過于龐大,分析端的負載重,數(shù)據(jù)處理的工作任務繁重。

        1.2 Sniffer技術的實現(xiàn)

        Sniffer技術的實現(xiàn),首先要在交換機上配置端口鏡像的功能,將網(wǎng)絡主干的鏈路接口鏡像到另一個接口上做統(tǒng)計與分析,配置如下:

        S1(config)#monitor session 1 source interface fastEthernet 0/1

        S1(config)#monitor session 1 destination interface fastEthernet 0/4

        然后將裝有Sniffer的協(xié)議分析平臺接入到鏡像接口上,并啟動Sniffer軟件就可以對網(wǎng)絡的整體流量做完整的統(tǒng)計與分析了。

        2 基于網(wǎng)絡采樣數(shù)據(jù)的統(tǒng)計與分析

        2.1 NetFlow技術

        NetFlow是Cisco公司提出的一種數(shù)據(jù)交換標準,在實際應用中都進行采樣的統(tǒng)計方式。其原理是開啟路由器和交換機中的NetFlow功能,動態(tài)地收集經(jīng)過路由器的流的信息記錄到設備的高速緩存中,再將滿足規(guī)則的流記錄上報到外部的收集平臺來進行分析。這樣做更有助于網(wǎng)絡管理員監(jiān)控網(wǎng)絡流量,識別具體流量類型、統(tǒng)計會話數(shù)并進行網(wǎng)絡流量的整形控制。NetFlow的優(yōu)點是在數(shù)據(jù)交換的同時對數(shù)據(jù)流信息進行統(tǒng)計,有著速度快、方便、高效的優(yōu)點,現(xiàn)在被很多的商家廣泛的使用,但它也有一定的弊端,如網(wǎng)絡設備要能夠支持NetFlow,另外還需要購置NetFlow的采集軟件,這對于資金不是很充足的企業(yè)客戶無疑是一筆額外的支出。

        2.2 NetFlow技術實現(xiàn)

        一個NetFlow流量統(tǒng)計與分析平臺包括3個主要的部份:探測器、采集器和報告系統(tǒng)。探測器的作用是監(jiān)聽網(wǎng)絡數(shù)據(jù)的,采集器是用來收集探測器傳來的數(shù)據(jù)的,報告系統(tǒng)是用來從采集器收集到的數(shù)據(jù)中產(chǎn)生易讀懂的報告。

        NetFlow技術的實現(xiàn)首先需要配置設備有一個統(tǒng)一的時鐘源,以保證NetFlow的收集平臺顯示數(shù)據(jù)流量的時候提供正確的采集時間,配置命令如下:

        R1#clock set 23:00:00 6 mar 2015 //設置時間

        R1(config)#ntp master //設置R1作為時鐘源

        R1(config)#ntp e1/0 //設置時鐘消息更新源接口

        第二步、其它的網(wǎng)絡設備需要利用ntp server 命令來獲得時鐘來源

        R2(config)#ntp server 192.168.0.1 //192.168.0.1指的是時鐘源的路由器接口IP

        第三步、在連接路由器R2要啟動NetFlow功能,以IP地址192.168.5.100為例,指令ip flow-export destination 192.168.5.100 9996指示NetFlow探測器要將收集到的流量發(fā)送到192.168.5.100,使用9996號端口進行發(fā)送。

        R2(config)#ip flow-export destination 192.168.5.100 9996

        R2(config)#ip flow-export version 5 //指定開啟NetFlow的版本

        R2(config)#interface e1/0 //指定接口

        R2(config-if)ip flow ingress //對進入流量進行采集

        R2(config-if)ip flow egress //對出站流量進行采集

        第四步:在192.168.5.100的主機上安裝NetFlow集中采集平臺,最后在IE瀏覽器輸入IP地址192.168.5.100:8080來登陸,在平臺中進行流量的統(tǒng)計與分析。

        3 基于干路中橋接設備的流量統(tǒng)計與分析

        3.1 以DPI技術為核心的流量統(tǒng)計與分析

        基于干路中橋接設備的流量統(tǒng)計與分析方法的原理是采用的是以DPI(Deep packet inspection,深度數(shù)據(jù)包檢測)為核心的一種技術。DPI是一種基于應用層的流量檢測和控制技術,DPI 技術在分析包頭的基礎上,增加了對應用層的分析,當TCP 、IP 數(shù)據(jù)包或UDP 數(shù)據(jù)流經(jīng)過基于DPI 技術的網(wǎng)絡設備時,DPI 引擎通過深入讀取IP 包載荷的內(nèi)容來對OSI 7 層中的應用層信息進行重組,從而識別出IP 包的應用層協(xié)議。

        基于DPI技術的流量統(tǒng)計與分析方法需要維護一個應用特征碼數(shù)據(jù)庫,當網(wǎng)絡流量經(jīng)過DPI技術的檢測設備時,通過將解包后的應用信息與后臺特征碼數(shù)據(jù)庫進行比對來確定應用類型;它像防病毒軟件一樣,應用特征碼數(shù)據(jù)庫也要更新才能具有對新型應用的識別和控制能力。它的優(yōu)點是對數(shù)據(jù)的捕獲能力強并具有強大的控制能力,可以捕獲不同網(wǎng)段的數(shù)據(jù),不需要主干交換設備支持,但是它對設備的處理能力要求高,容易造成網(wǎng)絡瓶頸,價格昂貴。

        3.2 基于干路中橋接設備技術實現(xiàn)

        干路橋接設備通過是以透明網(wǎng)橋方式部署在企業(yè)網(wǎng)絡的出口線路上,對線路上的進出流量進行統(tǒng)計、分析,同時還可以根據(jù)網(wǎng)絡管理員制定的策略、規(guī)則進行流量整形。

        4 結(jié)束語

        無論是網(wǎng)絡原始數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析、采樣數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析還是DPI技術為核心的流量統(tǒng)計分析,都可以為網(wǎng)絡和應用問題分析提供數(shù)據(jù)包級別的分析能力,NetFlow和Sniffer都采用軟件來實現(xiàn),因此成本低,但有漏捕的可能;基于干路橋接設備的DPI技術,應用識別率高,捕獲數(shù)據(jù)全并且有強大的控制能力,但是設備的處理能力要求高,設備串聯(lián)在網(wǎng)絡的出口鏈路上成為網(wǎng)絡瓶頸的可能性較大,設備也比較昂貴。企業(yè)的網(wǎng)絡管理人員可以根據(jù)企業(yè)的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)與環(huán)境的不同,選擇不同的方法進行網(wǎng)絡流量的統(tǒng)計與分析。

        參考文獻

        [1]張婧婧,陳福文.互聯(lián)網(wǎng)流量分析技術及部署方案[J].情報理論與實踐,2013,10(19):71-75.

        [2]董暉.使用Netflow進行網(wǎng)絡流量監(jiān)管[J].計算機與網(wǎng)絡,2007,06(11):38-39.

        [3]孫蕊.一個面向IPv6的流量監(jiān)測原型系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[D].東北大學,2010.

        作者簡介

        彭錦(1982-),男,廣東省惠州市人。大學本科學歷。講師。研究方向為網(wǎng)絡信息安全。

        作者單位

        廣東省技師學院 廣東省惠州市 516100

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