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周昌令:IPv6的环境慢慢成熟 流量管理需要先行
http://www.edu.cn   2009-07-31 中国教育和科研计算机网 作者:周昌令

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  流量监测的重要方法之一是导出网络流(flow)数据。与SNMP采集接口流量不同,流数据包含了更详细的信息,如源地址、目的地址、协议类型、端口等;它又与对网络接口进行抓包有所不同,抓包工具如tcpdump、sniffer等取到的是所有的报文内容,数据量庞大、包含用户隐私等,并不适用于大规模的网络监测。流数据导出基本上仅包含了报文头部的信息,数据量较小,适于长期采集和分析。对流数据采集的常用方法是通过网络设备导出,如Cisco的NetFlow、Foundry的sFlow等。不过,要对IPv6的流信息导出,常用的NetFlow v5版本是不支持的。由于IPv4和IPv6报文结构的变化,流信息输出的内容和格式发生了很大的改变。IETF推荐使用IPFIX(IP Flow Information eXport)标准进行流数据导出。这个标准的前身就是Cisco的NetFlow v9,一种采用模板技术来支持各种流量信息导出的技术。另外由于导出格式上的变化,对IPv6流信息的采集和分析方法也必须相应发生变化。

  种种变化导致IPv6下的流量管理有其独有特点。北京大学目前对IPv6的流量导出采用的是NetFlow v9版本。Cisco的7600系列要支持IPv6的导出需要IOS的版本高于12.2(33)SRB,其基本配置命令如下:


  流量的采集上,有较多的工具可以选择。一些商业的流量采集和分析软件如Cisco NFC,Arbor Peakflow Traffic,ManageEngine NetFlow Analyzer,Inveatech FlowMon等提供了多样的采集手段和丰富的功能。一些开源的流量采集和分析工具也为流量采集和分析提供了很好的平台,表1是我试用过的一些开源的流量采集和分析的工具。这些工具各有特点,如Flow-tools,由于其性能和扩展性的原因,尤其是有类似FlowScan这样的工具的支持,使得它在IPv4流量的分析时颇受欢迎,不过目前的版本尚不支持IPv6;Stager具有丰富的报表功能、良好的用户界面,流量分析结果的展示具有很好的效果;ntop则是提供了多种流量采集的途径,包括直接对端口抓包分析等,通过插件的方式来实现不同的采集模块的融合,其展示效果也很不错;SilkTools类似于Flow-tools,是由多个命令行工具组成工具集,目前该工具集已成为CERT网络态势感知系统[3]的重要组成部分,具有很好的发展前景。在Sourceforge[4]上搜索NetFlow将会出现很多有关流量采集和分析的开源工具。总的来说,这些开源工具大多还不太成熟,尤其是对IPv6的采集和分析功能上。在分析方法和算法上,特别是在对IPv6独有的安全和异常事件挖掘的方法上,目前还没有很好的方法出现,属于值得发掘的研究领域。

 

表1  部分开源的流量采集和分析工具

  同时,流量的采集方法和技术上也还在不断的发展中。例如怎样选择合适的报文内容去分析网络的运行状况,尤其是进行安全分析和异常发现,有研究者[5]就提出了利用一些特定的域信息去发现IPv6环境下的异常事件。这些域包括ICMP v6信息、EH扩展头信息、IPv6-in-IPv6隧道信息(MIPv6)等。这在IPFIX协议中原则上是可以通过定义模板来实现的。而像Cisco的NetFlow v9这样的私有协议并不支持灵活模板定制,不过Cisco在其IOS 12.4(20)T版本提供一种称为Flexible NetFlow(FNF)的技术[6],增强了模板的定制功能。另外,一些厂商也提供硬件设备导出流信息,如NetScout的nGenius提供硬件探针来采集流信息。网络设备厂商如Juniper提供JFlow技术、华为提供NetStream技术等也可以输出流信息。在没有这些硬件支持的情况下,使用nProbe或YAF等开源软件工具将抓包的报文生成流信息再输出也是不错的选择。另外CESNET还提供了设计NetFlow硬件探针方法的资料[7]。

  最后,总结一下,流量的采集和分析是网络管理的重要手段,在IPv6环境下进行流量采集和分析将面临一些新的问题和挑战。面对不断增长的IPv6网络规模和网络应用,部署和实施针对IPv6环境的流量分析功能是必需而迫切的,既是挑战也是机遇。
  (作者单位为北京大学计算中心)

  来源:《中国教育网络》2009年4月刊

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