山東省電子政務外網(wǎng)是山東省政府信息化建設的重點項目,通過建設統(tǒng)一的廣域網(wǎng)絡平臺,利用MPLS VPN的技術手段可以實現(xiàn)各個政務部門共用同一個廣域網(wǎng)平臺,節(jié)省了大量各部門單獨建設廣域網(wǎng)的重復投資。大量的政務應用在同一個網(wǎng)絡平臺上運行必然帶來一個新的問題,如何實現(xiàn)對各種政務應用的流量監(jiān)控和分析?
目前,絕大多數(shù)廣域網(wǎng)還沒有建設一套能夠滿足網(wǎng)絡及業(yè)務流量分析的系統(tǒng),還只是采用一些通用型的網(wǎng)絡鏈路監(jiān)視軟件,如MRTG,利用SNMP協(xié)議對網(wǎng)絡的重點鏈路和互聯(lián)點進行簡單的端口級流量監(jiān)視和統(tǒng)計;或采用在網(wǎng)絡中部分重點POP點加裝RMON探針的方式,利用RMON I/II協(xié)議對網(wǎng)絡中部分端口進行網(wǎng)絡流量和上層業(yè)務流量的監(jiān)視和采集。上述兩種被普遍采用的網(wǎng)絡流量分析系統(tǒng)都有其顯著的技術局限性:
1)利用SNMP協(xié)議能夠?qū)Ρ槐O(jiān)視的各個網(wǎng)絡端口進出的數(shù)據(jù)包數(shù)和字節(jié)數(shù)進行采集,但采集到的流量信息較為粗糙,不但包括網(wǎng)絡層的業(yè)務流量信息,還包括鏈路層的數(shù)據(jù)幀包頭,Hello數(shù)據(jù)包,出錯后重新傳送的數(shù)據(jù)包等流量信息。而且SNMP協(xié)議還無法區(qū)分網(wǎng)絡層數(shù)據(jù)流量中各種不同類型業(yè)務在總流量中的分布狀況,也無法對進出的流量進行流向分析。
2)利用RMON協(xié)議對網(wǎng)絡進行流量和流向管理可以部分彌補SNMP協(xié)議的技術局限性,如可以對業(yè)務流量進行統(tǒng)計,但同時也暴露出新的技術局限性。首先,由于RMON協(xié)議需要對網(wǎng)絡上傳送的每個數(shù)據(jù)幀進行采集和分析,會耗用大量的CPU資源因而不可能由網(wǎng)絡設備本身實現(xiàn),需要額外購買和安裝內(nèi)置式或外置式的RMON探針。市場上現(xiàn)有的RMON探針處理能力有限,還不能支持監(jiān)控端口速率超過1Gbps的網(wǎng)絡端口。其次,因為RMON探針為硬件設備,價格較貴,所以不可能為每臺網(wǎng)絡設備都配備。由于RMON探針,特別是內(nèi)置式RMON探針接入網(wǎng)絡后不易變更,所以必然會造成出現(xiàn)異常事件時無法及時對特定的網(wǎng)絡鏈路進行監(jiān)控。最后,由于RMON探針采集到的管理數(shù)據(jù)是由分析每個數(shù)據(jù)包后得到的,數(shù)據(jù)量非常大且分散,協(xié)議缺乏內(nèi)建的數(shù)據(jù)匯總機制,而且還不包括每個數(shù)據(jù)包的BGP AS號或路由Next Hop信息,所以不易對數(shù)據(jù)進行高層次的流向分析。這些因素都會阻礙利用RMON協(xié)議對大型網(wǎng)絡進行流量和流向分析的有效性。
為了解決以上兩種方式的問題,華為3com公司提供網(wǎng)絡流量和流向分析解決方案NTA(Network Traffic Analysis)。NTA解決方案就好像在網(wǎng)絡中安裝了一只精確的水表,能夠量化網(wǎng)絡流量并對其流量進行詳細統(tǒng)計分析。
Network Traffic Analysis解決方案包括:網(wǎng)流采樣設備NTE(NetTraffic Exporter)、網(wǎng)流采集設備NTC(NetTraffic Collector)、數(shù)據(jù)分析處理設備NTP(NetTraffic Processor),三個設備之間的關系如下圖所示:
NTE負責流量的采集和發(fā)送,NTC設備負責收集和存儲NTE發(fā)來的流量統(tǒng)計數(shù)據(jù)信息;NTP從數(shù)據(jù)庫中獲取收集到的數(shù)據(jù),經(jīng)分析加工后以直觀的圖表、報表等方式為網(wǎng)絡規(guī)劃、網(wǎng)絡優(yōu)化、網(wǎng)絡監(jiān)控、應用監(jiān)控等提供直接的數(shù)據(jù)依據(jù)。
1)NetTraffic Exporter
提供對設備各個端口進出的網(wǎng)絡報文進行流分類統(tǒng)計,然后打包輸出。在山東省電子政務外網(wǎng)中通過在核心路由器部署專用的硬件板件實現(xiàn)。
2)NetTraffic Collector
NTC可以采集多個NTE設備輸出的數(shù)據(jù),對數(shù)據(jù)進行過濾和聚合,并將數(shù)據(jù)存儲在數(shù)據(jù)庫中供分析處理。
3)NetTraffic Processor
NTP是一個網(wǎng)絡流量的分析工具,對采集來的流量數(shù)據(jù),根據(jù)不用的應用進行詳細的分析處理。使用SQL數(shù)據(jù)庫為中心的分布式數(shù)據(jù)集中和分析的方法,可以獲得更好的分析樣本以及統(tǒng)計粒度。為便于網(wǎng)絡管理人員的操作,采用基于Web的直觀的、圖形化的管理界面,所有數(shù)據(jù)輸出都以腳本語言(XML)的形式,直接在Web頁面中顯示。
網(wǎng)絡水表到底能給用戶提供哪些幫助呢?
優(yōu)化網(wǎng)絡和常規(guī)流量
通過網(wǎng)絡水表,可以統(tǒng)計網(wǎng)絡流量總數(shù),分析流量的分布,便于網(wǎng)絡管理員掌握網(wǎng)絡利用狀況,盡早發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的不合理,或是網(wǎng)絡瓶頸,優(yōu)化網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)、設計,制定網(wǎng)絡擴容規(guī)劃,以有力的數(shù)據(jù)實現(xiàn)以最小網(wǎng)絡管理成本達到最佳的網(wǎng)絡性能和服務。同時,根據(jù)較長一段時間內(nèi)的這些統(tǒng)計數(shù)據(jù),就可以建立網(wǎng)絡常規(guī)流量特征模型,然后可以根據(jù)這些特征值調(diào)整網(wǎng)絡的QoS或安全策略,使網(wǎng)絡帶寬分配最優(yōu)化,網(wǎng)絡風險降到最低。
2)廣域網(wǎng)流量監(jiān)控和分析
對于山東省電子政務外網(wǎng)來說,廣域網(wǎng)帶寬是比較有限的,如果廣域網(wǎng)鏈路的流量增大,就必須投資升級廣域網(wǎng)鏈路,因此有必要監(jiān)控廣域網(wǎng)流量,掌握廣域網(wǎng)流量特征,從而制定相應的策略(比如QoS和針對源或目的IP地址作流限制),使廣域網(wǎng)帶寬得到最合理最充分的使用,避免進行不必要的升級投資。
業(yè)務應用/服務質(zhì)量監(jiān)控
通過網(wǎng)絡水表可以獲得詳細的網(wǎng)絡應用信息。例如,網(wǎng)絡管理員可以查看Web、文件傳輸協(xié)議(FTP)、Telnet和其它著名的TCP/IP應用所占通信量的百分比,保證那些重要的業(yè)務數(shù)據(jù)流量優(yōu)先通過。
山東省電子政務外網(wǎng)通過部署NTA(網(wǎng)絡水表)解決方案真正做到了量化網(wǎng)絡流量,并能夠?qū)崿F(xiàn)多種精確的統(tǒng)計和分析,給網(wǎng)絡的管理帶來了質(zhì)的飛躍。