网络流量监控分析范文

导语：如何才能写好一篇网络流量监控分析，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公文云整理的十篇范文，供你借鉴。

篇1

互联网迅速发展的同时，网络安全问题日益成为人们关注的焦点，病毒、恶意攻击、非法访问等都容易影响网络的正常运行，多种网络防御技术被综合应用到网络安全管理体系中，流量监控系统便是其中一种分析网络状况的有效方法，它从数据包流量分析角度，通过实时地收集和监视网络数据包信息，来检查是否有违反安全策略的行为和网络工作异常的迹象。

在研究网络数据包捕获、 TCP/IP原理的基础上，采用面向对象的方法进行了需求分析与功能设计。该系统在VisualC++6.0环境下进行开发，综合采用了Socket-Raw、注册表编程和IP助手API等VC编程技术，在系统需求分析的基础上，对主要功能的实现方案和技术细节进行了详细分析与设计，并通过测试，最终实现了数据包捕获、流量监视与统计主要功能，达到了预定要求，为网络管理员了解网络运行状态提供了参考。

关键词：网络管理；数据采集；流量统计；Winsock2

1 引言

1.1 课题背景

随着构建网络基础技术和网络应用的迅速发展以及用户对网络性能要求的提高，使得网络管理成为迫切需要解决的问题，有效的网络管理能够保证网络的稳定运行和持续发展，更重要的是，随着网络规模的扩大和黑客技术的发展，入侵和攻击的案例日益增多，对稳定的网络服务、信息安全、互联网秩序都提出了严峻的挑战，网络安全管理在整个网络管理系统里扮演起更为重要的角色。

1.2 网络安全管理的现状与需求

目前，在网络应用不断深入和技术频繁升级的同时，非法访问、恶意攻击等安全威胁也在不断推陈出新，愈演愈烈。防火墙、VPN、IDS、防病毒、身份认证、数据加密、安全审计等安全防护和管理系统在网络中得到了广泛应用。从网络安全专业管理人员的角度来说，最直接的需求就是根据分类在统一的界面中监视网络中各种运行性能状态，获取相关数据信息、日志信息和报警信息等，并进行分类汇总、分析和审计；同时完成攻击事件报警、响应等功能。因此，用户的网络管理需要不断健全整体网络安全管理解决方案，从统一安全管理平台总体调控配置到多层面、分布式的安全系统，实现对各种网络安全资源的集中监控、策略管理、审计及多种安全功能模块之间的互动，从而有效简化网络安全管理工作，提升网络的安全水平和可用性、可控制性、可管理性。

1.3 网络流量监控的引入

网络安全管理体系中，流量监控和统计分析是整个管理的基础。

流量检测主要目的是通过对网络数据进行实时连续的采集监测网络流量，对获得的流量数据进行统计计算，从而得到网络主要成分的性能指标。网络管理员根据流量数据就可以对网络主要成分进行性能分析管理，发现性能变化趋势，并分析出影响网络性能的因素及问题所在。此外，在网络流量异常的情况下，通过扩展的流量检测报警系统还可以向管理人员报警，及时发现故障加以处理。在网络流量检测的基础上，管理员还可对感兴趣的网络管理对象设置审查值范围及配置网络性能对象，监控实时轮询网络获取定义对象的当前值，若超出审查值的正常预定值则报警，协助管理员发现网络瓶颈，这样就能实现一定程度上的故障管理。而网络流量检测本身也涉及到安全管理方面的内容。

由此可见，对于一个有效的网络安全管理系统来说，功能的实现都或多或少的依赖于流量信息的获取。因此网络流量信息的采集可以说是网络安全管理系统得以实现的核心基石。它的应用可以在一定程度上检测到入侵攻击，可以有效地帮助管理人员进行网络性能管理，并利用报警机制协助网管人员采取对应的安全策略与防护措施，从而减少入侵攻击所造成的损失。

1.4 本文的目的与任务

该网络流量监控及分析工具主要用途是通过实时连续地采集网络数据并对其进行统计，得到主要成分性能指标，结合网络流量的理论，通过统计出的性能指数观察网络状态，分析出网络变化趋势，找出影响网络性能的因素。

本设计题目是教师自拟项目，前期任务主要是设计并完成系统的初步框架，实现网络数据的捕获，并解决相应问题，后期主要是通过一些API函数完成对各类数据信息的统计。

本系统实现以下功能：

（1）采用Winsock编写原始套接字Socket-Raw对数据包进行采集捕获，并可实现分类及自定义范围进行捕获；

（2）对捕获的数据包进行一定的解析；

（3）访问操作系统提供的网络性能参数接口，得到网卡总流量、输入流量和输出流量；

（4）系统提供了多种方式显示结果，如曲线图、列表等；

（5）使用IP帮助API获取网络统计信息；

（6）实现对部分常见威胁的预警，可继续开发扩展其报警功能。

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【关键词】网络流量；监测；电力

1.引 言

随着电力行业的改革深入，行业竞争的日益激烈，如何在最短的时间里，以最好的服务质量、最低的服务成本提供给用户服务是电力行业企业信息化要实现的目标。在面对当前业务飞速发展、新服务不断出现和客户需求日益提高的情况下，网络系统的运维管理面临着很大的挑战：业务子系统复杂，故障查找难度大，网络时而缓慢，对网络业务的可视性、可控性降低。因此，建立一个网络流量分析系统十分重要【1】。

随着电力企业信息化的不断深入发展,信息化网络的规模越来越大, 网络应用也越来越广泛，对网络带宽资源、业务流量、用户访问量等方面都缺乏可见性和可控性。为了更好地管理网络运行状态,提高公司信息化网络的业务管理效率，降低运营成本，需要对信息网络从“流量”这个根本因素出发,进行精细化的监控管理。为整个网络的高效运行维护提供一个高可用性的管理平台，加强信息网络的业务优势，提高员工使用的满意度，本文就信息网络流量监测系统在电力企业的应用进行探讨。

2.网络流量监测系统在电力行业中的使用背景

2.1 使用网络流量监测系统的必要性

随着信息化技术在电力行业IT网络系统中的广泛运用，大量的网络流量产生，如何对网络流量进行有效管理，保障关键业务的正常运行，提高网络传输效率、可靠性、稳定性，以及安全性等，对电力企业整个计算机信息网络的IT环境健康、和谐的运营是至关重要的。

对电力网络进行全网流量流向分析，多维度地展现业务流量分布情况和网络带宽资源的使用情况，了解网络不同属性流量分布，预测流量变化趋势，找出网络瓶颈，为网络规划、优化调整提供基础依据；对网络应用进行深入分析，可以清晰地掌握网络的应用行为，为设计实施更好的用户服务及产品提供了可靠的基层数据【2】。

网络流量监测系统可以提供基于电力行业业务应用（包括ERP、售电、生产管理、协同办公、邮件等系统的应用流量、SCADM/EMS、DTS、DMIS等电力调度系统的应用流量、基于SG186系统及其各关键业务子系统的应用流量）的分析；提供基于电力网络的用户分析；提供基于电力网络的访问行为分析；以及提供基于电力网络的异常流量监控分析。

2.2 网络流量监测系统的目标

电力企业信息网中部署流量监测分析管理系统，通过全网流量实时监测，对网络设备性能状态、吞吐量、带宽资源利用率、异常流量监控预警、业务应用流向分布等进行精细化的运维管理；提供全面的网络流量可视化、量化的运行数据报告；提供网络异常流量的监控分析，减少网络故障诊断、异常侦测分析的难度和时间；优化网络，减少因网络拥塞或异常而发生的延迟、中断，保障网络的运行效率。整体地提高信息网络的可靠性和可用性。

通过使用网络流量监测系统掌握网络流量的特性、了解用户的网络行为；透视网络流量状态，分析用户行为；量化网络承载能力，为网络服务优化提供辅助决策依据；检测分析异常流量，提升网络服务安全性。

使用流量分析管理系统，可以实现基于业务的流量流向和流量成分的分析性能，分析总体业务发展趋势和访问行为，为网络瓶颈排除和性能优化提供依据；可以对网络资源的使用情况进行精细化管理，避免因为资源使用过度或使用状况不明所导致的网络服务质量下降；可以实现性能统计和性能趋势分析，提供灵活的报表功能，提高网络运行维护水平；可以提供多样的历史资料条件查询和统计分析，便于指导网络的规划和资源优化，为网络业务发展提供数据依据；实现网络的统一调配【3】。可以加强网络的流量安全防范，建立系统化的流量管理体系，提高网络访问质量，增强用户的自御能力。

3.网络流量监测系统的性能

3.1全网流量流向分析

网络流量监测系统采用独立的硬件结构，独自完成流量的采集、过滤、分析和数据的存储。支持基于源IP、目的IP、源端口、目的端口进行详细流量查询；用户可以自定义特定子网范围，进行临时及长期的精确流量监控；通过NetFlow接收网络流量数据，同时结合SNMP协议对网络设备运行提供全面监控、分析；能监测端到端的网络流量；能够看到网络设备接口通断状态。

网络流量监测系统通过对全网流量流向分析，可以同时接受多种网络设备的NetFlow数据，并支持实时转发流量数据，使用者根据要求快速扩展并进行综合性的统计分析；具备流量排序功能，可做流量累积统计或实时流量分析，流量排序支持自动设定，可按时自动生成TOP N排序报表；通过集中分析管理系统对网络中流量情况进行汇总，定义监控对象时，用户可以定义源目的地址，传输协议，源目的端口，源目的AS，路由器物理端口等条件实现全网关联的关联性流量分析，满足对全网流量状况的整体把握。

3.2 异常流量分析

网络流量监测系统对整个网络系统流量进行监控，并能够及时检测到网络中的一些异常流量。如Dos/DDos攻击、蠕虫病毒、冲击波等，对攻击的来源、目的、攻击的类型、攻击的规模、持续的时间、影响的范围进行及时的分析呈现，并支持多种方式告警。

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流量可控

云计算、大数据、虚拟化、移动化的兴起，对于数据中心架构尤其是网络的管理、分析和安全产生了重大影响。用户对于网络效率、安全性和可靠性的追求永无止境，而传统的网络管理和监控方式则有些捉襟见肘。Gigamon的网络流量可视化解决方案采用带外方式，可以在不影响网络本身性能和可靠性的情况下，对流量进行监控。

网络流量的提取、分类、优先级划分等并不容易。传统的流量监控和分析往往要通过大规模添加新的工具和系统，或者变更以太网交换机的用途，或借助镜像端口复制流量，以及通过网络分路器分拆流量等方式实现。上述方式通常只借助一台交换机或一个分路器的有限过滤功能实现，功能和可视化都受到了限制，而且扩展和管理难度大，成本高。

能不能通过一种可靠的一体化的设计方式，冲破传统方式在性能、成本和管理方面的局限性，实现对网络流量的有效监控与管理呢？正是基于这种考虑，Gigamon推出了流量可视化矩阵（Traffic Visibility Fabric），它采用创新的架构，可以全方位实现流量的可视化与控制，提升扩展性和吞吐能力，同时增强网络的可靠性，提高网络效率并简化部署和使用。

统一可视化

在网络由简单的、静态的逐渐向复杂的、动态化的方向发展时，Gigamon流量可视化矩阵的优势就显现出来了，它为网络架构的设计师、管理员提供了全面的流量可视性，在不影响生产网络的性能和稳定性的情况下，可以对通过物理网和虚拟网的流量进行监控。许多大型企业、数据中心和服务供应商都采用了Gigamon流量可视化矩阵。

在可视化矩阵的基础上，Gigamon又进一步提出了统一可视化结构的理念，它可以提供跨平台的流量可视化功能，让用户原有的监测工具，可以监测和分析来自物理网络、虚拟网络或软件定义网络的流量，从而提升网络流量监控的智能化程度。统一可视化结构的好处显而易见：具有智能化的全面可视性，可以对远程站点提供实时、深入的监控；实现集中监控，为多种工具和IT部门提供可视性，从而简化运作；减少远程站点的维护人员和监测工具，节省成本。

精确分发与智能过滤

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结合校园网络实际面临到的问题,我们应借助网络应用层监测技术,使用相关流控设备,做好流量管控,既可让教育公众双网运作顺畅、有限带宽资源得到有效应用,又可提高网络性能。

关键词:DPI;智能流量管理系统;管理策略

Campus Network Application Layer Traffic Monitoring and Flow Control Equipment to Study

TAO Wei-tian

(Network Management Center of Traditional Chinese Medicine in Gansu, Lanzhou 730000, China)

Abstract: With exports of campus network bandwidth increases and new applications development, the traditional port and IP-based traffic management difficult to meet the requirements, and has brought various problems. With quantitative analysis based on network planning and optimization is particularly important and urgent.

With the actual faces to the campus network, we should draw the network application-level monitoring technology, use-related flow control equipment, good flow control, only to allow the smooth operation of the dual network to educate the public, limited bandwidth, the effective application of resources, but also improve the network performance.

Key words: DPI; intelligent traffic management system; management strategy

随着大学校园上网规模的增加,BT、P2P、视频下载等应用风行,尽管已经多次升级线路带宽,却发现上网还是卡,带宽还是不够用。各式病毒攻击也伴随而来,更是恼人的问题。使得校园网流量管理变得异常困难,大量带宽被非核心业务占用,而传统的基于端口和IP的流量管理难以满足要求;面对众多的用户及复杂多元的网络应用,给校园网络管理带来很大的威胁,网络管理人员经常遭遇下列问题:网络占用率较高不能查明原因、带宽不足需优化而缺乏统计数据、网络突然中断不能查明原因等、希望获得详细的网络管理报表用来网络优化或升级需要而没有现成资料。

针对上述校园网络实际面临到的问题,我认为追根究底是要做好流量管控,使用应用层流量分析管理技术和产品,即可实现这方面的管理效果,这就需要做到:1) 了解网络应用流量监测技术;2) 合理的使用流量管理产品。下面,分别就这两方面做以阐述:

1 网络应用流量监测原理及办法

我们知道,传统的流量和带宽管理是基于OSI L2～L4层,通过IP包头的五元组(源地址、目的地址、源端口、目的端口以及协议类型)信息进行分析,通常我们称此为“普通报文检测”。“普通报文检测”仅分析IP包的4层以下的内容,通过端口号来识别应用类型。而当前网络上的一些应用会采用隐藏或假冒端口号的方式躲避检测和监管,造成仿冒合法报文的数据流侵蚀着网络(例如P2P下载软件大多采用动态协商端口机制),此时采用L2～L4层的传统检测方法就无能为力了。

为了识别诸如基于开放端口、随机端口甚至采用加密方式等进行传输的应用类型,网络流量应用识别基本技术DPI、DFI技术应运而生。也有文献称之为业务识别技术。

1.1网络流量应用识别基本技术

1.1.1 DPI

DPI全称为“Deep Packet Inspection”,称为“深度包检测”。DPI技术在分析包头的基础上,增加了对应用层的分析,是一种基于应用层的流量检测和控制技术。当IP数据包、TCP或UDP数据流经过基于DPI技术的流量管理系统时,该系统通过深入读取IP包载荷的内容,来对OSI 7层协议中的应用层信息进行重组,从而得到整个应用程序的内容,然后按照系统定义的管理策略对流量进行整形操作。

DPI技术通常采用如下的数据包分析方法:

传输层端口分析。许多应用使用默认的传输层端口号,例如HTTP协议使用80端口。

特征字匹配分析。一些应用在应用层协议头,或者应用层负荷中的特定位置中包含特征字段,通过特征字段的识别实现数据包检查、监控和分析。

通信交互过程分析。对多个会话的事务交互过程进行监控分析,包括包长度、发送的包数目等,实现对网络业务的检查、监控和分析。

DPI技术是达到应用层流控目标的基本方法,通过DPI技术,把流细分为对应具体的应用流,在分离流量的基础上,定义带宽通道,从而使网络中的流量根据应用各行其道,优化宽带服务,提高网络运行效率和服务品质,保障关键应用,获得更好的用户体验。

DPI实现应用粒度控制的流程是:识别分析控制报告,其中识别准确度是关键,是评估流控产品的重要指标。

1.1.2 DFI

DFI(Deep/Dynamic Flow Inspection,深度/动态流检测)与DPI进行应用层的载荷匹配不同,采用的是一种基于流量行为的应用识别技术,即不同的应用类型体现在会话连接或数据流上的状态各有不同。DFI更关注于网络流量特征的通用性,因此,DFI技术并不对网络流量进行深度的报文检测,而仅通过对网络流量的状态、网络层和传输层信息、业务流持续时间、平均流速率、字节长度分布等参数的统计分析,来获取业务类型、业务状态。

2 网络流量管理产品

2.1 智能管理

早期的网络流量管理方式是在路由器、防火墙或局域网交换机上使用简单的带宽管理或QOS来实现(至今一些单位的简易流控需求仍沿用这种方式),但这种控制方式需要人为干涉,操作复杂,无法做到智能管理,所以不能满足网络管理中复杂策略的精细程度和灵活程度需要。

智能流量管理系统是一款专业的L7应用层流量管理产品,适用于大中型企业、校园网、城域网等流量大、应用复杂的网络化境;通过监控网络流量,分析流量行为,设置流控策略,分时段、按用户、按应用实现流量控制和带宽保障,全面提升带宽利用价值。智能流量管理系统融合了DPI和DFI两种技术,具有四个显著特征。

1) 精确而广泛的应用识别能力:对应用的识别是进行流量控制的基础。智能流量管理系统应用识别库能覆盖各种主流应用,特别是结合国内网络应用的实际情况,提供对迅雷、QQ等本土应用的识别。另外,智能流量管理系统能够对诸如QQ这种具有即时消息、文件传输、音频视频、游戏等多种子协议的网络应用,提供精细化的子应用识别。

2) 优异的产品性能及安全性保障:智能流量管理系统对用户网络中的所有流量进行处理,能够承受巨大的流量压力,特别是在配置复杂策略情况下,不会造成设备性能的下降。另外,设备是以串接方式接入用户网络,具有良好的安全性,在设备出现运行断电或异常情况时,能够保障用户业务的畅通。

3) 强大的控制能力:智能流量管理系统能够根据用户的实际需求,提供强大而完善的控制手段。通过不同时间段、不同用户、不同网络应用、不同控制动作等条件,实现不同情景下的策略配置。我们知道任何网络流量的使用都和人的因素密不可分,智能流量管理系统能够对用户进行灵活的分类管理,从而使控制策略更加符合实际需要。

4) 清晰而全面的信息查询:智能流量管理系统不仅能实现对网络流量的控制,而且能帮助网络管理者对异常问题进行定位,以及通过网络应用现状的分析实现对网络的优化。智能流量管理系统通过柱状图、饼状图、走势图等图表,以及从不同的分析角度,可向用户提供清晰而全面的实时信息查询、历史日志查询、以及自动生成报表等功能。

2.2 国内外产品介绍

国外厂商,以Cisco SCE、Allot、Packteer、Sendvine、 ACENET、Maxnet。产品特性能好,解决方案和产品成熟,均有用户管理系统(可能为动态IP环境中使用,将用户帐号和流量策略结合来控制流量),除ACENET外,其主流产品功能相对单一,但非常专业。

国内厂商中,比较优秀的有畅讯信通的QQSG、南京信风、宽广、华为SIG、金御等,国内产品适合国情,国内应用的识别率相对国外产品高,存在问题是产品性能宣传强,但实际使用,尤其是在策略较多情况下性能差,个别产品有POS接口(适合部分国内运营商),价格较国外厂商有较大优势,功能较多,但在流量管理领域,属于发展期,不够成熟。

2.3 设备的选择

2.3.1 硬件技术

流量管理设备硬件技术主要有三种:Intel X86架构、ASIC技术和NP技术,由于X86架构处理速度相对较慢,单个芯片的可扩展性较差,所以大部分厂家的低端产品采用X86架构,高端产品采用ASIC或NP技术,以适用于不同的网络环境需求。

2.3.2 工作模式

1) 路由模式:通过网关模式串接在用户网络链路中,所有流量都通过网关处理,对内网用户上网行为和数据包实施控制、拦截、流量管理等功能。若将设备作为Internet 出口网关,设备的防火墙功能保障组织网络安全,NAT功能内网用户上网,实现基本的路由功能等。

2) 网桥模式:同样串接在用户网络链路中,如同连接在出口网关和内网交换机之间的“智能网线”,对流经流控设备的所有数据流进行控制、拦截、流量管理等操作。网桥模式主要适用于不希望更改网络结构、路由配置、IP 配置的用户。

3) 旁路模式:即在出换机中配置镜像端口,将流控设备的广域网口同镜像端口相连,实现对内网数据包的监听。

采用旁路模式部署的流控设备,将与交换机的镜像端口相连,部署实施简单,完全不影响原有的网络结构,降低了网络单点故障的发生概率。

2.3.3 性能要求

1) 应用协议的识别与分类(种类和准确性),流控策略的普适性及长效性;

有些通过应用层特征码来控制P2P的流控策略,如果不能及时更新特征码或特征码变得不可知,就可能导致流控失败,一个近期的例子:BT通讯协议加密及迅雷通讯协议发生变化导致专门的P2P流控设备失效。好的流控设备不依赖于应用的特征码,因此可以经得起时间及应用软件协议变化的考验。

2) 流控策略的全面性

普通设备的只对P2P应用做控制,好的设备对所有流量的带宽、会话数、总流量和应用做控制。由于流量的多样性,单靠一两种策略是不能管理好的,必须实行全面的流控策略才能达到流量管理的目的。

3) 看监控对象及流控策略的精细度

好的设备既可以监控出口网关处的流量又可以监控来源网络的流量分布;

普通设备的控制精度只能达到IP一级或网关一级,好的设备可以对每一源IP的不同应用分别做带宽及会话数的控制,而且只有这样才能保障关键应用及其它应用的服务质量以及相同等级用户上网体验的一致性。

4) 看流量数据存储及处理方式

好的设备可以将流量数据输出到专门的流量分析工作站,将流量存储、分析、统计、查询功能和流量捕捉功能分开,保证了流量分析设备的运行效率和流量数据存储的可持续性。

5) 应尽可能使用性能可靠、管理方便、特别是在有故障时能够自动旁路的设备,避免故障点的出现。

2.4 设备优缺点

流控设备不是万能的,还要了解其缺点。

首先,因为它的工作原理和防病毒一样属于事后起作用,所以其优点是精准,其缺点是:1) 总有部分(10～30%)流量不可识别,例如IP碎片、加密流量等;2) 性能会持续下降,当特征码越来越多时,性能就会越来越低,这种趋势发展到一定程度就会使流控设备成为网络中新的性能瓶颈;3) 由于要频繁更新特征码,因此一、设备后期维护难度大,总体拥有成本高;二、对厂家的依赖程度高,厂家停产、倒闭等不可抗力因素使得购买其产品成为一种赌博行为。其次,要区别对待基于应用层的带宽分析技术和控制技术,确定有未知流量的存在对于7层带宽分析技术来说是一种间接的成果,但是对于基于其上的带宽控制技术来说就是现实的噩梦,因为它要先识别再做控制,所以这部分流量永远无法得到有效的控制,当某种未知流量短期内突然增大时,流控措施就会马上失效,例如,08年新版迅雷的快速普及就导致了不少流控设备失效,特别是一些国外的设备。

3 总结

综上所述,只有做到网络应用流量监测技术和网络流量管理设备的深入了解,才能针对校园网所面临的问题,选择好适合自己需要的网络流量管理设备,做到“心中有数、有的放矢”。

参考文献:

[1] 聂瑞华.基于DPI技术的校园网络带宽管理[J].计算机技术与发展,2009(4).

[2] 马科.业务识别与管理系统和网络流量的管理[J].现代电信科技,2008(4).

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关键词： 网络测量；网络性能指标；网络流量测量仪

0 引言

随着现代科学技术的发展，人们的生活越来越依赖于计算机网络，借助于网络人们可进行工作、娱乐、购物等等，渗入到生活的各个方面。同时，计算机网络的发展也是日新月异，网络的复杂度也越来越高，所以网络性能的测量，有助于对网络性能有效的预报和控制，及时发现网络出现的问题并找到解决方法。网络测量可以这样理解，使用的软、硬件测量工具或者软硬件结合的工具，对网络性能的的各项指标进行测量，并对网络性能的状况作出客观的分析。

1 网络测量分类和主要研究领域

目前，对网络测量的分类有很多。根据测量的内容可以分为拓扑测量与性能测量；根据测量方式可以分为主动测量和被动测量；根据测量点的多少可分为单点测量与多点测量；根据测量采用的协议可分为基于BGP（Border Gateway Protocol，边界网关协议）协议的测量、基于TCP/IP协议的测量以及基于SNMP协议的测量。在主动测量方式中，需要短暂断网，向网络中发送数据，通过观察收到的数据，对网络性能进行分析。被动测量不需要断网，通过镜像或者串接的模式连接到网络中，记录网络中产生的数据，并进行分析。

一般的网络测量的主要参数包括RTT（往返时延）、路径数据、带宽、延迟、拥塞程度、吞吐量、带宽利用率、丢包率、服务器和网络设备的响应时间、最大的网络流量、网络服务质量QoS等。

2 网络流量测量

目前，上网用户日益增多，随之而来的是用户对自己上网产生的流量并不透明，上网产生的流量精度与否，用户也是不甚明了，由此而产生的争议不断上演。通过对网络流量的测量，不仅可以对计算机网络的动态使用情况进行掌握，而且对流量的准确监测，对用户的合法权益维护也具有重要的意义。对网络流量性能可以通过网络流量模型进行预测，流量测量不仅仅是用在流量的测量上，还能够应用在安全管理、性能管理、计费管理等方面。

3 网络流量测量仪的设计

3.1 网络流量测试仪的设计思路

针对目前没有一款网络流量测量仪是从计量方面来进行网络流量监控，此款网络流量测量仪主要是从用户端进行流量计量，能够在一定时间内对用户产生的流量进行精确统计，精度是现行电信运营商的精度的0.3倍。

网络流量测试仪采用串联的方式连接在线路中，仪器的一个端口连接电信运营商的网络，另一个端口连接用户电脑，连接方式。

3.2 网络流量测量仪的硬软件结构

网络流量测量仪是由一块FPGA，在物理层有两个RJ45网卡接口、存储器、LCD和控制面板等组成，其硬件结构。

网络流量测量仪依据的标准是IEEE802.3以太网络通讯协议，通过计算MAC层的数据来统计流量大小。网络流量测量仪的软件结构三个模块组成：实时数据处理和分析模块、流量统计和计量模块和LCD显示模块。

3.3 网络流量测量仪的工作流程

网络流量测量仪的主要功能就是对上网流量进行计量，这也是设计此仪器的核心所在，所以仪器的首要功能是精确可靠的统计上网产生的数据，通过帧的接收、验证、计算，数据包括上下行流量，然后通过查询功能对得到的数据在LCD上显示出来。

4 结论

网络流量测量仪采用软硬件结合的方法，在用户端进行网络流量统计，从模拟验证来看，可以精确对用户的上网流量进行测量，填补了我国在网络流量计量方面的空白，维护了消费者的合法权益，具有一定的社会和经济效益。

参考文献：

[1]王宁、罗军勇，一种关于重叠服务网络的可用带宽测量技术[J].微计算机信息，2005（23）.

[2]王存立、吴捷，服务质量测量技术及其应用[J].中兴通讯技术，2003（04）.

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1网络安全管理系统分析

网络环境为一个开放的状态，在运行过程中很容易受外界干扰，进而会发生安全事故。建立网络安全管理系统，对保证信息网络运行安全性与稳定性具有重要意义。信息安全系统应具有完整性、保密性以及不可否认性特点，即保证信息来源、去向以及内容的准确性，并且在运行过程中不会发生泄露或者扩散等情况。另外，不可否认性即确定消息发送以及接收者无法否认自己操作行为。为有效防御网络系统应用过程中遇到的攻击行为，需要重点做好防火墙、漏洞扫描、防病毒以及入侵检测等方面的研究，提高网络设备以及线路自身的可靠性[1]。在此基础上，还需要对各项安全设备进行统筹分析，构建一个网络安全管理系统，减少各类安全事故的发生，提高网络信息安全性。

2网络安全管理系统设计方案

2.1系统模块设计

网络监控系统模块可以分为多个分项，如用户登录、用户管理、单位管理、网络连接监控、网络流量监控、危险数据报警以及数据统计分析等，不同模块功能不同，相互之间具有一定联系。例如系统登录模块，操作人员将用户名、编号、密码等信息输入到登录界面，然后通过与数据库内信息对比一致，允许进入系统，相反会显示信息错误，拒绝进入系统[2]。网络流量监控模块，即主要对网络流入流出数据进行监控，包括流入流出数据总量、速度、最高速度、平均流速等。

2.2输入输出设计

2.2.1输入设计

要保证系统输入数据的正确性，系统设计时应遵循“简单性、最小量、早检验、少转换”原则，对统计报表与数据库内容选择相同设计形式。通过Delphi中数据存取组件建立应用程序实现数据库的连接，保证用户在任何输入界面输入数据均可以对应数据内字段，满足信息输入需求。

2.2.2输出设计

输出设计时需要综合分析用户需求，遵循易操作原则，提高交互界面的友好性。系统信息录入、数据检索以及统计分析通过交互界面完成，利用Delphi专门设计统计分表报表进行打印[3]。其中，对于打印硬件的设计，应能够直接通过各类型显示终端、多媒体设备完成显示输出，以及能够利用各类型打印机完成文件的打印输出。

2.3数据库设计

数据库设计目的是提高计算机数据信息的存储，分为规范化设计、数据、实体、关系的完整性设计、建立数据库实体与对象以及数据库设计文档等。JAVA应用到数据库设计，为一种数据访问机制，可以提供统一接口来访问各类型数据库服务器，通过应用程序来实现与数据库的稳定连接。本文分析系统，数据库设计共包括两个部分六个数据表，一部分为本地数据库，包括网络流量表、本机详细表与网络连接表。另一部分为远程数据库，包括网络流量表、网络连接表、单位表以及用户表。

3网络安全管理系统设计要点分析

3.1各功能模块算法

3.1.1系统登录模块

设置参数：UserName获取用户信息，Password获取口令信息。将获得的用户信息与输入信息进行对比，如果数据值相同，则返回boolean值true，允许用户登入系统;如果数据值不同，则返回false，提示信息错误重新登录。

3.1.2用户管理模块

为保证系统运行安全性，需要对不同用户进行权限设置，不同权限用户登录要求不同，但是均需要按照要求登录验证。如果为超级用户权限登录，可以对当前用户进行管理与设置，并且可以随时增加用户并设置权限。如果以普通用户权限登录，则只允许对个人信息的修改，以及本级别权限对应操作。

3.1.3网络流量输入模块

以流出、流入流量大小信息为依据，将网络流量保存到本地数据中，包括MAC地址、IP地址、时间、日期、流入流出数据量等。在下一次启动时，需要自动将上次启动后产生变动的数据内容保存到远程数据库中，整个操作工程需要通过相应组件与远程数据库连接完成。

3.1.4网络连接输入模块

将网络连接情况数据信息保存到本地数据库内，包括MAC地址、本地IP地址、远程IP地址、时间、日期、连接类型以及连接状态等。将各组件与本地、远程数据库进行连接，确保在系统下次启动时，能够将上次启动产生的数据，以及变动后内容全部存储到远程数据库内。

3.1.5网络查询模块

主要是来完成网络连接状态、网络流量变动等数据信息的统分析，对权限内计算机运行某时间段的连接与流量情况进行查询。然后通过查询模块来对各项数据进行分析，得出分析结果后，有针对性的提出安全管理措施。

3.2用户界面设计

为提高系统使用安全性，应对各限制系统进行操作权限设计，如用户登录模块，需要对用户信息与权限进行验证，确定信息无误后才可进入系统，相反不允许登录。登录成功后显示系统操作主界面，包括系统选择区、功能按钮区与条件选择区，选择目录树形式设计单位选择区，根据不同级别设置相应对象。同时还需要对查询对象进行选择设置，如网络流量、网络连接以及查询时间段等。

4结束语

提高网络安全性是计算机网络技术研究的要点，对提高网络信息应用效果具有重要意义。除了要对网络设备进行安全防护处理外，还应针对实际情况建立网络安全管理系统，在确定系统框架后，对不同功能模块进行分析，确保其功能的正常发挥。通过安全管理系统，对网络运行流量、连接以及信息等进行管理，提高网络抵御外界攻击的功能。

参考文献

[1]高瞻.网格环境下的校园网络安全管理系统设计与实现[D].电子科技大学，2013.

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【关键词】 分层网络 交换机 设计规格

一、前沿

选择交换机硬件时，应确定核心层、分布层和接入层分别需要何种交换机来满足网络带宽需求，应考虑未来的带宽需。应购买合适的交换机硬件来满足当前及未来的带宽需求。为了更准确地选择合适的交换机，要定期执行和记录流量分析。

二、流量分析

流量分析是测量网络带宽使用率并分析相关数据来调整性能、规划容量并作出硬件升级决策的过程，流量分析是通过流量分析软件来实现的。尽管对网络流量并没有确切的定义，但为了便于理解流量分析，可以理解为网络流量是指在一定时间内通过网络发送的数据量。所有的网络数据无论来自何方，无论发往何处，都是流量的一部分。监控网络流量的方法有许多种。可以手工监控各个交换机端口来收集一段时间内的带宽利用率。在分析流量数据时，可能根据每天特定时段的流量以及大部分数据的来源和目的地来确定未来的流量需求。但是，为了获得准确地结果，需要记录足够的数据。手工记录流量数据是件费时费力的机械活，市面上有一些自动化的解决方案。

三、分析工具

现在市面上有许多流量分析攻击可以将流量数据自动记录到数据库中，并执行趋势分析。在大型网络中，采用软件收集解决方案是唯一有效的流量分析方式。通过软件收集数据时，可以看到在给定的时间内网络上每个接口的运行状况。通过输出的图表，可以直观的发现流量问题。比用柱状表示的流量数据更容易理解。

四、用户群分析

用户群分析是确定各类用户群体及其对网络性能的影响的过程，用户的分组方式会影响与端口密度和流量有关的问题，进而影响网络交换机的选择。

在典型的办公楼中，一般根据终端用户的职能对其进行分组，这是因为相同职能用户所需访问的资源和应用程序也大体相同。每个部门的用户数、应用程序需求以及需要通过网络访问的可用数据资源各有不同。不仅要查看网络中指定交换机上的设备数量，还应该调查终端用户应用程序生产的网络流量。有些用户群使用产生大量网络流量的应用程序，而其他用户则不然，通过测量不同用户群使用的所有应用程序所生成的网络流量并确定数据源的位置，可以确定增加用户对该用户群的影响。

小企业中工作组大小的用户群仅用几台交换机提供支持，通常连接到服务器所在的交换机上。在中型企业中，用户群由许多交换机提供支持。中型企业用户群所需的资源可能位于地理上分散的若干区域中。因此，用户群的位置会影响数据存储和服务器的位置。分析用户群的应用程序使用率的难题之一是使用率并非纯粹取决于用户所在的部门或地理位置。还需要分析应用程序穿越多台网络交换机所带来的负面影响。并据此确定总体影响。

五、数据存储和数据服务器分析

在分析网络流量时，应考虑数据存储和服务器的位置，以便确定它们对网络流量的影响。数据存储可以是服务器、存储区域网络（SAN）、网络连接存储（NAS）、磁带备份设备或任何其他存储大量数据的设备或组件。

在考虑数据存储和服务器的流量时，应同时考虑客户端到服务器的流量和服务器到服务器的流量。通过观察不同用户群使用的各种应用程序的数据路径，可以找到潜在的瓶颈，确定在哪些地方因为带宽不足会影响应用程序的性能。为改善性能，可以聚合链路来提供带宽，或者使用能够处理流量负载的快速交换机来取代慢速交换机。

六、拓扑结构图

拓扑结构图是网络基础架构的图形表现形式，拓扑结构图显示所有的交换机如何互连，乃至详细到哪个交换机端口与设备互连。拓扑结构图以图形的形式显示交换机之间用于提供灾难恢复和性能增强的任何冗余路径或聚合端口，显示网络中交换机的位置和数目并标出交换机的配置。通过拓扑结构图，可以直观地找到网络流量的潜在瓶颈，可以抓住流量分析数据的要点，知道哪些网络区域的改进能够最有效地提高网络的整体性能。

七、结语

对于中小型企业而言、基于数据、语音和视频的数字通信至关重要。因此，正确设计局域网是企业日常运营的基本需求。作为网络技术人员，必须能够判断什么才是设计合理的局域网，能够选择合适的设备来满足中小型企业的网络需求。

参 考 文 献

[1] 郭利锋，王勇，张磊，白焱. AFDX交换机的队列整形调度研究[J]. 计算机工程，2011，（24）：58-60

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系统各部分功能①流量采集仪：安装在专用PC服务器上，通过端口镜像的方式采集分析网络流量，自动发现IP子网和主机设备，并将主机上网日志保存到数据库，将实时流量监控数据发送到应用服务器；②数据库服务器：接收流量采集仪发来的所需存储的数据信息，并将信息存入数据库中，同时提供给监控终端所需的流量日志、网络拓扑结构和网络行为记录等历史数据信息；③应用服务器：接收流量采集仪发来的流量监控信息，并将信息分发给监控终端，如果采用分布式结构，该服务器还要将各个流量采集仪所测得的各项流量指标汇聚成宏观的指标，并以直观的方式显示；④监控终端：监控终端安装在各个工作站上，访问数据库服务器，对流量日志进行查询，并从应用服务器实时读取监控数据，并依据所得数据绘制成各种图形。

高速网络管理系统中的关键技术

高速流采集技术在大规模流量环境中，基于软件（主要是基于Libpcap抓包工具）的测量方案一直被认为是效率不高的一种方案，基于PC服务器和抓包软件的流量分析系统存在严重的性能问题，比如丢包严重、分析不及时、误报漏报等问题。因此，又采取一些特殊方式来提高效率，最直接的方式，也是国内外研究成果最多的方式，就是采用基于硬件的流量分析设备。但是，由于硬件设备大多基于微系统/嵌入式系统，在缓存、总线、CPU计算能力方面均远远低于普通PC服务器，因此无法完成一些高级分析功能，只能完成一些相对固定的协议分析、流量统计功能。这些限制导致基于硬件的测量系统功能非常有限，而难以扩展和进行二次开发。针对上述问题，提出并开发完成了一种新的流量测量工具TMTK（TrafficMeasurementToolKit）[9]，该程序基于Windows操作系统内核，使用PC服务器的纯软件架构来实现Gbps级的高速流量采集和实时处理。其主要实现原理如下图2所示。TMTK能够从如下方面提升流量测量系统的性能：①内部采用了拷贝技术，节省了内存拷贝带来的开销；②数据帧不再被传递到应用程序，系统不再频繁地在核心态和用户态之间切换；③取消timestamp功能可提高抓包效率；④对网络帧的实时分析功能全部在核心态完成，不再受操作系统进程调度的约束，其性能非常稳定。为了验证设计性能，将同一套流量分析代码分别加入不同的编译工程，分别以“TMK+管理器”方式和“Libpcap+应用程序”方式编译，在900Mbps峰值的网络流量环境下同时运行并进行对比观测，同时部署流量生成工具，生成测试流量以验证丢包率。用于试验的硬件平台为GCPU的PC服务器，内存为2G，操作系统为WindowsXPProfessional，开发编译工具为VC6.0。经过连续测试，高速流分类技术对实现对网络的动态管理，即IP子网的自动发现，主机的自动识别，流量统计，均需要以流分类算法为基础。该算法的目的是对网络包进行分类、整理，并进一步分析网络，同时，流量分类问题是被动模式网络测量和分析的基础。在测量系统中，为了实现分析和协议解释功能，往往需要对单个TCP连接进行状态跟踪，这就需要为每个TCP连接建立跟踪数据结构，为了实现快速查找和定位，目前通常采取的技术手段是哈希链表。文章提出了“回溯式二阶段统计”方法[9]。其主要数据结构。所有TCP连接仍以HASH链表的方式建立协议跟踪数据结构，在多规则集合并的基础上，为所有流量分类表建立一个公用的中间阶段统计表T，每个TCP连接都可以通过分类ID，回溯到统计表T中的某个单元，修改其统计数据，这样，对每个数据包，都可以O(1)的时间开销来完成初步的流量指标统计。统计表各单元存放的临时统计结果，又可以被回溯到流量分类表中，根据需要被再次统计，从而成为不同流量分类的汇总统计结果。回溯式二阶段统计方法的空间复杂度仅为O(M*K)，其中M为统计指标数量，K为流分类规则集合并后的子域数量；时间复杂度也较低，第一阶段为O(1)，第二阶段为O(M*K)，适合于被动测量环境。高速流跟踪技术针对网络流量的跟踪问题，提出一种基于动态Hash树的流量跟踪算法DHT（DynamicHashTree）[10]。根据IP流的本地特性，网络流量可视为由“本地网络流量”和“远程网络流量”组成，事实上绝大部分网络流量其实是由少部分“本地网络”上的主机产生的。DHT算法利用以上特性，首先按照双方IP子网的不同，建立静态的“根Hash表”（简称RH）以统计各个子网间的流量；然后依据网络会话的长时稳定性，学习实际环境流量，为一些活动频繁、网络会话数较多的本地子网生成动态的子Hash表（简称CH），形成一个具有明显本地化特征的动态Hash树，避免某个RH表目对应的冲突链表IC过长。DHT算法通过以下4个步骤来完成：①建立RH：首先建立静态的RH，大小为1K，Hash值为双方IP地址中某些位累加的结果（根据实际情况不同，可以调整位的选择窗口，取第14-23位用于大致标识两个IP子网之间的流量）。根Hash函数定义为：F(SA,DA)=((SA>>8)&0x03FF+(DA>>8)&0x03FF)&0x03FF所有网络会话都可以通过一次Hash运算，被定位到RH内的某个表目，并在表目对应的会话链表中保持一个node。每个RH表目中包含三个字段：冲突数量（简称IN）、指向下级Hash表CH的指针（PCH）、指向冲突链表的指针（PIC）、指针描述符；②RH学习：一旦RH被建立后，就可以在实际环境中进行学习，学习目的是为各个表目填写冲突数量字段IN。根据在一段时间内某个表目中新增的网络会话数量（aps），来估算正常状态下各个RH表目所应有的冲突数量。计算公式为：IN=aps×pat其中aps定义为每秒命中某个RH表目的新网络会话，pat为经过统计学习得到的网络会话平均持续时间长度，以秒为单位。经过试验证明，RH学习时间越长，得到的aps值越趋于稳定，而pat值在经过一个稳定期后会缓慢增长。得到的IN值表示该RH表目应该能够维护的平均并发会话数量，当某个RH表目的IN值较大，则说明该表目是“高冲突点”，将会持续产生大量并发网络会话，应该参考IN值为其建立相应的子Hash表CH；反之，则说明该表目利用频度不高，可以直接挂接冲突链表，而不必为其建立CH；③建立CH：当RH通过一段时间的学习，绝大部分表目的IN值趋于稳定的时候，就可以为IN值比较大的表目建立CH。考虑到网络上存在大量的长时会话和半关闭会话，一个RH表目对应的CH，其大小应该大于该表目所记载的IN值。CH采用双方端口与IP地址低位混合的结果作为Hash值，Hash函数定义为：F(SA,DA,SP,DP)=(SA&0x00FF×DA&0X00FF+SP&0x00FF×DP&0x00FF)&(length)其中length值就是CH的大小，由本CH对应RH表目的IN值乘以调整因子而来：length=IN×adjust根据环境的不同，adjust有所变化，经过在Cernet网上的反复试验，adjust取值为4-5比较合适；④建立与维护IC：通过以上3个步骤，由RH和CH构成的Hash树已经能够在较大程度上减少Hash冲突，但Hash冲突仍然存在，解决方式仍然是冲突链表IC。实验表明，DHT算法的空间复杂度和时间复杂度均优于Hash链表算法，由于Hash树的构造符合网络实际环境，因此在网络并发会话数量较高的情况下，可以减少IC链表检索开销。在骨干网络环境下，丢包率很低，其综合效率是传统算法的数倍。

系统部署及应用结果

系统在电信运营管理中心得到正式应用，电信IDC中心的部署按照方式，增加一个流量采集仪，系统通过对网络流量的分布式测量，了解和挖掘网络中的流量流向情况、网络应用情况、用户分布、安全态势、性能状况等，为网络管理提供多层次的基础数据，从而实现网络的精细化运营。

篇9

本文针对小型商贸企业网络流量管理技术进行探讨，以云南省大理通源别克4S店为研究案例，利用案例公司现有的网络设备进行基于流量的网络管理构建，对网络流量异常进行检测，采用集中式管理，将各个PC的数据上传到网络管理服务器进行监测控制，掌握网络整体运行状况，实现全网流量分析，对异常流量进行流量监控，根据业务应用控制不同带宽，极大的提高了企业网络的使用效率，提高企业办公效率，节省企业办公成本。

2小型商贸公司基于流量的网络管理技术

SNMP协议能够支持网络管理系统，由一组网络管理标准构成，其中包括应用层协议（applicationlayerprotocol）、数据库模型（databaseschema）和一组资料物件。SNMP与管理信息结构（SMI）、管理信息库（MIB）组成了TCP/IP网络管理标准。SNMP主要通过轮询或中断模式从被管理设备中收集数据[3]。

3小型商贸公司案例背景及需求分析

为研究和探讨基于流量的网络管理策略和方法，以大理通源别克4S店为具体对象。该企业是一家小型的商贸公司，为“四位一体”的汽车特许经营模式，涵盖了整车销售、零配件、售后服务、信息反馈等。公司员工约50人，有15台计算机进行各种业务处理，2台服务器存储数据。公司通过核心路由器接入Internet网络，通过2台三层交换机连接计算机和服务器实现网络应用。随着社会信息化和公司规模的发展，公司信息化的需求不断增加。业务逐渐繁忙需采用多台PC进行处理，信息量剧增要求处理响应速度快，公司多项经营依赖计算机网络与客户之间建立密切联系。因此安全稳定的网络环境对公司尤为重要，对网络的有效管理能保证服务质量提高客户满意度；为保障4S店服务的质量与品质，客户反馈的信息与问题都需及时传递，只有可靠稳定的网络才能处理繁多的信息量，减少不必要的数据量，营造良好的网络环境并减少出错几率。公司目前以核心路由器接入Internet网络，利用网络管理服务器进行简单的网络管理，主要为接入网的管理，没有涉及网络流量控制。由公司的网络拓扑图得知公司的网络主要分内网的服务器群，主要管理公司内部信息，还有外网的商务活动区，通过交换机使各个业务区的计算机连接网络进行正常的业务处理。

4基于流量的网络管理技术实现

基于对案例的调查分析，目前大理通源别克4S店主要的网络管理依靠一台网络管理服务器，由于网络管理范围过于广泛，对控制网络流量的作用不突出，出现网络数据流量异常的情况是不可避免的。因此规划公司首先增加网络管理服务器的数量以分担主网络管理服务器业务，实现信息的及时性和安全性。其次设置监控点，对员工使用网络资源进行一定的监测和管理[5]。最后还要考虑随着公司不断发展的网络拓展需求。为合理分配和管理网络流量以减少网络拥塞，分担主网络管理服务器的业务以提高网络管理的性能，在原有网络中的三层交换机处增加2台网络管理服务器进行基于流量的网络管理，核心路由器的网络管理服务器主要负责宽带接入管理及网络流量分配管理。形成网络的层次管理，提高网络管理质量，实现有效的网络流量分配及控制。为适应公司信息化需求的剧增，设置85个信息点，考虑今后业务拓展及客户需求，在公司原有15个信息点的基础上新增70个信息点。为实现对网络资源的监测和管理，在网络管理服务器、三层交换机和核心路由器之间设置5个网络信息监测点。

5小型商贸公司网络仿真测试数据及其分析

5.1网络延时对比分析

基于原有公司网络结构如图1所示，对比实施基于流量的网络构建后网络如图2所示，在此基础上做出仿真测试，通过前后两次的仿真，得到网络延时曲线图，如图3所示。为实现流量管理对网络结构增加了设备，故网络时延有所上升。可以看出，整个网络的延时高峰均为0.4微秒，改造前在收尾时为0.32微秒的时延，改造后网络延时在收尾低于0.4微秒，经过多次取值比较，得出改造后的网络延时波动不如改造前抖动大，稳定性得到提升，整个网络的延时虽然有所上升，但在设备容忍范围。由于网络节点数和工作业务的增加，网络改造后时延增加，但网络延时保持在了稳定的数值，没有太大起伏。所以，进行改造后的网络拓展性能保持良好。

5.2网络丢包率对比分析

网络改造前后的丢包率对比分析如图4所示。增加两台交换机的管理后，网络运行平稳，网络数据包拥挤情况减少，改造后的网络对拥挤数据包的接受处理明显提升。改造前网络的处理要经过一定的过渡阶段，约为0.11秒后才能恢复，处理的间隔会造成公司高峰期的网络拥塞。改造后的网络处理拥挤数据包的效率明显提升，处理间隔时间几乎为零，使网络运行更平稳。所以进行改造后的网络提高了网络的稳定性。

5.3网络负载对比分析

网络改造前后的网络负载率对比分析如图5所示。可以看出，图B中的子网最大负载为5200bit/s，而图A中的子网最大负载为8400bit/s，相差3200bit/s图B稳定后负载为2100bit/s，而图A稳定后负载为2900bit/s，相差800bit/s，在最高负载量和稳定负载量上都有了明显提高，说明改造后的网络提升了公司的网络业务应用能力。

5.4服务器响应时间对比分析

网络改造前后的服务器响应时间对比分析如图6所示。为扩展前服务器的运行性能，为扩展后数据库服务器的运行性能。可以看出，在网络负载增加后，其数据库服务器响应时间基本没受到太大影响。中响应时间有时会出现延长的情况，则是以一种平稳的方式一直保持，数据库服务器的稳定性得到了保障。

6总结

篇10

进行流量监控和流量分析是整个网络合理化的重要环节，它能在最短的时间内发现安全威胁，在第一时间进行分析，通过流量分析来确定攻击，然后发出预警，快速采取措施。如何在核心的网络设备上监控流量、限制异常流量就成了大家关注的技术问题。

监控对象的制定

连接性

连接性也称可用性、连通性或者可达性，学校需要高效率的带宽服务，更严格的说应该是网络服务的基本能力或属性。比如远程教学中需要宽带连接和视频点播等服务，这些都必须以网络的连接性能为基础和保障。

丢包率

丢包率是指丢失的IP包与所有的IP包的比值。许多因素会导致数据包在网络上传输时被丢弃，例如数据包的大小以及数据发送时链路的拥塞状况等。不同业务对丢包的敏感性不同，在多媒体教学中，丢包是导致图像质量降低和断帧的根本原因。

时延

时延定义了一个IP包穿越一个或多个网段所经历的时间。时延由固定时延和可变时延两部分组成。固定时延基本不变，由传播时延和传输时延构成；可变时延由中间路由器处理时延和排队等待时延两部分构成。

带宽分析

带宽一般分为瓶颈带宽和可用带宽。瓶颈带宽是指当一条路径（通路）中没有其它背景流量时，网络能够提供的最大的吞吐量。可用带宽是指在网络路径（通路）存在背景流量的情况下，能够提供给某个业务的最大吞吐量。

协议分析

对网络流量进行协议划分，如：Web浏览（HTTP）、电子邮件（POP3、SMTP、WEBMAIL、文件下载(FTP)、即时聊天（MSN、QQ等）、流媒体（MMS、RTSP）等。针对不同的网络应用协议进行流量监控和分析，如果某一个协议在一个时间段内出现超常占用可用带宽的情况，就有可能是攻击流量或蠕虫病毒出现。

应用网段流量分析

大多数学校都是将不同的业务应用通过VLAN来进行逻辑隔离的，所以可以通过流量分析系统针对不同VLAN来进行网络流量监控。

网络设备的流量管理

理解CBAC

很多中小学校受到资金的限制，网管员大多采用了路由器中CiscoIOS防火墙特性集，基于上下文的访问控制(CBAC)是最显著的新增特性。CBAC技术的重要性在于:使管理员能够将IOS防火墙配置为一个智能化、集成化的单框解决方案的一部分。CBAC通过严格审查源和目的地址，增强了使用众所周知端口的TCP和UDP应用程序的安全。CBAC通过检查整个(数据)包了解应用程序状态信息，给ACL功能增加了检查智能。CBAC利用这种信息创建一个暂时的、会话（Session）特定的ACL入口，从而允许回返通信进入可靠网络。这种暂时的ACL有效地在防火墙中打开了一个大门。当一个会话结束时，ACL入口被删除，大门关闭。CBAC在应用层审查包和维护TCP和UDP会话信息，这给CBAC提供了检测和阻止某种网络攻击的能力，比如SYNflooding。CBAC是针对每个接口进行配置的，可以被用于控制源于防火墙另一方的通信(双向);但是，大多数客户将CBAC用于仅源于一方的通信(单向)。

CBAC可根据需要打开连接，并监视回返通信流量，但CBAC对于流量审核检查方面并不完美。比如它只检查规定的内容，对于更多的流量类型就必须自己增加很多语句。

理解NBAR

网络上利用NBAR管理P2P流量的文章相当多，读者可以在操作过程中可以参阅模仿，但很多人对于NBAR到底是什么？却一直没有搞清楚。基于网络的应用识别（Network-BasedApplicationRecognition,NBAR），是在CiscoIOS12.0(5)XE2中引入的，在12.3(4)T中得到了加强。

NBAR可以根据OSI参考模型的第3层到第7层信息来对流量进行分类，设置NBAR第一个步就是建立审查的流量分类。NBAR检查可以帮助我们做很多事情，如应用类型、连接的具体地址、连接中的数据和数据包的长度。基于匹配标准，NBAR将匹配的流量放进特定的类（或组）中。在建立了分类规则之后，建立用来标识流量策略，对于IP流量，我们使用IP优先级来对流量进行分组（类）。IP优先级标准（和DSCP）使用IP包头中的TOS域中的位来分类流量。当流量进入路由器时就执行这两步，然后当流量离开路由器上的一个特定的外出接口时，定义对被标记的流量将采取什么操作。我们在流量优先级控制上通常使用QOS，这将影响数据包被发送接口之前，首先需要排成队列。而NBAR可以为这些流量定义其他策略，限制这们的带宽或甚至丢弃这些流量。

理解分析模块NAM

NAM（NetworkAnalysisModule）是一个集成的通信流监视解决方案，可以提供全面的RMONI、RMONII、NetFlow和VLAN监视、与协议相关的故障诊断以及趋势分析功能。由于这个模块一般在高端交换机上，所有在中小学中比较少见，而区县级的教育信息中心多采用这种流量管理方案。

NAM的一个关键功能是它能够同时并实时地监控多个交换机端口或VLAN，并能够为每一个数据源提供独立的RMONI/RMONII统计数据。例如，一个需要监视三个以太网客户机端口的网络管理员可以在一个端口上运行分组捕获应用；在另一个端口上运行IP主机和会话应用；而在第三个端口上运行协议分发和应用层矩阵表应用。

NAM是对交换环境进行监视或故障诊断的理想选择，通过加入像NAM这样的RMONI/RMONII技术，可以使Catalyst5000/6500系列交换机上的每个以太网、快速以太网和千兆位以太网交换机端口的mini-RMON统计功能得到加强，进而提供全部7个层次的监视和故障诊断功能。更详细的信息可以参考：

用于HTTP流量的NBAR扩展检查，通过使用HTTP特定的条件识别除了众所周知的TCP端口80之外的端口上的HTTP流量。

NBAR用户定义的定制应用程序分类，使用户可以指定自己的匹配条件来识别端口范围以及特定端口上基于TCP或UDP的应用程序。

其他流量管理的做法

在校园网出口管理中，应分析不同的应用占用不同的带宽，重要的应用是否得到了最佳的带宽？它占的比例是多少？队列设置和网络优化是否生效？通用的做法使用MRTG等网络流量分析软件，并以图形HTML文档方式显示给用户，以非常直观的形式显示流量负载。我常使用的一个叫NTOP的软件，个人感觉比MRTG更直观一些，甚至可以列出每个节点计算机的网络带宽利用率。它可以通过分析网络流量来确定网络上存在的各种问题；也可以用来判断是否有黑客正在攻击网络系统；还可以很方便地显示出特定的网络协议、占用大量带宽的主机、各次通信的目标主机、数据包的发送时间、传递数据包的延时等详细信息。通过了解这些信息，网管员可以对故障做出及时的响应，对网络进行相应的优化调整，以保证网络运行的效率和安全。

面对异常流量，我们应当建立一套分析系统，支持异常流量发现和报警，能够通过对一个时间段内历史数据的自动学习，获取包括总体网络流量水平、流量波动、流量跳变等在内的多种网络流量测度，并自动建立当前流量的置信度区间作为流量异常监测的基础。如果自行建立主动型的网络分析系统一般包括：测量节点、中心服务器、数据库和分析服务器。但对于学校来说难度较大。主动分析是借助产品化和集成程度较高的测量工具，有目的对生产网络注入监控点，并根据测量数据流的传送情况来分析网络的性能。虽然这些监控点也会占用带宽，但和P2P下载所占用的可用带宽是微不足道的。