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基于協(xié)議分析儀的IP網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用設(shè)計(jì)

作者: 時(shí)間:2011-09-20 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

引言

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/155732.htm

  計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)快速發(fā)展給我們帶來諸多驚喜的同時(shí),其存在的各種問題也困擾著大家, 特別是網(wǎng)絡(luò)*蔓延和網(wǎng)絡(luò)黑客的攻擊, 使I n t r a n e t 網(wǎng)絡(luò)性能下降, 故障頻繁。對此,網(wǎng)絡(luò)工程技術(shù)人員與網(wǎng)絡(luò)管理人員需要借助各種網(wǎng)絡(luò)管理和維護(hù)的工具來加強(qiáng)對網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)控、故障診斷和處理。在所有的工具中, 網(wǎng)絡(luò)P A ( p r o t o c o l a n a l y z e r )在網(wǎng)絡(luò)故障診斷方面具有不可替代的作用,隨著網(wǎng)絡(luò)精細(xì)化管理程度的提高,必將為越來越多的網(wǎng)絡(luò)工程技術(shù)員及人網(wǎng)絡(luò)管理員所廣泛運(yùn)用。

  1 網(wǎng)絡(luò)維護(hù)與的特點(diǎn)

  T C P / I P 的I n t r a n e t 成為當(dāng)今局域網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)的潮流,該協(xié)議在之初更多考慮的是網(wǎng)絡(luò)的開放性,其存在著不可靠性、不安全性、流量突發(fā)性等特點(diǎn),使得對其進(jìn)行管理維護(hù)也非常困難。當(dāng)前, 國內(nèi)對I P 網(wǎng)絡(luò)的管理維護(hù)手段盡管多種多樣, 但還沒有非常成熟的可以被普遍采用的方案。采用協(xié)議分析儀則為網(wǎng)絡(luò)故障診斷提供了一種“ 透視” 方案[ 3 ]。協(xié)議分析儀對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測, 對網(wǎng)絡(luò)中I P 數(shù)據(jù)包進(jìn)行捕獲、解析, 從而了解網(wǎng)絡(luò)當(dāng)前的狀況, 準(zhǔn)確定位故障源節(jié)點(diǎn)的I P 或M A C , 可以快速診斷網(wǎng)絡(luò)故障。協(xié)議分析儀工作在被動模式和透明狀態(tài)下,不會影響網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行;同時(shí)協(xié)議分析儀又可以靈活部署在各種網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中,在I P 網(wǎng)絡(luò)故障診斷中可以方便地應(yīng)用。

  2 協(xié)議分析儀的工作原理

  協(xié)議分析儀就是能夠C a p t u r e( 捕獲) 分析網(wǎng)絡(luò)中傳輸數(shù)據(jù)的設(shè)備, 其硬件部分主要是處于混雜模式( P r o m i s c u o u s) 的網(wǎng)卡, 其軟件部分包含數(shù)據(jù)包捕獲模塊和數(shù)據(jù)解碼分析模塊兩大部分。

  2 . 1 數(shù)據(jù)包捕獲模塊的基本原理

  數(shù)據(jù)包捕獲模塊由處于混雜模式的網(wǎng)卡、網(wǎng)卡驅(qū)動程序、中間程序、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議程序、應(yīng)用程序以及網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動接口規(guī)范組成, 其結(jié)構(gòu)如圖1 所示。


圖 1 數(shù)據(jù)包捕獲模塊的結(jié)構(gòu)圖

  

其中網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動接口規(guī)范N D I S ( N e t w o r k D r i v e r I n t e r f a c e S p e c i f i c a t i o n ) 是數(shù)據(jù)包捕獲模塊的核心,它集成了多種數(shù)據(jù)包捕獲規(guī)則的操作函數(shù),為還原I P 數(shù)據(jù)包提供服務(wù),能將各種以太網(wǎng)網(wǎng)卡設(shè)置為混雜模式。N D I S 支持多種工作模式, 并提供一套 N D I S 庫( L i b r a r y ) 來完成各種規(guī)則下的數(shù)據(jù)包的捕獲。協(xié)議分析儀捕獲數(shù)據(jù)包的過程共分為網(wǎng)卡模式設(shè)置、接收網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)分類、數(shù)據(jù)過濾、數(shù)據(jù)提交及關(guān)閉網(wǎng)卡等六大步驟。

  2 . 2 數(shù)據(jù)解碼分析模塊原理

  協(xié)議分析儀對捕獲的海量數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼分析,主要是各種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的不同特征并用協(xié)議定義數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)規(guī)則解析模塊來完成的。協(xié)議分析儀一般使用層次化的協(xié)議分析方法和插件技術(shù)來實(shí)現(xiàn)對捕獲數(shù)據(jù)的解碼分析。層次化分析方法是O S I 分層模型的思想,按照數(shù)據(jù)在發(fā)/收端的封裝與解包的過程對捕獲的數(shù)據(jù)流進(jìn)行逐層處理還原重組解析。利用插件技術(shù)來擴(kuò)展協(xié)議分析儀適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)新的協(xié)議及應(yīng)用的解析。

  3 協(xié)議分析儀的主要功能

  協(xié)議分析儀的主要功能有網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的采集、數(shù)據(jù)的解碼分析、網(wǎng)絡(luò)狀況的統(tǒng)計(jì)、故障的診斷等, 綜合這些信息來完成對網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行情況的分析與故障診斷。

  協(xié)議分析儀能實(shí)時(shí)監(jiān)測各個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)和每條指定鏈路的連接情況、流量、負(fù)載率、數(shù)據(jù)收發(fā)的錯誤率、數(shù)據(jù)包S i z e 分布情況等, 并且可以用統(tǒng)計(jì)圖或者表格的形式顯示??梢蕴峁┓浅T敿?xì)的網(wǎng)絡(luò)狀況的統(tǒng)計(jì)信息, 包括對全局?jǐn)?shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)和針對關(guān)鍵信息的統(tǒng)計(jì)。

  可以提供非常準(zhǔn)確的網(wǎng)絡(luò)故障診斷結(jié)果( E x p e r t S y s t e m 專家系統(tǒng)), 能智能地對網(wǎng)絡(luò)通信情況進(jìn)行故障診斷,提供對網(wǎng)絡(luò)故障的原因分析,以及如何處理等。這對快速定位網(wǎng)絡(luò)故障極其重要, 可以極大地提高網(wǎng)絡(luò)故障診斷的效率。

  4 協(xié)議分析儀在 網(wǎng)絡(luò)故障診斷中的應(yīng)用模型

  實(shí)際I P 網(wǎng)絡(luò)中部署協(xié)議分析儀的策略隨網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)?、組網(wǎng)設(shè)備的不同而異, 主要有以下三種應(yīng)用模型:

  4 . 1 共享式網(wǎng)絡(luò)環(huán)境

  基于H U B 集線器組網(wǎng)的共享式網(wǎng)絡(luò),數(shù)據(jù)包以廣播的方式傳送,在網(wǎng)絡(luò)中任一節(jié)點(diǎn)部署協(xié)議分析儀都可以捕獲到網(wǎng)絡(luò)中的全部數(shù)據(jù)信息。

  4 . 2 有鏡像功能的交換式網(wǎng)絡(luò)環(huán)境

  基于交換機(jī)組網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境,由于其每個(gè)端口只轉(zhuǎn)發(fā)與本端口直接相連設(shè)備的數(shù)據(jù)包以及廣播包和組播包,協(xié)議分析儀要捕獲其他端口的數(shù)據(jù)包則要對有端口鏡像功能的交換機(jī)配置起用其鏡像功能, 將協(xié)議分析儀接入鏡像端口上實(shí)現(xiàn)抓包, 如圖2 所示。


圖2 端口鏡像方式部署協(xié)議分析儀

  這種方式協(xié)議分析儀僅能監(jiān)測到被鏡像端口的數(shù)據(jù), 而且配置起來也比較麻煩。


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