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“不闻不若闻之，闻之不若见之，见之不若知之，知之不若行之。”——《荀子》
本文将从“闻”、“见”、“知”、“行”四个层次入手，讲述如何构建基于用户、智能化的电子政务外网流量分析管理系统。
不闻不若闻之——现状与问题
随着政府信息化步伐的加快，电子政务网的各种应用越来越丰富，例如，政府OA自动化、政府部门间的信息共建共享、政府实时信息发布、各级政府间的远程视频会议、公民网上查询政府信息、电子化民意调查和社会经济统计等，这些应用时时刻刻都在争夺有限的网络带宽，使得关键应用得不到有效的网络资源保障，从而导致政务网管理的难度不断增大。保证网络的可用性和关键业务的畅通运行，对政务网的顺利发展将起到至关重要的作用。因此，需要有相应的技术手段，准确了解网络上各种应用的带宽占用情况，分析用户流量行为，以便合理的规划和分配网络带宽，有效地保障关键业务应用的正常运行。
具体来说，政务网的管理者非常关心以下问题：
由以上内容可以看出，政务网的管理离不开网络流量分析，对流量进行深入分析可以提取出许多有价值的信息，以揭示网络使用的“4W”问题：
Who：谁（IP/帐号/MAC/主机名）使用了网络？
What：网络流量的类型是什么？
When：在什么时间使用网络？使用了多长时间？
Where：网络流量来自何地？流向何处？
对网络中的流量进行分析，通常有三种做法：SNMP方式、流量探针方式和流方式。其中，SNMP方式只能获取2层信息，主要用于设备接口的管理。流量探针方式可以分析2～7层的信息，但是需要做流量镜像，而且全网部署的话需要多个探针，硬件成本较高。而流（Flow）方式主要基于网络设备，可以获取2～4层信息和MPLS VPN等信息，部署简单，性价比高，因此成为了主流的流量分析技术，其中又可细分为NetFlow、NetStream、sFlow等。上述部分技术的对比如表1所示：
名称 | 主要原理及抽样比 | 对设备的要求 |
sFlow | 随机采样技术，抽样比一般为1:10,000 | 交换机芯片必须支持sFlow |
NetStream/ NetFlow | 基于网络设备的分析技术，抽样比一般为1:1～1:100。 | 网络设备通过软件或专用板卡方式支持 |
DIG探针 | 协议分析，抽样比1:1 | 端口镜像，服务器性能要求较高。 |
表1 部分流量分析技术对比
以NetStream技术为例，NetStream的流定义为在源、目的端点间的一系列单方向的数据包，端点由IP地址和传输层的端口号决定，此外，NetStream还使用了IP协议类型、ToS和输入接口来唯一地标识一个流，即如下的七元组：
通过这些七元组信息，NetStream可以对流量的类型和特征进行判断，帮助网络管理员实现以下功能：
见之不若知之——系统组成
网络流量分析系统一般包括网络设备、流量探针和流量分析服务器三个组成部分，其中流量探针是可选的。正常情况下，网络设备（如路由器、交换机等）对通过的IP原始流量按一定的比例进行采样，转发给CPU、专用芯片或者是专用的网流分析卡，分析后生成的各种流量日志报文发送给流量分析服务器，服务器分析加工后以直观的图表、报表等方式把结果展现出来。如果网络设备不支持流量分析技术，或者需要对某些七层应用进行分析，那就需要部署流量探针。在网络设备上启用端口镜像，将原始流量镜像给流量探针，流量探针分析后将日志信息发给后台服务器进行分析。如图1所示：
图1 网络流量分析系统组成
一般地，流量分析系统具有以下这些功能：
1. 总体流量趋势分析
可反映一个接口、接口组、IP地址组的入、出流量随时间变化的趋势。对于设备接口，还可提供带宽资源利用率的统计。比如，网络中不同IP地址段的流量高峰各自在什么时候，平均流量曲线与当前流量曲线之间有多少差距，在整个接口流量中占多大的比例等。
图2
2. 应用流量分析
反映各种网络应用占用的带宽随时间变化的趋势。比如，现在网络中有哪些应用，占用带宽最多的应用是哪些，每种应用的峰值流量、当前流量、平均流量各是多少等。
图3
3. 源主机\目的主机\会话流量分析
反映在指定时间范围内总流量最大的网络节点（源、目的主机）、以及网络节点间会话的排名。比如，从10.1.1.1到192.168.0.1之间的网络流量是多少，占用流量最多的TopN会话是哪些等。
图4
知之不若行之——部署方案及注意事项
目前电子政务外网主要分为专用网络区、公用网络区、互联网接入区三种区域。每种区域的流量特点及功能需求如下：
1. 专用网络区
专用网络区主要运行各部门内部的纵向业务，如审计部门内部的审计系统等，每个部门之间则采用MPLS VPN技术进行隔离和区分。由于各部门的纵向专网都需要在广域网上运行，而广域网线路的带宽资源有限，在无限的需求和有限的带宽之间一直存在矛盾。这种情况应考虑部署MPLS VPN流量分析、链路带宽智能基线分析等系统，以便区分各部门所对应的MPLS VPN流量，分析其对广域网带宽的占用。
通过NetStream V9技术，网络流量分析系统可以接收和处理MPLS VPN流量日志，并基于VPN进行流量分析，供网管人员了解网络中各VPN内部的流量使用模型，包括VPN的总体流量趋势情况、VPN内的业务（应用）流量情况、VPN内各节点（源、目的IP）的流量及业务使用的情况、VPN内会话流量情况、VPN组合分析等。
另外可以采用以周为单位整理历史流量信息，生成链路带宽的流量基线（即平均带宽），一旦发现流量异常，就可以给管理员发送告警，采取线路扩容等措施。
2. 公用网络区
公用网络区主要保存各部门共享的信息和资源，跨部门的应用较多，不同应用之间存在数据交互过程，另外也可能部署了用户认证（AAA）系统，应主要考虑IP组流量分析、应用间流量分析、基于用户的流量分析等功能。
公用网络区存在多个部门，每个部门按规划各自使用不同的IP地址段，通过对IP组进行流量分析，就可以看出每个部门的流量模型。另外专区内共享的应用可能由一台服务器提供，也可能由多台服务器提供（即多个IP运行同一应用），可以通过流量分析系统对不同应用间的流量进行分析，判断业务间的数据交互是否正常。对于流量异常的IP地址，可以与用户认证系统联动，动态查询IP地址对应的主机名称/域名和MAC地址，实现基于用户身份的流量分析。
3. 互联网接入区
互联网接入区主要提供Internet用户的公众访问服务，上网的流量中可能存在P2P、电影下载等非工作应用，同时也可能存在安全问题，应考虑部署七层应用分析、流量审计等功能。
公共服务区的出口可以部署流量探针，将Internet上网流量镜像到探针，通过报文特征对4～7层的应用（如BT、eDonkey、MSN、QQ等）进行自动识别和匹配。另外，用户可以根据多种条件进行流量、明细信息的查询，审计某段时间内的网络流量特征信息，方便网络管理者定位DoS攻击等安全问题。
总结
基于流的分析技术和基于探针的分析技术配合，可以满足电子政务外网不同环境的流量分析需求，帮助IT部门建立基于用户、智能化、更加高效的电子政务外网。
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