Сканирование трафика. Анализаторы сетевого трафика: обзор платных и бесплатных решений

Анализ трафика является процессом, важность которого известна любому ИТ-профессионалу, не зависимо от того, работает ли он в небольшой компании или в крупной корпорации. Ведь выявление и исправления проблем с сетью — это настоящее искусство, которое напрямую зависит как от инстинкта самого специалиста, так и от глубины и качества оперируемых им данных. И анализатор трафика является именно тем инструментом, который эти данные предоставляет вам. Выбранное с умом решение для анализа сетевого трафика может не только помочь вам выяснить, как пакеты отправляются, принимаются и насколько сохранно передаются по вашей сети, но и позволит сделать намного-намного больше!

Сейчас на рынке представлено большое количество вариаций программного обеспечения для анализа сетевого трафика. Причем некоторые из них способны вызвать ностальгические воспоминания у специалистов «старой школы»; они используют терминальный шрифт и интерфейс командной строки, и на первый взгляд кажутся сложными в использовании. Другие решения, наоборот, — выделяются простотой установки и ориентированы на аудиторию с визуальным восприятием (они буквально перенасыщены различными графиками). Ценовой диапазон этих решений также весьма существенно отличается — от бесплатных до решений с весьма дорогой корпоративной лицензией.

Для того, чтобы вы в зависимости от своих задач и предпочтений смогли выбрать лучшее решение для анализа сетевого трафика, представляем вам список из наиболее интересных из доступных сейчас на рынке программных продуктов для анализа трафика, а также краткий обзор встроенной в них функциональности для извлечения, обработки и визуального предоставления различной сетевой информации. Часть этих функций у всех приведенных в этом обзоре решений для анализа сетевого трафика схожая — они позволяют с тем или иным уровнем детализации увидеть отправленные и полученные сетевые пакеты, — но практически все из них имеют некоторые характерные особенности, которые делают их уникальными при использовании в определенных ситуациях или сетевых средах. В конце концов, к анализу сетевого трафика мы прибегаем тогда, когда у нас появилась сетевая проблема, но мы не можем быстро свести ее к определенной машине, устройству или протоколу, и нам приходится проводить более глубокий поиск. Мы поможем вам выбрать наиболее подходящее для этих целей программное решение для анализа трафика.

SolarWinds Network Bandwidth Analyzer

Данное решение позиционируется производителем как программный пакет из двух продуктов — Network Performance Monitor (базовое решение) и NetFlow Traffic Analyzer (модульное расширение). Как заявляется, они имеют схожие, но все же отличающиеся функциональные возможности для анализа сетевого трафика, дополняющие друг друга при совместном использовании сразу двух продуктов.

Network Performance Monitor, как следует из названия, осуществляет мониторинг производительности сети и станет для вас заманчивым выбором, если вы хотите получить общее представление о том, что происходит в вашей сети. Покупая это решение, вы платите за возможность контролировать общую работоспособность вашей сети: опираясь на огромное количество статистических данных, таких как скорость и надежность передачи данных и пакетов, в большинстве случаев вы сможете быстро идентифицировать неисправности в работе вашей сети. А продвинутые интеллектуальные возможности программы по выявлению потенциальных проблем и широкие возможности по визуальному представлению результатов в виде таблиц и графиков с четкими предупреждениями о возможных проблемах, еще больше облегчат эту работу.

Модульное расширение NetFlow Traffic Analyzer больше сконцентрировано на анализе самого трафика. В то время, как функциональность базового программного решения Network Performance Monitor больше предназначена для получения общего представления о производительности сети, в NetFlow Traffic Analyzer фокус внимания направлен на более детальный анализ процессов, происходящих в сети. В частности, эта часть программного пакета позволит проанализировать перегрузки или аномальные скачки полосы пропускания и предоставит статистику, отсортированную по пользователям, протоколам или приложениям. Обратите внимание, что данная программа доступна только для среды Windows.

Wireshark

Является относительно новым инструментом в большой семье решений для сетевой диагностики, но за это время он уже успел завоевать себе признание и уважение со стороны ИТ-профессионалов. С анализом трафика WireShark справляется превосходно, прекрасно выполняя для вас свою работу. Разработчики смогли найти золотую середину между исходными данными и визуальным представлением этих данных, поэтому в WireShark вы не найдете перекосов в ту или иную сторону, которым грешат большинство других решений для анализа сетевого трафика. WireShark прост, совместим и портативен. Используя WireShark, вы получаете именно то, что ожидаете, и получаете это быстро.

WireShark имеет прекрасный пользовательский интерфейс, множество опций для фильтрации и сортировки, и, что многие из нас смогут оценить по достоинству, анализ трафика WireShark прекрасно работает с любым из трех самых популярных семейств операционных систем — *NIX, Windows и macOS. Добавьте ко всему вышеперечисленному тот факт, что WireShark — программный продукт с открытым исходным кодом и распространяется бесплатно, и вы получите прекрасный инструмент для проведения быстрой диагностики вашей сети.

tcpdump

Анализатор трафика tcpdump выглядит как некий древний инструмент, и, если уж быть до конца откровенными, с точки зрения функциональности работает он также. Несмотря на то, что со своей работой он справляется и справляется хорошо, причем используя для этого минимум системных ресурсов, насколько это вообще возможно, многим современным специалистам будет сложно разобраться в огромном количестве «сухих» таблиц с данными. Но бывают в жизни ситуации, когда использование столь обрезанных и неприхотливых к ресурсам решений может быть полезно. В некоторых средах или на еле работающих ПК минимализм может оказаться единственным приемлемым вариантом.

Изначально программное решение tcpdump разработано для среды *NIX, но на данный момент он также работает с несколькими портами Windows. Он обладает всей базовой функциональностью, которую вы ожидаете увидеть в любом анализаторе трафика — захват, запись и т.д., — но требовать чего-то большего от него не стоит.

Kismet

Анализатор трафика Kismet — еще один пример программного обеспечения с открытым исходным кодом, заточенного для решения конкретных задач. Kismet не просто анализирует сетевой трафик, он предоставляет вам гораздо более расширенные функциональные возможности. К примеру, он способен проводить анализ трафика скрытых сетей и даже беспроводных сетей, которые не транслируют свой идентификатор SSID! Подобный инструмент для анализа трафика может быть чрезвычайно полезен, когда в вашей беспроводной сети есть что-то, вызывающее проблемы, но быстро найти их источник вы не можете. Kismet поможет вам обнаружить неавторизированную сеть или точку доступа, которая работает, но имеет не совсем правильные настройки.

Многие из нас знают не понаслышке, что задача становится более сложной, когда дело доходит до анализа трафика беспроводных сетей, поэтому наличие под рукой такого специализированного инструмента, как Kismet, не только желательно, но и, зачастую, необходимо. Анализатор трафика Kismet станет прекрасным выбором для вас, если вы постоянно имеете дело с большим количеством беспроводного трафика и беспроводных устройств, и вы нуждаетесь в хорошем инструменте для анализа трафика беспроводной сети. Kismet доступен для сред * NIX, Windows под Cygwin и macOS.

EtherApe

По своим функциональным возможностям EtherApe во многом приближается к WireShark, и он также является программным обеспечением с открытым исходным кодом и распространяется бесплатно. Однако то, чем он действительно выделяется на фоне других решений — это ориентация на графику. И если вы, к примеру, результаты анализа трафика WireShark просматриваете в классическом цифровом виде, то сетевой трафик EtherApe отображается с помощью продвинутого графического интерфейса, где каждая вершина графа представляет собой отдельный хост, размеры вершин и ребер указывают на размер сетевого трафика, а цветом отмечаются различные протоколы. Для тех людей, кто отдает предпочтение визуальному восприятию статистической информации, анализатор EtherApe может стать лучшим выбором. Доступен для сред *NIX и macOS.

Cain and Abel

У данного программного обеспечения с весьма любопытным названием возможность анализа трафика является скорее вспомогательной функцией, чем основной. Если ваши задачи выходят далеко за пределы простого анализа трафика, то вам стоит обратить внимание на этот инструмент. С его помощью вы можете восстанавливать пароли для ОС Windows, производить атаки для получения потерянных учетных данных, изучать данные VoIP в сети, анализировать маршрутизацию пакетов и многое другое. Это действительно мощный инструментарий для системного администратора с широкими полномочиями. Работает только в среде Windows.

NetworkMiner

Решение NetworkMiner — еще одно программное решение, чья функциональность выходит за рамки обычного анализа трафика. В то время как другие анализаторы трафика сосредотачивают свое внимание на отправке и получении пакетов, NetworkMiner следит за теми, кто непосредственно осуществляет эту отправку и получение. Этот инструмент больше подходит для выявления проблемных компьютеров или пользователей, чем для проведения общей диагностики или мониторинга сети как таковой. NetworkMiner разработан для ОС Windows.

KisMAC

KisMAC — название данного программного продукта говорит само за себя — это Kismet для macOS. В наши дни Kismet уже имеет порт для операционной среды macOS, поэтому существование KisMAC может показаться излишним, но тут стоит обратить внимание на тот факт, что решение KisMAC фактически имеет свою собственную кодовую базу и не является непосредственно производным от анализатора трафика Kismet. Особо следует отметить, что KisMAC предлагает некоторые возможности, такие как нанесение на карту местоположения и атака деаутентификации на macOS, которые Kismet сам по себе не предоставляет. Эти уникальные особенности в определенных ситуациях могут перевесить чашу весов в пользу именно этого программного решения.

Заключение

Программы для анализа сетевого трафика могут стать жизненно важным для вас инструментарием, когда вы периодически сталкиваетесь с сетевыми проблемами разных видов — будь то производительность, сброшенные соединения или проблемы с сетевыми резервными копиями. Практически все, что связано с передачей и получением данных в сети, может быть быстро идентифицировано и исправлено благодаря сведениям, полученным с помощью программного обеспечения из вышеприведенного списка.

Результаты, которые даст вам проведенный качественный анализ трафика сети с помощью проверенного специализированного программного инструментария, поможет вам углубится значительно ниже верхнего слоя проблемы, и понять, что на самом деле происходит в вашей сети, или не происходит, но должно происходить.

Подписывайтесь на рассылку, делитесь статьями в соцсетях и задавайте вопросы в комментариях!

Всегда на связи, Игорь Панов.

Анализаторы сетевых пакетов, или снифферы, первоначально были разработаны как средство решения сетевых проблем. Они умеют перехватывать, интерпретировать и сохранять для последующего анализа пакеты, передаваемые по сети. С одной стороны, это позволяет системным администраторам и инженерам службы технической поддержки наблюдать за тем, как данные передаются по сети, диагностировать и устранять возникающие проблемы. В этом смысле пакетные снифферы представляют собой мощный инструмент диагностики сетевых проблем. С другой стороны, подобно многим другим мощным средствам, изначально предназначавшимся для администрирования, с течением времени снифферы стали применяться абсолютно для других целей. Действительно, сниффер в руках злоумышленника представляет собой довольно опасное средство и может использоваться для завладения паролями и другой конфиденциальной информацией. Однако не стоит думать, что снифферы это некий магический инструмент, посредством которого любой хакер сможет легко просматривать конфиденциальную информацию, передаваемую по сети. И прежде чем доказать, что опасность, исходящая от снифферов, не столь велика, как нередко преподносят, рассмотрим более детально принципы их функционирования.

Принципы работы пакетных снифферов

Дальнейшем в рамках данной статьи мы будем рассматривать только программные снифферы, предназначенные для сетей Ethernet. Сниффер это программа, которая работает на уровне сетевого адаптера NIC (Network Interface Card) (канальный уровень) и скрытым образом перехватывает весь трафик. Поскольку снифферы работают на канальном уровне модели OSI, они не должны играть по правилам протоколов более высокого уровня. Снифферы обходят механизмы фильтрации (адреса, порты и т.д.), которые драйверы Ethernet и стек TCP/IP используют для интерпретации данных. Пакетные снифферы захватывают из провода все, что по нему приходит. Снифферы могут сохранять кадры в двоичном формате и позже расшифровывать их, чтобы раскрыть информацию более высокого уровня, спрятанную внутри (рис. 1).

Для того чтобы сниффер мог перехватывать все пакеты, проходящие через сетевой адаптер, драйвер сетевого адаптера должен поддерживать режим функционирования promiscuous mode (беспорядочный режим). Именно в этом режиме работы сетевого адаптера сниффер способен перехватывать все пакеты. Данный режим работы сетевого адаптера автоматически активизируется при запуске сниффера или устанавливается вручную соответствующими настройками сниффера.

Весь перехваченный трафик передается декодеру пакетов, который идентифицирует и расщепляет пакеты по соответствующим уровням иерархии. В зависимости от возможностей конкретного сниффера представленная информация о пакетах может впоследствии дополнительно анализироваться и отфильтровываться.

Ограничения использования снифферов

аибольшую опасность снифферы представляли в те времена, когда информация передавалась по сети в открытом виде (без шифрования), а локальные сети строились на основе концентраторов (хабов). Однако эти времена безвозвратно ушли, и в настоящее время использование снифферов для получения доступа к конфиденциальной информации задача отнюдь не из простых.

Дело в том, что при построении локальных сетей на основе концентраторов существует некая общая среда передачи данных (сетевой кабель) и все узлы сети обмениваются пакетами, конкурируя за доступ к этой среде (рис. 2), причем пакет, посылаемый одним узлом сети, передается на все порты концентратора и этот пакет прослушивают все остальные узлы сети, но принимает его только тот узел, которому он адресован. При этом если на одном из узлов сети установлен пакетный сниффер, то он может перехватывать все сетевые пакеты, относящиеся к данному сегменту сети (сети, образованной концентратором).

Коммутаторы являются более интеллектуальными устройствами, чем широковещательные концентраторы, и изолируют сетевой трафик. Коммутатор знает адреса устройств, подключенных к каждому порту, и передает пакеты только между нужными портами. Это позволяет разгрузить другие порты, не передавая на них каждый пакет, как это делает концентратор. Таким образом, посланный неким узлом сети пакет передается только на тот порт коммутатора, к которому подключен получатель пакета, а все остальные узлы сети не имеют возможности обнаружить данный пакет (рис. 3).

Поэтому если сеть построена на основе коммутатора, то сниффер, установленный на одном из компьютеров сети, способен перехватывать только те пакеты, которыми обменивается данный компьютер с другими узлами сети. В результате, чтобы иметь возможность перехватывать пакеты, которыми интересующий злоумышленника компьютер или сервер обменивается с остальными узлами сети, необходимо установить сниффер именно на этом компьютере (сервере), что на самом деле не так-то просто. Правда, следует иметь в виду, что некоторые пакетные снифферы запускаются из командной строки и могут не иметь графического интерфейса. Такие снифферы, в принципе, можно устанавливать и запускать удаленно и незаметно для пользователя.

Кроме того, необходимо также иметь в виду, что, хотя коммутаторы изолируют сетевой трафик, все управляемые коммутаторы имеют функцию перенаправления или зеркалирования портов. То есть порт коммутатора можно настроить таким образом, чтобы на него дублировались все пакеты, приходящие на другие порты коммутатора. Если в этом случае к такому порту подключен компьютер с пакетным сниффером, то он может перехватывать все пакеты, которыми обмениваются компьютеры в данном сетевом сегменте. Однако, как правило, возможность конфигурирования коммутатора доступна только сетевому администратору. Это, конечно, не означает, что он не может быть злоумышленником, но у сетевого администратора существует множество других способов контролировать всех пользователей локальной сети, и вряд ли он будет следить за вами столь изощренным способом.

Другая причина, по которой снифферы перестали быть настолько опасными, как раньше, заключается в том, что в настоящее время наиболее важные данные передаются в зашифрованном виде. Открытые, незашифрованные службы быстро исчезают из Интернета. К примеру, при посещении web-сайтов все чаще используется протокол SSL (Secure Sockets Layer); вместо открытого FTP используется SFTP (Secure FTP), а для других служб, которые не применяют шифрование по умолчанию, все чаще используются виртуальные частные сети (VPN).

Итак, те, кто беспокоится о возможности злонамеренного применения пакетных снифферов, должны иметь в виду следующее. Во-первых, чтобы представлять серьезную угрозу для вашей сети, снифферы должны находиться внутри самой сети. Во-вторых, сегодняшние стандарты шифрования чрезвычайно затрудняют процесс перехвата конфиденциальной информации. Поэтому в настоящее время пакетные снифферы постепенно утрачивают свою актуальность в качестве инструментов хакеров, но в то же время остаются действенным и мощным средством для диагностирования сетей. Более того, снифферы могут с успехом использоваться не только для диагностики и локализации сетевых проблем, но и для аудита сетевой безопасности. В частности, применение пакетных анализаторов позволяет обнаружить несанкционированный трафик, обнаружить и идентифицировать несанкционированное программное обеспечение, идентифицировать неиспользуемые протоколы для удаления их из сети, осуществлять генерацию трафика для испытания на вторжение (penetration test) с целью проверки системы защиты, работать с системами обнаружения вторжений (Intrusion Detection System, IDS).

Обзор программных пакетных снифферов

се программные снифферы можно условно разделить на две категории: снифферы, поддерживающие запуск из командной строки, и снифферы, имеющие графический интерфейс. При этом отметим, что существуют снифферы, которые объединяют в себе обе эти возможности. Кроме того, снифферы отличаются друг от друга протоколами, которые они поддерживают, глубиной анализа перехваченных пакетов, возможностями по настройке фильтров, а также возможностью совместимости с другими программами.

Обычно окно любого сниффера с графическим интерфейсом состоит их трех областей. В первой из них отображаются итоговые данные перехваченных пакетов. Обычно в этой области отображается минимум полей, а именно: время перехвата пакета; IP-адреса отправителя и получателя пакета; MAC-адреса отправителя и получателя пакета, исходные и целевые адреса портов; тип протокола (сетевой, транспортный или прикладного уровня); некоторая суммарная информация о перехваченных данных. Во второй области выводится статистическая информация об отдельном выбранном пакете, и, наконец, в третьей области пакет представлен в шестнадцатеричном виде или в символьной форме ASCII.

Практически все пакетные снифферы позволяют производить анализ декодированных пакетов (именно поэтому пакетные снифферы также называют пакетными анализаторами, или протокольными анализаторами). Сниффер распределяет перехваченные пакеты по уровням и протоколам. Некоторые анализаторы пакетов способны распознавать протокол и отображать перехваченную информацию. Этот тип информации обычно отображается во второй области окна сниффера. К примеру, любой сниффер способен распознавать протокол TCP, а продвинутые снифферы умеют определять, каким приложением порожден данный трафик. Большинство анализаторов протоколов распознают свыше 500 различных протоколов и умеют описывать и декодировать их по именам. Чем больше информации в состоянии декодировать и представить на экране сниффер, тем меньше придется декодировать вручную.

Одна из проблем, с которой могут сталкиваться анализаторы пакетов, невозможность корректной идентификации протокола, использующего порт, отличный от порта по умолчанию. К примеру, с целью повышения безопасности некоторые известные приложения могут настраиваться на применение портов, отличных от портов по умолчанию. Так, вместо традиционного порта 80, зарезервированного для web-сервера, данный сервер можно принудительно перенастроить на порт 8088 или на любой другой. Некоторые анализаторы пакетов в подобной ситуации не способны корректно определить протокол и отображают лишь информацию о протоколе нижнего уровня (TCP или UDP).

Существуют программные снифферы, к которым в качестве плагинов или встроенных модулей прилагаются программные аналитические модули, позволяющие создавать отчеты с полезной аналитической информацией о перехваченном трафике.

Другая характерная черта большинства программных анализаторов пакетов возможность настройки фильтров до и после захвата трафика. Фильтры выделяют из общего трафика определенные пакеты по заданному критерию, что позволяет при анализе трафика избавиться от лишней информации.

Общие сведения

Инструментальные средства, называемые сетевыми анализаторами, получили свое имя в честь Sniffer Network Analyzer. Этот продукт был выпущен в 1988 году компанией Network General (теперь -- Network Associates) и стал одним из первых устройств, позволяющих менеджерам буквально не выходя из-за стола узнать о том, что происходит в крупной сети. Первые анализаторы считывали заголовки сообщений в пакетах данных, пересылаемых по сети, предоставляя, таким образом, администраторам информацию об адресах отправителей и получателей, размере файлов и другие сведения низкого уровня. Причем все это -- в дополнение к проверке корректности передачи пакетов. С помощью графов и текстовых описаний анализаторы помогали сетевым администраторам провести диагностику серверов, сетевых каналов, концентраторов и коммутаторов, а также приложений. Грубо говоря, сетевой анализатор прослушивает или "обнюхивает" ("sniffs") пакеты определенного физического сегмента сети. Это позволяет анализировать трафик на наличие некоторых шаблонов, исправлять определенные проблемы и выявлять подозрительную активность. Сетевая система обнаружения вторжений является ничем иным, как развитым анализатором, который сопоставляет каждый пакет в сети с базой данных известных образцов вредоносного трафика, аналогично тому, как антивирусная программа поступает с файлами в компьютере. В отличие от средств, описанных ранее, анализаторы действуют на более низком уровне.

Если обратиться к эталонной модели ВОС, то анализаторы проверяют два нижних уровня - физический и канальный.

Номер уровня модели ВОС	Название уровня	Примеры протоколов
Уровень 7	Прикладной уровень	DNS, FTP, HTTP, SMTP, SNMP, Telnet
Уровень 6	Уровень представления
Уровень 5	Уровень сеанса
Уровень 4	Транспортный уровень	NetBIOS, TCP, UDP
Уровень 3	Сетевой уровень	ARP, IP, IPX, OSPF
Уровень 2	Канальный уровень	Arcnet, Ethernet, Token ring
Уровень 1	Физический уровень	Коаксиальный кабель, оптоволокно, витая пара

Физический уровень - это реальная физическая проводка или иная среда, примененная для создания сети. На канальном уровне происходит первоначальное кодирование данных для передачи через конкретную среду. Сетевые стандарты канального уровня включают беспроводной 802.11, Arcnet, коаксиальный кабель, Ethernet, Token Ring и многое другое. Анализаторы обычно зависят от типа сети, в которой они работают. Например, для анализа трафика в сети Ethernet вы должны иметь анализатор Ethernet.

Существуют анализаторы коммерческого класса, от таких производителей, как Fluke, Network General и других. Обычно это специальные аппаратные устройства, которые могут стоить десятки тысяч долларов. Хотя эти аппаратные средства способны осуществлять более глубокий анализ, можно создать недорогой сетевой анализатор с помощью программного обеспечения с открытыми исходными текстами и недорогого ПК на Intel-платформе.

Виды анализаторов

Сейчас выпускается множество анализаторов, которые подразделяются на два вида. К первому относятся автономные продукты, устанавливаемые на мобильном компьютере. Консультант может брать его с собой при посещении офиса клиента и подключать к сети, чтобы собрать данные диагностики.

Первоначально портативные устройства, предназначенные для тестирования работы сетей, были рассчитаны исключительно на проверку технических параметров кабеля. Однако со временем производители наделили свое оборудование рядом функций анализаторов протоколов. Современные сетевые анализаторы способны обнаруживать широчайший спектр возможных неполадок -- от физического повреждения кабеля до перегрузки сетевых ресурсов.

Второй вид анализаторов является частью более широкой категории аппаратного и программного обеспечения, предназначенного для мониторинга сети и позволяющего организациям контролировать свои локальные и глобальные сетевые службы, в том числе Web. Эти программы дают администраторам целостное представление о состоянии сети. Например, с помощью таких продуктов можно определить, какие из приложений выполняются в данный момент, какие пользователи зарегистрировались в сети и кто из них генерирует основной объем трафика.

Помимо выявления низкоуровневых характеристик сети, например источник пакетов и пункт их назначения, современные анализаторы декодируют полученные сведения на всех семи уровнях сетевого стека Open System Interconnection (OSI) и зачастую выдают рекомендации по устранению проблем. Если же анализ на уровне приложения не позволяет дать адекватную рекомендацию, анализаторы производят исследование на более низком, сетевом уровне.

Современные анализаторы обычно поддерживают стандарты удаленного мониторинга (Rmon и Rmon 2), которые обеспечивают автоматическое получение основных данных о производительности, таких как информация о нагрузке на доступные ресурсы. Анализаторы, поддерживающие Rmon, могут регулярно проверять состояние сетевых компонентов и сравнивать полученные данные с накопленными ранее. Если необходимо, они выдадут предупреждение о том, что уровень трафика или производительность превосходит ограничения, установленные сетевыми администраторами.

Компания NetScout Systems представила систему nGenius Application Service Level Manager, предназначенную для контроля времени реакции на отдельных участках канала доступа к Web-сайту и определения текущей производительности серверов. Это приложение может анализировать производительность в общедоступной сети, с тем, чтобы воссоздавать общую картину на компьютере пользователя. Датская фирма NetTest (бывшая GN Nettest) начала предлагать Fastnet -- систему сетевого мониторинга, которая помогает компаниям, занимающимся электронным бизнесом, планировать емкость каналов, искать и устранять неисправности в сети.

Анализ конвергентных (мультисервисных) сетей

Распространение мультисервисных сетей (converged networks) может оказать решающее влияние на развитие телекоммуникационных систем и систем передач данных в будущем. Идея объединить в единой сетевой инфраструктуре, основанной на пакетном протоколе, возможность передачи и данных, и голосовых потоков, и видеоинформации - оказалась весьма заманчивой для провайдеров, специализирующихся на предоставлении телекоммуникационных сервисов, ведь она в одно мгновенье способна существенно расширить спектр предоставляемых ими услуг.

По мере того как корпорации начинают осознавать эффективность и ценовые преимущества конвергентных сетей на базе протокола IP, производители сетевых инструментальных средств активно разрабатывают соответствующие анализаторы. В первой половине года многие фирмы представили компоненты для своих продуктов сетевого администрирования, рассчитанные на передачу голоса по IP-сетям.

«Конвергенция породила новые сложности, с которыми приходится иметь дело сетевым администраторам, -- заметил Гленн Гроссман, директор по управлению продуктами компании NetScout Systems. -- Голосовой трафик очень чувствителен к временным задержкам. Анализаторы могут просматривать каждый бит и байт, передаваемый по проводам, интерпретировать заголовки и автоматически определять приоритет данных».

Использование технологий конвергенции голоса и данных может пробудить новую волну интереса к анализаторам, поскольку поддержка приоритетности трафика на уровне IP-пакетов становится существенной для функционирования голосовых и видеослужб. Например, фирма Sniffer Technologies выпустила Sniffer Voice -- инструментарий, предназначенный для администраторов мультисервисных сетей. Этот продукт не только предоставляет традиционные службы диагностики для управления трафиком электронной почты, Internet и баз данных, но и выявляет сетевые проблемы, а также дает рекомендации по их устранению, дабы обеспечить корректную передачу голосового трафика по IP-сетям.

Обратная сторона использования анализаторов

Следует помнить, что с анализаторами связаны две стороны медали. Они помогают поддерживать сеть в рабочем состоянии, но их могут применять и хакеры для поиска в пакетах данных имен пользователей и паролей. Для предотвращения перехвата паролей посредством анализаторов служит шифрование заголовков пакетов (например, с помощью стандарта Secure Sockets Layer).

В конце концов, пока не существует альтернативы сетевому анализатору в тех ситуациях, когда необходимо понять, что же происходит в глобальной или корпоративной сети. Хороший анализатор позволяет разобраться в состоянии сетевого сегмента и определить объем трафика, а также установить, как этот объем варьируется в течение дня, какие пользователи создают самую большую нагрузку, в каких ситуациях возникают проблемы с распространением трафика или возникает нехватка полосы пропускания. Благодаря применению анализатора можно получить и проанализировать все фрагменты данных в сетевом сегменте за данный период.

Однако сетевые анализаторы стоят дорого. Если вы планируете приобрести его, то прежде четко сформулируйте, чего вы от него ожидаете.

Особенности применения сетевых анализаторов

Чтобы применять сетевые анализаторы этично и продуктивно, необходимо выполнять следующие рекомендации.

Всегда необходимо разрешение

Анализ сети, как и многие другие функции безопасности, имеет потенциал для ненадлежащего использования. Перехватывая все данные, передаваемые по сети, можно подсмотреть пароли для различных систем, содержимое почтовых сообщений и другие критичные данные, как внутренние, так и внешние, так как большинство систем не шифрует свой трафик в локальной сети. Если подобные данные попадут в нехорошие руки, это, очевидно, может привести к серьезным нарушениям безопасности. Кроме того, это может стать нарушением приватности служащих. Прежде всего, следует получить письменное разрешение руководства, желательно высшего, прежде чем начинать подобную деятельность. Следует также предусмотреть, что делать с данными после их получения. Помимо паролей, это могут быть другие критичные данные. Как правило, протоколы сетевого анализа должны вычищаться из системы, если только они не нужны для уголовного или гражданского преследования. Существуют документированные прецеденты, когда благонамеренных системных администраторов увольняли за несанкционированный перехват данных.

Нужно понимать топологию сети

Прежде чем настраивать анализатор, необходимо полностью разобраться в физической и логической организацию данной сети. Проводя анализ в неправильном месте сети, можно получит ь ошибочные результаты или просто не найти то, что нужно. Необходимо проверить отсутствие маршрутизаторов между анализирующей рабочей станцией и местом наблюдения. Маршрутизаторы будут направлять трафик в сегмент сети, только если происходит обращение к расположенному там узлу. Аналогично, в коммутируемой сети, понадобится сконфигурировать порт, с которым установлено подключение, как порт "монитора" или "зеркала". Разные производители используют различную терминологию, но, по сути, необходимо, чтобы порт действовал как концентратор, а не как коммутатор, так как он должен видеть весь трафик, идущий через коммутатор, а не только тот, что направлен на рабочую станцию. Без такой настройки порт монитора будет видеть только то, что направлено в порт, с которым установлено подключение, и сетевой широковещательный трафик.

Необходимо использовать жесткие критерии поиска

В зависимости от того, что требуется найти, использование открытого фильтра (то есть показ всего) сделает вывод данных объемным и трудным для анализа. Лучше использовать специальные критерии поиска, чтобы сократить вывод, который выдает анализатор. Даже если не известно точно, что нужно искать, можно, тем не менее, написать фильтр для ограничения результатов поиска. Если требуется найти внутреннюю машину, правильно будет задать критерии для просмотра только исходных адресов внутри данной сети. Если необходимо отследить определенный тип трафика, скажем, трафик FTP, то можно ограничить результаты только тем, что приходит в порт, используемый приложением. Поступая таким образом, можно добиться значительно лучших результатов анализа.

Установка эталонного состояния сети

Применив сетевой анализатор во время нормальной работы , и записав итоговые результаты, достигается эталонное состояние, которое можно сравнивать с результатами, полученными во время попыток выделения проблемы. Анализатор Ethereal, рассматриваемый ниже, создает для этого несколько удобных отчетов. Будут получены также некоторые данные для отслеживания использования сети в зависимости от времени. При помощи этих данных можно определить, когда сеть насыщается и каковы основные причины этого - перегруженный сервер, рост числа пользователей, изменение типа трафика и т.п. Если есть точка отсчета, проще понять, кто и в чем виноват.

ОБЗОР ПРОГРАММ АНАЛИЗА И МОНИТОРИНГА СЕТЕВОГО ТРАФИКА

А.И. КОСТРОМИЦКИЙ, канд. техн. наук, В.С. ВОЛОТКА

Введение

Мониторинг трафика жизненно важен для эффективного управления сетью. Он является источником информации о функционировании корпоративных приложений, которая учитывается при распределении средств, планировании вычислительных мощностей, определении и локализации отказов, решении вопросов безопасности.

В недалеком прошлом мониторинг трафика был относительно простой задачей. Как правило, компьютеры объединялись в сеть на основе шинной топологии, т. е. имели разделяемую среду передачи. Это позволяло подсоединить к сети единственное устройство, с помощью которого можно было следить за всем трафиком. Однако требования к повышению пропускной способности сети и развитие технологий коммутации пакетов, вызвавшее падение цен на коммутаторы и маршрутизаторы, обусловили быстрый переход от разделяемой среды передачи к высокосегментированным топологиям. Общий трафик уже нельзя увидеть из одной точки. Для получения полной картины требуется выполнять мониторинг каждого порта. Использование соединений типа «точка-точка» делает неудобным подключение приборов, да и понадобилось бы слишком большое их число для прослушивания всех портов, что превращается в чересчур дорогостоящую задачу. Вдобавок сами коммутаторы и маршрутизаторы имеют сложную архитектуру, и скорость обработки и передачи пакетов становится важным фактором, определяющим производительность сети.

Одной из актуальных научных задач в настоящее время является анализ (и дальнейшее прогнозирование) самоподобной структуры трафика в современных мультисервисных сетях. Для решения этой задачи необходим сбор и последующий анализ разнообразной статистики (скорость, объемы переданных данных и т.д.) в действующих сетях. Сбор такой статистики в том или ином виде возможен различными программными средствами. Однако существует набор дополнительных параметров и настроек, которые оказываются весьма важными при практическом использовании различных средств.

Различные исследователи используют самые различные программы для мониторинга сетевого трафика. Например, в , исследователи использовали программу - анализатор (сниффер) сетевого трафика Ethreal (Wireshark ).

Обзору подверглись бесплатные версии программ, которые доступны на , , .

1. Обзор программ мониторинга сетевого трафика

Были рассмотрены около десяти программ-анализаторов трафика (снифферы) и более десятка программ для мониторинга сетевого трафика, из которых мы отобрали по четыре самых интересных, на наш взгляд, и предлагаем вам обзор их основных возможностей.

1) BMExtreme (рис.1).

Это новое название хорошо известной многим программы Bandwidth Monitor. Ранее программа распространялась бесплатно, теперь же она имеет три версии, и бесплатной является только базовая. В этой версии не предусмотрено никаких возможностей, кроме, собственно, мониторинга трафика, поэтому вряд ли можно считать ее конкурентом других программ. По умолчанию BMExtreme следит как за Интернет-трафиком, так и за трафиком в локальной сети, однако мониторинг в LAN при желании можно отключить.

Рис. 1

2) BWMeter (рис.2).

Эта программа имеет не одно, а два окна слежения за трафиком: в одном отображается активность в Интернете, а в другом - в локальной сети.

Рис. 2

Программа имеет гибкие настройки для мониторинга трафика. С ее помощью можно определить, нужно ли следить за приемом и передачей данных в Интернет только с этого компьютера или со всех компьютеров, подключенных к локальной сети, установить диапазон IP-адресов, порты и протоколы, для которых будет или не будет производиться мониторинг. Кроме этого, можно отключить слежение за трафиком в определенные часы или дни. Системные администраторы наверняка оценят возможность распределения трафика между компьютерами в локальной сети. Так, для каждого ПК можно задать максимальную скорость приема и передачи данных, а также одним щелчком мыши запретить сетевую активность.

При весьма миниатюрном размере программа обладает огромным множеством возможностей, часть из которых можно представить так:

Мониторинг любых сетевых интерфейсов и любого сетевого трафика.

Мощная система фильтров, позволяющая оценить объем любой части трафика - вплоть до конкретного сайта в указанном направлении или трафика с каждой машины в локальной сети в указанное время суток.

Неограниченное количество настраиваемых графиков активности сетевых соединений на основе выбранных фильтров.

Управление (ограничение, приостановка) потоком трафика на любом из фильтров.

Удобная система статистики (от часа до года) с функцией экспорта.

Возможность просмотра статистики удаленных компьютеров с BWMeter.

Гибкая система оповещений и уведомлений по достижении определенного события.

Максимальные возможности по настройке, в т.ч. внешнего вида.

Возможность запуска как сервиса.

3) Bandwidth Monitor Pro (рис.3).

Её разработчики очень много внимания уделили настройке окна мониторинга трафика. Во-первых, можно определить, какую именно информацию программа будет постоянно показывать на экране. Это может быть количество полученных и переданных данных (как отдельно, так и в сумме) за сегодня и за любой указанный промежуток времени, среднюю, текущую и максимальную скорость соединения. Если у вас установлено несколько сетевых адаптеров, вы можете следить за статистикой для каждого из них отдельно. При этом, нужная информация для каждой сетевой карты также может отображаться в окне мониторинга.

Рис. 3

Отдельно стоит сказать о системе оповещений, которая реализована тут очень удачно. Можно задавать поведение программы при выполнении заданных условий, которыми могут быть передача определенного количества данных за указанный период времени, достижение максимальной скорости загрузки, изменение скорости соединения и пр. Если на компьютере работает несколько пользователей, и необходимо следить за общим трафиком, программу можно запускать как службу. В этом случае Bandwidth Monitor Pro будет собирать статистику всех пользователей, которые заходят в систему под своими логинами.

4) DUTraffic (рис.4).

От всех программ обзора DUTraffic отличает бесплатный статус.

Рис. 4

Как и коммерческие аналоги, DUTraffic может выполнять разнообразные действия при выполнении тех или иных условий. Так, например, он может проигрывать аудиофайл, показывать сообщение или же разрывать соединение с Интернетом, когда средняя или текущая скорость загрузки меньше заданного значения, когда продолжительность Интернет-сессии превышает указанное число часов, когда передано определенное количество данных. Кроме этого, различные действия могут выполняться циклически, например, каждый раз, когда программа фиксирует передачу заданного объема информации. Статистика в DUTraffic ведется отдельно для каждого пользователя и для каждого соединения с Интернетом. Программа показывает как общую статистику за выбранный промежуток времени, так и информацию о скорости, количестве переданных и принятых данных и финансовых затратах за каждую сессию.

5) Cистема мониторинга Cacti (рис.5).

Cacti это open-source веб-приложение (соответственно отсутствует установочный файл). Cacti собирает статистические данные за определённые временные интервалы и позволяет отобразить их в графическом виде. Система позволяет строить графики при помощи RRDtool. Преимущественно используются стандартные шаблоны для отображения статистики по загрузке процессора, выделению оперативной памяти, количеству запущенных процессов, использованию входящего/исходящего трафика.

Интерфейс отображения статистики, собранной с сетевых устройств, представлен в виде дерева, структура которого задается самим пользователем. Как правило, графики группируют по определенным критериям, причем один и тот же график может присутствовать в разных ветвях дерева (например, трафик через сетевой интерфейс сервера - в той, которая посвящена общей картине интернет-трафика компании, и в ветви с параметрами данного устройства). Есть вариант просмотра заранее составленного набора графиков, и есть режим предпросмотра. Каждый из графиков можно рассмотреть отдельно, при этом он будет представлен за последние день, неделю, месяц и год. Есть возможность самостоятельного выбора временного промежутка, за который будет сгенерирован график, причем сделать это можно, как указав календарные параметры, так и просто выделив мышкой определенный участок на нем.

Таблица 1

Параметры/Программы	BMExtreme	BWMeter	Bandwidth Monitor Pro	DUTraffic	Cacti
Размер установочного файла	473 КБ	1,91 МБ	1,05 МБ	1,4 МБ
Язык интерфейса	русский	русский	английский	русский	английский
График скорости
График трафика
Экспорт/импорт (формат файла экспорта)	–/–	(* . csv)	–/–	–/–	(* . xls)

Min -й временной шаг между отчётам данных	5 мин.	1 сек.	1 мин.	1 сек.	1 сек.
Возможность изменения min

2. Обзор программ-анализаторов (снифферов) сетевого трафика

Анализатор трафика, или сниффер - сетевой анализатор трафика, программа или программно-аппаратное устройство, предназначенное для перехвата и последующего анализа, либо только анализа сетевого трафика, предназначенного для других узлов.

Анализ прошедшего через сниффер трафика позволяет:

Перехватить любой незашифрованный (а порой и зашифрованный) пользовательский трафик с целью получения паролей и другой информации.

Локализовать неисправность сети или ошибку конфигурации сетевых агентов (для этой цели снифферы часто применяются системными администраторами).

Поскольку в «классическом» сниффере анализ трафика происходит вручную, с применением лишь простейших средств автоматизации (анализ протоколов, восстановление TCP-потока), то он подходит для анализа лишь небольших его объёмов.

1) Wireshark (ранее - Ethereal).

Программа-анализатор трафика для компьютерных сетей Ethernet и некоторых других. Имеет графический пользовательский интерфейс. Wireshark - это приложение, которое «знает» структуру самых различных сетевых протоколов, и поэтому позволяет разобрать сетевой пакет, отображая значение каждого поля протокола любого уровня. Поскольку для захвата пакетов используется pcap, существует возможность захвата данных только из тех сетей, которые поддерживаются этой библиотекой. Тем не менее, Wireshark умеет работать с множеством форматов входных данных, соответственно, можно открывать файлы данных, захваченных другими программами, что расширяет возможности захвата.

2) Iris Network Traffic Analyzer .

Помимо стандартных функций сбора, фильтрации и поиска пакетов, а также построения отчетов, программа предлагает уникальные возможности для реконструирования данных. Iris The Network Traffic Analyzer помогает детально воспроизвести сеансы работы пользователей с различными web-ресурсами и даже позволяет имитировать отправку паролей для доступа к защищенным web-серверам с помощью cookies. Уникальная технология реконструирования данных, реализованная в модуле дешифрования (decode module), преобразует сотни собранных двоичных сетевых пакетов в привычные глазу электронные письма, web-страницы, сообщения ICQ и др. eEye Iris позволяет просматривать незашифрованные сообщения web-почты и программ мгновенного обмена сообщениями, расширяя возможности имеющихся средств мониторинга и аудита.

Анализатор пакетов eEye Iris позволяет зафиксировать различные детали атаки, такие как дата и время, IP-адреса и DNS-имена компьютеров хакера и жертвы, а также использованные порты.

3) Ethernet Internet traffic Statistic .

Ethernet Internet traffic Statisticпоказывает количество полученных и принятых данных (в байтах - всего и за последнюю сессию), а также скорость подключения. Для наглядности собираемые данные отображаются в режиме реального времени на графике. Работает без инсталляции, интерфейс - русский и английский.

Утилита для контроля за степенью сетевой активности - показывает количество полученных и принятых данных, ведя статистику за сессию, день, неделю и месяц.

4) CommTraffic .

Это сетевая утилита для сбора, обработки и отображения статистики интернет-трафика через модемное (dial-up) или выделенное соединение. При мониторинге сегмента локальной сети, CommTraffic показывает интернет-трафик для каждого компьютера в сегменте.

CommTraffic включает в себя легко настраиваемый, понятный пользователю интерфейс, показывающий статистику работы сети в виде графиков и цифр.

Таблица 2

Параметры/Программы	Wireshark	Iris The Network Traffic Analyzer	Ethernet Internet traffic Statistic	CommTraffic
Размер установочного файла	17,4 МБ	5,04 МБ	651 КБ	7,2 МБ
Язык интерфейса	английский	русский	английский/русский	русский
График скорости
График трафика
Экспорт/Импорт (формат файла экспорта)	+/– (.txt, .px, .csv, .psml, .pdml, .c)	–/–	–/–	–/–
Запуск мониторинга по требованию
Min -й временной шаг между отчётами данных	0,001 сек.	1 сек.	1 сек .	1 сек.
Возможность изменения min -го шага между отчётами данных

Заключение

В целом можно сказать, что большинству домашних пользователей будет достаточно возможностей, которые предоставляет Bandwidth Monitor Pro. Если же говорить о самой функциональной программе для мониторинга сетевого трафика, это, безусловно, BWMeter.

Из числа рассмотренных программ-анализаторов сетевого трафика хотелось бы выделить Wireshark, которая имеет большее количество функциональных возможностей.

Система мониторинга Cacti максимально отвечает повышенным требованиям, которые предъявляются в случае проведения исследования сетевого трафика в научных целях. В дальнейшем авторы статьи планируют именно эту систему использовать для сбора и предварительного анализа трафика в корпоративной мультисервисной сети кафедры "Сети связи" Харьковского национального университета радиоэлектроники.

Список литературы

Платов В.В., Петров В.В. Исследование самоподобной структуры телетрафика беспроводной сети //Радиотехнические тетради. М.: ОКБ МЭИ. 2004. №3. С. 58-62.

Петров В.В. Структура телетрафика и алгоритм обеспечения качества обслуживания при влиянии эффекта самоподобия. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук, 05.12.13, Москва, 2004, 199 с.

Утилита CommView служит для сбора и анализа трафика локальной сети и интернета . Программа захватывает и декодирует до самого низкого уровня проходящие по сети данные включая список сетевых соединений и IP пакеты более 70 наиболее распространенных сетевых протоколов. CommView ведет IP статистику, перехваченные пакеты можно сохранить в файл для последующего анализа. Используя в программе гибкую систему фильтров можно отбрасывать ненужные для захвата пакеты или перехватывать исключительно необходимые. Модуль VoIP, входящий в состав программы позволяет производить глубокий анализ, запись и воспроизведение голосовых сообщений стандартов SIP и H.323. CommView позволяет увидеть подробную картину проходящего через сетевую карту или отдельный сегмент сети информационного трафика.

Сканер интернета и локальной сети

В качестве сетевого сканера программа CommView пригодится системным администраторам, людям работающим в области сетевой безопасности, программистам разрабатывающим программное обеспечение использующее сетевые соединения. Утилита поддерживает русский язык, обладает дружественным интерфейсом, включает в себя подробную и понятную справочную систему по всем реализованным в программе функциям и возможностям.

Основные возможности CommView

Перехват интернет или локального трафика проходящего через сетевой адаптер или dial-up контроллер
Подробная статистика IP соединений (адреса, порты, сессии, имя хоста, процессы и т.д.)
Воссоздание TCP сессии
Настройка предупреждений о событиях
Диаграммы IP протоколов и протоколов верхнего уровня
Просмотр захваченных и декодированных пакетов в режиме реального времени
Поиск в содержимом перехваченных пакетов по строкам или HEX данным
Сохранение пакетов в архивы
Загрузка и просмотр ранее сохраненных пакетов при отключенном соединении
Экспорт и импорт архивов с пакетами в (из) форматов NI Observer или NAI Sniffer
Получение информации о IP адресе
Поддержка и декодирование протоколов: ARP, BCAST, RTSP, SAP, SER, SIP, SMB, SMTP, SNA, SNMP, SNTP, BGP, BMP, CDP, DAYTIME, DDNS, DHCP, DIAG, DNS, EIGRP, FTP, G.723, GRE, H.225, H.261, H.263, H.323, HTTP, HTTPS, 802.1Q, 802.1X, ICMP, ICQ, IGMP, IGRP, IMAP, IPsec, IPv4, IPv6, IPX, HSRP, LDAP, MS SQL, NCP, NDS, NetBIOS, NFS, NLSP, NNTP, NTP, OSPF, POP3, PPP, PPPoE, RARP, RADIUS, LDAP, MS SQL, NCP, NDS, NetBIOS, RDP, RIP, RIPX, RMCP, RPC, RSVP, RTP, RTCP, SOCKS, SPX, SSH, TCP, TELNET, TFTP, TIME, TLS, UDP, VTP, WDOG, YMSG .