Определение нагрузки на SPAN-порт

Глубокий анализ сетевого трафика, как правило, производится без потенциальной возможности влияния на сетевые сервисы. Исключением может быть использование систем предотвращения вторжений в режиме IPS (Intrusion Prevention Systems). В зависимости от поставленных задач, используется анализ полной копии всех пакетов либо информации о каждом установленном сетевом соединении или обмене. Полная копия пакетов, обрабатываемых управляемым коммутатором, направляется на выделенный «зеркалированный», или SPAN (switch port analyzer) порт, к которому подключается анализатор. В зависимости от производителя, версии аппаратной платформы и программного обеспечения коммутатора, возможно выборочное копирование входящих/исходящих пакетов определенных физических либо логических интерфейсов на SPAN-порт. Для эффективного анализа пропускная способность SPAN-порта и, соответственно, сетевого сенсора, должна быть не менее пиковой суммарной нагрузки на анализируемые интерфейсы.
Предположим, есть коммутатор с n интерфейсов, сетевой трафик с m из которых необходимо анализировать. Порты могут быть как физические, так и логические. Независимо от того, будет ли SPAN-сессия терминироваться на данном коммутаторе или на удаленном, соблюдается условие m ≤ n – 1, поскольку интерфейс, передающий копии пакетов на анализатор, не может подавать копию своей нагрузки на себя. В зависимости от поставленных задач и возможностей коммутатора по каждому из m интерфейсов анализируется входящий, исходящий, либо весь трафик. Обозначим за Rx пиковое значение загрузки (бит/с) интерфейса входящими данными, а за Tx – исходящими. Расчет пропускной способности SPAN-порта и, соответственно, сетевого сенсора (Bw), на который подается весь трафик с m интерфейсов, производится по формуле:

(1)




Если же представляют интерес пакеты либо входящие, либо исходящие, в зависимости от порта коммутатора и подключенного к нему оборудования, то для вычисления введем дополнительные параметры: t – количество интерфейсов, с которых будет копироваться исходящий трафик, r – количество портов, у которых будут анализироваться входящие данные. В этом случае соблюдаются условия: r ≤ m, t ≤ m. Требования к соотношению значений r и t определяются либо поставленными задачами для исследования, либо программно-аппаратными ограничениями коммутатора. Таким образом, формула (1) для вычисления пропускной способности Bw приобретает следующий вид:
(2)

Практическое применение результатов данных расчетов в сети предприятия, как правило, сводится к решению вопросов:
- Какой интерфейс выделить на «зеркалированный» порт – FastEthernet, GigabitEthernet или TenGigabitEthernet?
- Какой производительности необходим сетевой сенсор?

Мониторинг состояния систем обнаружения вторжений

Многие администраторы систем безопасности не уделяют особого внимания мониторингу не только событий, которые отрабатывают системы обнаружения вторжений, но и состояния самих сенсоров. Применяя системы автоматизированного определения нагрузки и доступности сервисов не только к активному сетевому оборудованию, но и к системам обнаружения вторжений, при анализе загрузки процессоров, объеме и пакетности обрабатываемого трафика можно решить возникающие в ходе развития и эксплуатации сети проблемы:

- рациональности использования ресурсов;

Устройства разной мощности и/или пропускной способности имеют различную стоимость. Учитывая то, что решения корпоративного уровня или операторского класса стоят достаточно дорого, а стабильность работы инфраструктуры критична для обеспечения бизнес-процессов, необходимо четко знать, какие требования должны предъявляться к программно-аппаратным комплексам, устанавливаемым в разных сегментах сети. Очевидно, что установка недостаточно мощного устройства вызовет либо ухудшение параметров работы инфраструктуры, либо, если от устройства не зависит работа сети, то обрабатывать полностью необходимый объем данных оно не будет иметь технической возможности. Использование чрезмерно мощного устройства на менее загруженных сегментах инфраструктуры, где не планируется серьезное развитие в обозримом будущем, окажется напрасной тратой денежных средств.

- соответствия официально заявленных производителем параметров реальным данным;

Одна из наиболее важных и, соответственно, ценообразующих характеристик сетевых сенсоров – пропускная способность. От гарантированной возможности обрабатывать сетевой трафик на определенной скорости зависит не только эффективность работы, но и стоимость. Официально заявленные производителем цифры могут не соответствовать реальности в связи со спецификой работы корпоративной сети и использования различных бизнес-приложений.

- возможности распределения сенсоров различной мощности по разным участкам сети;

Как обсуждалось выше, параметры сетевых сенсоров могут не соответствовать требованиям данного сегмента сети. Если это не было учтено на этапе проектирования, возможно выявление несоответствий в ходе эксплуатации благодаря анализу загрузки сенсоров.

- необходимости снятия части нагрузки с детектора путем исключения из SPAN-сессии некоторых интерфейсов либо VLAN в случае высокой загрузки;

В сегментированных на виртуальные локальные сети (VLAN) корпоративных сетях могут существовать участки, которые требуется анализировать в первую очередь, в то время как анализ других сегментов может быть не обязателен. Если сенсор не справляется с нагрузкой, и при этом отсутствует возможность замены, приемлемо принятие решения о выборочном анализе виртуальных сетей или физических интерфейсов.

- возможности наращивания инспектируемого трафика в случае низкой нагрузки;

Подобная проблема может возникнуть как при запланированном росте инфраструктурного сегмента, так и при постепенном наращивании трафика, который подается на сетевой сенсор, добавляя мониторинг выбранных портов или VLAN.

- целесообразности подключения дополнительного детектора в коммутатор – в случае перегрузок;

При отсутствии более мощных решений определенные реализации сетевых сенсоров позволяют объединять несколько устройств, суммируя их пропускную способность, для более эффективной обработки всего трафика. Используется на сетевых сегментах, которые необходимо анализировать полностью.

- возможности агрегации SPAN-сессий из разных коммутаторов для инспектирования на одном сенсоре любого производителя – при наличии такой необходимости;

В случае наличия сенсора с большим количеством интерфейсов возможен анализ сетевого трафика, который подается с разных коммутаторов, одним сетевым сенсором.

- дополнительная информация об изменениях сетевой активности;

На основании информации об изменениях сетевого трафика можно контролировать появление аномалий либо использование несогласованных сетевых приложений

- узнать о проведенных несогласованных работах по реорганизации сети либо о произошедшей аварии;

Зная нормальный уровень нагрузки каждого сетевого сегмента и сенсора в зависимости от времени, возможно определение проведенных работ по переносу нагрузки, реконфигурации активного сетевого оборудования. Также резкое изменение объема обрабатываемого трафика может свидетельствовать об аварии, отказе одного из элементов, перестроении таблиц маршрутизации, дерева коммутации и т. п.

- определить степень влияния работ на сервис для пользователей;

Резкое падение либо возрастание нагрузки, не характерное для данного временного интервала на определенном участке сети, может частично помочь в определении влияния проводимых работ либо произошедшей аварии на сервис для конечных пользователей.

- воздействие внешних факторов (температура, отключение штатного электропитания);

Если в программно-аппаратных средствах сенсоров реализована возможность получения информации о температуре окружающей среды и процессора, наличии штатного электропитания либо переходе на резервное – системы управления могут получать эту информацию и извещать соответствующие подразделения.

- программный/аппаратный сбой в работе сенсоров.

В данном случае по отсутствию возможности управления определяется сбой в работе устройств.