使用NetFlow分析网络异常流量.doc

一、前言

近年来，随着互联网在全球的迅速发展和各种互联网应用的快速普及，互联网已成为人们日常工作生活中不可或缺的信息承载工具。然而，伴随着互联网的正常应用流量，网络上形形色色的异常流量也随之而来，影响到互联网的正常运行，威胁用户主机的安全和正常使用。

本文从互联网运营商的视角，对互联网异常流量的特征进行了深入分析，进而提出如何在网络层面对互联网异常流量采取防护措施，其中重点讲述了NetFlow分析在互联网异常流量防护中的应用及典型案例。

二、NetFlow简介

本文对互联网异常流量的特征分析主要基于NetFlow数据，因此首先对NetFlow做简单介绍。

1.NetFlow概念

NetFlow是一种数据交换方式，其工作原理是：NetFlow利用标准的交换模式处理数据流的第一个IP包数据，生成NetFlow缓存，随后同样的数据基于缓存信息在同一个数据流中进行传输，不再匹配相关的访问控制等策略，NetFlow缓存同时包含了随后数据流的统计信息。

一个NetFlow流定义为在一个源IP地址和目的IP地址间传输的单向数据包流，且所有数据包具有共同的传输层源、目的端口号。

2.NetFlow数据采集

针对路由器送出的NetFlow数据，可以利用NetFlow数据采集软件存储到服务器上，以便利用各种NetFlow数据分析工具进行进一步的处理。

Cisco提供了CiscoNetFlowCollector（NFC）采集NetFlow数据，其它许多厂家也提供类似的采集软件。

下例为利用NFC2.0采集的网络流量数据实例：
211.*.*.57|202.*.*.12|Others|localas|9|6|2392
|80|80|1|40|1
出于安全原因考虑，本文中出现的IP地址均经过处理。
NetFlow数据也可以在路由器上直接查看，以下为从CiscoGSR路由器采集的数据实例，：
gsr#att2（登录采集NetFlow数据的GSR2槽板卡）
LC-Slot2>shipcacheflow
SrcIfSrcIPaddressDstIfDstIPaddressPrSrcPDstPPkts
Gi2/1219.*.*.229PO4/2217.*.*.2280609CB168D2
Gi2/161.*.*.23Null63.*.*.246110426059A1
本文中的NetFlow数据分析均基于NFC采集的网络流量数据，针对路由器直接输出的Neflow数据，也可以采用类似方法分析。

3.NetFlow数据采集格式说明

NFC可以定制多种NetFlow数据采集格式，下例为NFC2.0采集的一种流量数据实例，本文的分析都基于这种格式。
61.*.*.68|61.*.*.195|64917|Others|9|13|4528|
135|6|4|192|1
数据中各字段的含义如下：
源地址|目的地址|源自治域|目的自治域|流入接口号|流出接口号|源端口|目的端口|协议类型|包数量|字节数|流数量

4.几点说明

NetFlow主要由Cisco路由器支持，对于其它厂家的网络产品也有类似的功能，例如Juniper路由器支持sFlow功能。

NetFlow支持情况与路由器类型、板卡类型、IOS版本、IOS授权都有关系，不是在所有情况下都能使用，使用时需考虑自己的软硬件配置情况。

本文的所有分析数据均基于采自Cisco路由器的NetFlow数据。
三、互联网异常流量的NetFlow分析

要对互联网异常流量进行分析，首先要深入了解其产生原理及特征，以下将重点从NetFlow数据角度，对异常流量的种类、流向、产生后果、数据包类型、地址、端口等多个方面进行分析。

1.异常流量的种类

目前，对互联网造成重大影响的异常流量主要有以下几种：

（1）拒绝服务攻击（DoS）

DoS攻击使用非正常的数据流量攻击网络设备或其接入的服务器，致使网络设备或服务器的性能下降，或占用网络带宽，影响其它相关用户流量的正常通信，最终可能导致网络服务的不可用。

例如DoS可以利用TCP协议的缺陷，通过SYN打开半开的TCP连接，占用系统资源，使合法用户被排斥而不能建立正常的TCP连接。

以下为一个典型的DoSSYN攻击的NetFlow数据实例，该案例中多个伪造的源IP同时向一个目的IP发起TCPSYN攻击。
117.*.68.45|211.*.*.49|Others|64851|3|2|10000|
10000|6|1|40|1
104.*.93.81|211.*.*.49|Others|64851|3|2|5557|
5928|6|1|40|1
58.*.255.108|211.*.*.49|Others|64851|3|2|3330|
10000|6|