NetFlow学习笔记

由于工作需要，对NetFlow做了一些学习和调研，并总结成文档以供学习分享。

背景：随着系统的升级与漏洞的修补，入侵主机进而进行破坏的病毒攻击方式在攻击中所占比例逐渐减少，这些攻击转而改为恶意的消耗网络有限的资源或占用系统，进而破坏系统对外提供服务的能力；但传统的系统升级无法检测并预防此类攻击。

针对此类攻击，业界提出了以检测网络数据流的方法来判断网络异常和攻击：借助实时的检测网络数据流信息，通过与历史记录模式匹配（判断是否正常）、或者与异常模式匹配（判断是否被攻击），让网络管理人员可以实时查看全网的状态，检测网络性能可能出现的瓶颈，并进行自动处理或告警显示，以保证网络高效、可靠地运转。

1、什么是NetFlow

NetFlow是由Cisco创造的一种流量轮廓监控技术，简单来说就是一种数据交换方式。Netflow提供网络流量的会话级视图，记录下每个TCP/IP事务的信息，易于管理和易读。

2、NetFlow版本

1. Netflow V1：为Netflow技术的第一个实用版本。在如今的实际网络环境中已经不建议使用。

2. Netflow V5：增加了对数据流BGP AS信息的支持。

3. Netflow V7：思科Catalyst交换机设备支持的一个Netflow版本，需要利用交换机的MLS或CEF处理引擎。

4. Netflow V8：增加了网络设备对Netflow统计数据进行自动汇聚的功能，可以大大降低对数据输出的带宽需求。

5. Netflow V9：一种全新的灵活和可扩展的Netflow数据输出格式，采用了基于模板（Template）的统计数据输出。方便添加需要输出的数据域和支持多种Netflow新功能，如Multicast Netflow，MPLS Aware Netflow，BGP Next Hop V9，Netflow for IPv6等。

3、NetFlow用途

利用Netflow技术可以监测网络上的IP Flow信息

IP Flow信息，可以回答用户的下面问题（5W1H）：

• who：源IP地址

• when：开始时间、结束时间

• where：从哪：From（源IP，源端口）、到哪：To（目的IP，目的端口）

• what：协议类型，目标IP，目标端口

• how：流量大小，流量包数

• why：基线，阈值，特征

采集到的netflow流量信息可以帮助进行：

• 网络行为分析

• 业务访问情况分析

• 网络规划

• 流量计费

• 病毒检测

• 等等

4、NetFlow工作原理

首先先创建一个缓冲流NetFlow cache

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

随后进行两大职能：

1. 同样的流，直接从缓存读，不走路由表

2. 缓存同时也进行了统计

5、NetFlow七元组

NetFlow使用七元组来区分每一个Flow，包括以下字段：

• 源IP地址

• 源端口号

• 目的IP地址

• 目的端口号

• 协议类

• 服务种类

• 输入接口

七元组的实际含义：

• 如果两段流量，其七元组都相同，就认为是一个流。

• 如果两段流量，其七元组至少有一个不同，就是不同的流。

6、NetFlow数据格式

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。

基于NFC采集的网络流量数据如下：

61...68|61...195|64917|Others|9|13|4528|

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

7、NetFlow优点

1. NetFlow采集实施成本较低、安装方便。

2. NetFlow的非常适用于大型网络。

3. NetFlow记录的流包含了丰富的信息，非常适合于网络性能分析。