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ESCUELA SUPERIOR POLITECNICA DE CHIMBORAZO - PDF
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Emilio Vidal de la Cruz
1 - 1 - ESCUELA SUPERIOR POLITECNICA DE CHIMBORAZO FACULTAD DE INFORMÁTICA Y ELECTRÓNICA ESCUELA DE INGENIERIA EN SISTEMAS TEMA: ESTUDIO DE LAS TÉCNICAS DE ANÁLISIS DE FLUJOS IP Y SU APLICACIÓN EN EL MONITOREO DE REDES DE DATOS EN LA ESCUELA DE INGENIERIA EN SISTEMAS PERTENECIENTE A LA FIE TESIS DE GRADO Previo a la obtencion del titulo de: INGENIERO EN SISTEMAS INFORMATICOS Presentado por: Ana Belén Castro Romero Andi del Cisne Estrella Escudero RIOBAMBA ECUADOR 20092 - 2 - AGRADECIMIENTO Queremos expresar nuestra gratitud a nuestros padres que siempre nos han apoyado, en particular queremos agradecer al Ing. Alberto Arellano y al Ing. Diego Ávila por su incondicional apoyo y dedicación, del mismo modo quisiéramos agradecer a la Escuela de Ingeniería en Sistemas y al Departamento de Sistemas y Telemática por permitirnos la implementación de nuestra tesis. Hacemos extensivo nuestro más sincero agradecimiento a todas aquellas personas que de una u otra forma, colaboraron o participaron en la realización de esta investigación. Ana Belèn Castro Andi Estrella3 - 3 - DEDICATORIA Queremos dedicar esta tesis a Dios, a nuestros padres como reconocimiento a lo mucho que han hecho por nosotras, por su comprensión, motivación y apoyo. También deseamos dedicar a las Autoridades y Profesores de la Facultad por su constante apoyo, sin ellos habría resultado imposible la realización de esta tesis. Finalmente queremos dar las gracias a nuestros por sus diversas formas de apoyo durante toda nuestra carrera. Ana Belèn Castro Andi Estrella4 - 4 - Nosotras Ana Belén Castro Romero y Andi del Cisne Estrella Escudero, somos responsables de las ideas vertidas en esta tésis y el patrimonio intelectual pertenece a la ESCUELA SUPERIOR POLITECNICA DE CHIMBORAZO ANA BELÉN CASTRO ANDI ESTRELLA5 - 5 - RESPONSABLES NOMBRES FIRMAS FECHA Dr. Romeo Rodríguez DECANO DE LA FACULTAD DE INFORMÁTICA Y ELECTRÓNICA Ing. Iván Menes DIRECTOR DE LA ESCUELA DE INGENIERÍA EN SISTEMAS Ing. Alberto Arellano DIRECTOR DE TESIS Ing. Diego Ávila MIEBRO6 - 6 - Tlgo. Carlos Rodríguez Dir. Dpto CENTRO DOCUMENTACION PORTADA AGRADECIMIENTO DEDICATORIA INDICE GENERAL INDICE TABLAS INDICE FIGURAS INTRODUCCION CAPITULO I MARCO REFERENCIAL Antecedentes Justificación Justificación Teórica Justificación Aplicativa Objetivos Objetivo General Objetivos Específicos Hipótesis CAPITULO II MARCO TEÓRICO Definición de Monitoreo de Redes Tipos de Monitoreo de Redes Análisis de Flujos IP Descripción de tecnologías de análisis de flujos IP NetFlow sflow IPFIX... 397 Aplicaciones de Análisis de Flujos IP Comerciales Software Libre para la representación numérica y grafica en el monitoreo de una red CAPITULO III COMPARACIÓN DE TECNOLOGÍAS DE ANÁLISIS DE FLUJOS IP, NETFLOW, SFLOW, IPFIX Y EQUIPOS A UTILIZARSE Determinación de los parámetros y criterios de comparación Estudio de los diferentes equipos que soporta cada una de las tecnologías Tablas comparativas de las Tecnologías Netflow, Sflow, IPFIX Elección de la mejor Tecnología de análisis de Flujo IP para el Monitoreo de la red de la EIS CAPITULO IV IMPLEMENTACION DEL MONITOREO EN LA RED DE LA EIS Análisis de aspectos Generales de la red de la Escuela de Ingeniería en Sistemas Problemas y necesidades de la Red de la EIS Escenario a ejecutar Objetivos del monitoreo Selección de Equipos Configuración de Equipos Configuración del Switch capa Configuración del equipo a utilizar para el monitoreo CAPITULO V ANALISIS Y EVALUACION FINAL Pruebas Realizadas Pruebas de laboratorio Escenario en ejecución Resultados Obtenidos Análisis de los Resultados CONCLUSIONES RECOMENDACIONES RESUMEN SUMMARY GLOSARIO8 - 8 - BIBLIOGRAFIA ANEXOS INDICE DE TABLAS TABLA II.01 CONDICIONES GENERALES DE LA ESTRATEGIA DE MONITOREO TABLA II.02 APLICACION DE LOS FLUJOS Y HERRAMIENTAS UTILIZADAS TABLA II.03 VERSIONES DE NETFLOW TABLA II.04 CARACTERISTICAS DE LA EXPORTACIÓN DE REGISTROS TABLA II.05 APLICACIONES DE ANALISIS DE FLUJOS IP CPMERCIALES.. 42 TABLA II.06 APLICACIONES DE ANALISIS DE FLUJOS IP LIBRES 43 TABLA II.07 APROXIMADO DE UTILIZACIÓN DE CPU POR NÚMEROS DE FLUJOS ACTIVOS TABLA III.08 ROUTERS QUE SOPORTAN NETFLOW TABLA III.09 SWITCH QUE SOPORTAN NETFLOW TABLA III.10 EQUIPOS QUE SOPORTAN sflow TABLA III.11 EQUIPOS QUE SOPORTAN IPFIX TABLA III.12 PARAMETROS PRINCIPALES DE LAS TECNOLOGIAS TABLA III.13 USOS Y PROVEEDORES DE LAS TECNOLOGÍAS TABLA III.14 PARAMETROS PARA EXAMINACION DE PAQUETES O FLUJOS Y PROPIEDADES DE CADA TECNOLOGIA TABLA III.15 RECURSOS DEL AGENTE TABLA IV.16 USO DEL PROCESADOR Y RAM DEL NUMERO DE INTERFACES TABLA V.17 PASOS PARA CONFIGURAR SPAN LOCAL 949 - 9 - INDICE DE GRAFICOS Figura N II.01 Arquitectura del análisis Figura N II.02 NetFlow Figura N III.03 Routers que soportan NetFlow Figura N III.04 Características NetFlow Analyzer Figura N V.05 Ejemplo de configuración SPAN Figura N V.06 Escenario con VLANs Figura N V.07 Crear usuarios Figura N V.08 Añadir nuevo usuario Figura N V.09 Crear contraseña Figura N V.10 Permisos de usuario Figura N V.11 Creación de un sitio Figura N V.12 Conectar Figura N V.13 Conexión con el servidor ftp Figura N V.14 Transferencia de archivos Figura N V.15 Tráfico de VLANs Figura N V.16 Tráfico por velocidad (VLANs) 105 Figura N V.17 Utilizacion ancho de banda (tráfico origen VLANs) Figura N V.18 Utilizacion ancho de banda (tráfico destino VLANs) Figura N V.19 Reporte conversacion (VLANs) Figura N V.20 Reporte aplicacion (VLANs) Figura N V.21 Reporte según criterios (VLANs)10 Figura N V.22 Escenario con internet Figura N V.23 Comando ipconfig en el cmd Figura N V.24 Reporte aplicaciones (Internet) 110 Figura N V.25 Reporte tráfico de origen (Internet) Figura N V.26 Porcentaje de utilización (Internet) Figura N V.27 Interfaces analizadas (Internet) Figura N V.28 Detalle de las interfaces (Internet) Figura N V.29 Reporte de tráfico de entrada (Internet) Figura N V.30 Reporte conversación (Internet) Figura N V.31 Generar mas reportes Figura N V.32 Paquetes de entrada (Internet) Figura N V.33 Reporte de direcciones destino (Internet) Figura N V.34 Escenario de la EIS Figura N V.35 Creación de grupos Lab Autimatización Figura N V.36 Reporte de tráfico (EIS) Figura N V.37 Reporte Top N de aplicaciones (EIS) Figura N V.38 Reporte tráfico por volumen (EIS) Figura N V.39 Reporte trafico de destino (EIS) Figura N V.40 Reporte trafico de origen (EIS) Figura N V.41 Escenario en ejecución DESITEL Figura N V.42 Reporte de tráfico (DESITEL) Figura N V.43 Reporte de aplicaciones de entrada (DESITEL) Figura N V.44 Reporte de aplicaciones de salida (DESITEL) Figura N V.45 Reporte de direcciones de origen (DESITEL) Figura N V.46 Reporte de direcciones destino (DESITEL) Figura N V.47 Escenario DESITEL Figura N V.48 Top 10 de las aplicaciones de entranda (HIPOTESIS)11 Figura N V.40 Top 10 de las aplicaciones de salida (HIPOTESIS) Figura N V.50 Top 10 de las direcciones origen (HIPOTESIS) Figura N V.51 Top 10 de las direcciones destino (HIPOTESIS) INTRODUCCION En la actualidad las redes de computo de las instituciones se vuelven más complejas y la exigencia de la operación es cada vez mas demandante, por lo cual el análisis y monitoreo de redes se ha convertido en una labor cada vez mas importante y de carácter proactivo para prevenir problemas en un futuro. Existen diversas metodologías herramientas y técnicas que son capaces de examinar el trafico de manera exhaustiva, están disponibles pues es muy popular en la infraestructura de red los dispositivos Cisco con ellos NetFlow, sflow e IPFIX. Hay herramientas que utilizan la información de los flujos de tráfico para obtener monitoreo del comportamiento de la red y los usuarios, planeamiento de las redes, análisis de seguridad, contabilidad del tráfico IP, ingeniería de tráfico, etc. La prestación de servicios de calidad a los usuarios de una red depende de una gran cantidad de factores que involucran tanto aspectos de eficiencia como de seguridad. La investigación de técnicas de análisis de flujos IP permitirá definir características, ventajas, y desventajas de las tecnologías NetFlow, sflow e IPFIX y seleccionar la que mejor se adapte a las necesidades de la red de la Escuela de Ingeniería en Sistemas. El desarrollo de la tesis contendrá cinco capítulos los cuales abarcan información importante para obtener resultados satisfactorios al usuario final. El capítulo I Marco Referencial se describirá antecedentes, justificación, objetivos e hipótesis que se deberán cumplir al finalizar la misma. El Capitulo II Marco Teórico en el cual se detallara información de cada una de las tecnologías. En el Capítulo III se realizara un estudio comparativo de los parámetros más relevantes de cada una para de esta manera seleccionar la mejor. En el capítulo IV se analizara los aspectos generales de12 la EIS, el equipo a utilizar, se realizaran escenarios de simulación y finalmente el escenario a ejecutar en el Departamento de Sistemas y Telemática. El capitulo V es el análisis y evaluación final en el cual se mostraran los reportes obtenidos del monitoreo realizado y la comprobación de la hipótesis. CAPITULO I MARCO REFERENCIAL 1.1 Antecedentes El Análisis de Flujos IP [16] permite especificar técnicas que faciliten implementar sistemas de monitoreo y control completo en tiempo real sobre desempeño, disponibilidad, administración de fallos, entre otros en toda la red, que es de gran utilidad para la gestión así como la optimización de los recursos y la detección de usos irregulares. El análisis, la medición y la caracterización del tráfico de flujo en cualquier red IP o en Internet, son parámetros ampliamente utilizados y necesarios para cualquier operador de redes Existen muchos sistemas que son capaces de examinar el tráfico de manera exhaustiva, detectar actividades maliciosas, monitorear complejas métricas de desempeño, capturar trazas del tráfico, capturar trafico de broadcast, que sitio Web es el más visitado entre otros.13 Los requisitos para desarrollar estas mediciones actualmente están disponibles, pues es muy popular entre la infraestructura de red, los dispositivos Cisco con ellos NetFlow, sflow e IPFIX. Para realizar el análisis de la seguridad de las redes de datos, existen muchas y diversas metodologías, herramientas, y técnicas; y a su vez existen infinidad de manifestaciones en el comportamiento tanto de usuarios como de aplicaciones, que en el entorno de estas redes puede clasificarse como dañino, es por esto que se puede decir que no existe una manera absoluta de analizar todos los fenómenos. NetFlow [8] es parte integral del IOS de Cisco, que realiza la medición y colección de los datos, a la entrada de las interfaces ya sea del router o del switch, de forma extremadamente granular y exacta, lo que da lugar a los flujos, que no son mas, que agregados de tráfico de alto nivel. Sflow [5], es una tecnología que sirve para monitorizar el tráfico en las redes de datos que dispongan de switches y routers, define los mecanismos de muestreo implementados en un agente Sflow encargado de manejar el tráfico. Cuando se usa con una aplicación de gestión de red, Sflow proporciona una visión global de los patrones de tráfico de esa red, ayudando a predecir las posibles congestiones y permitiendo al usuario planificar futuras actualizaciones. IpFix (IP Flow Information Export) [9], define los requerimientos para exportar flujos de información IP de salida de los router y pruebas de medición de tráfico. Está documentado en el RFC A menudo estas herramientas proporcionan el contexto necesario para confirmar o desactivar una alerta de seguridad, entre las principales aplicaciones que se pueden desarrollar utilizando la información de los flujos de tráfico, encontramos: monitoreo del comportamiento de la red y los usuarios, planeamiento de las redes, análisis de seguridad, contabilidad del trafico IP, ingeniería de tráfico, etc. En los últimos años, en la red académica española (RedIRIS) se han llevado a cabo diferente proyectos relacionados con la monitorización y la caracterización del tráfico de Internet, como por14 ejemplo los proyectos CASTBA, MEHARI y MIRA. Estos proyectos se realizaron de forma conjunta entre la Universidad Politécnica de Madrid, la Carlos III de Madrid, la Politécnica de Catalunya (UPC), y con la participación como EPOs de RedIRIS, Telefónica Investigación y Desarrollo, el Centre de Supercomputación de Catalunya (CESCA) y el Instituto Catalá de Tecnología. Hoy en día la red de la Escuela de Ingeniería en Sistemas perteneciente a la Facultad de Informática y Electrónica de la Escuela Superior Politécnica de Chimborazo ESPOCH dispone únicamente de acceso a aplicaciones de Intranet, pero no existen herramientas que permitan especificar un monitoreo detallado de la red. Uno de los principales problemas en una red de múltiples usuarios es el bajo rendimiento debido a que no existe un control adecuado de los procesos que retardan y dificultan al usuario final y a los técnicos, usos irregulares, ataques, entre otros, los mismos que no permiten obtener la información necesaria de todo lo que ocurre en la misma. Por tal motivo realizaremos un análisis comparativo entre las técnicas de análisis de flujo IP (NetFlow, Sflow, IPFIX), con lo cual implementaremos una aplicación que permita realizar un control detallado de la red de la EIS, utilizando los equipos Cisco que se encuentran en la misma. Nuestra aplicación será implementada bajo la plataforma Linux para obtener una utilización adecuada de todos los recursos que existen en la red. 1.2 Justificación Justificación Teórica Conocer el uso que se da a las redes es sumamente importante para el diseño y gestión de las mismas. El entorno de red actual, dominado por la arquitectura TCP/IP (Internet) es muy dinámico y en expansión aparecen nuevas aplicaciones día a día que no se restringen a los servicios básicos como Web, correo electrónico o transferencia de ficheros, sino que traspasan al ámbito del comercio electrónico, los servicios multimedia, etc. Los usuarios, a su vez, modifican sus hábitos15 (número y tipo de peticiones, duración de las sesiones, etc.) aprovechando nuevos tipos de contratos (SLA, Service Level Agreement) que ofrecen distintos niveles de calidad de servicio. Finalmente, la comercialización de Internet ha puesto de manifiesto el replanteamiento de los métodos de tarificación (tarifa plana, etc.), ya que la tarificación aplicada en los servicios de telecomunicaciones existentes hasta el momento no parece satisfacer los requisitos del nuevo medio de comunicación de masas que es Internet. Esto mismo ha supuesto un impacto importante en las redes de ámbito académico, a través de las cuales hoy en día se puede acceder a servicios no estrictamente académicos ni de investigación. Por consiguiente, las redes académicas deben adecuarse a políticas de uso aceptable (AUP) que impidan que dichas redes supongan una competencia desleal con las redes comerciales y por otro lado, empezar a aplicar una corresponsabilización de los gastos sin esperar una subvención completa de las instituciones públicas. En ambos casos es necesaria la monitorización del tráfico. La gestión eficaz y eficiente de agregados de flujos es uno de los principales problemas a los que se enfrentan las redes IP actuales. Independientemente de los protocolos utilizados por cada uno de los flujos individuales que componen un agregado, éste debe comportarse y responder adecuadamente a las variaciones en los niveles de carga de la red como una sola entidad. Nuestro objetivo es el estudio de distintas técnicas de análisis de flujos IP y diseño de un esquema de control capaz de gestionar agregados heterogéneos en entornos dinámicos de manera totalmente transparente a los usuarios de la red Justificación Aplicativa El estudio de las técnicas de análisis de Flujos IP permitirá aprovechar al máximo las ventajas que ofrece cada una de éstas, enfocadas a la creación de un sistema de gran versatilidad, eficiencia y disponibilidad brindando servicios de alta calidad a la comunidad. La necesidad de agilizar los procesos de Internet para la comunidad de la EIS, proyectan una solución capaz de resolver los problemas de disponibilidad que existen en la actualidad en red de16 la misma. Esta solución proporciona información detallada sobre el uso de la red, que es de gran utilidad para su gestión y dimensionado, así como para la optimización de los recursos y la detección de usos irregulares y ataques, además permite automatizar y acelerar todos los procesos que han venido retardando y dificultando al usuario final y a los técnicos en la obtención de la información necesaria de todo lo que ocurre en la misma; mediante el diseño e implementación de una aplicación que permita monitorear el trafico que día a día ocurre en la red de la EIS, a través de los equipos disponibles. De esta manera el usuario final que actualmente se demora en obtener información por causa de algún fallo que ocurra, lo podrá realizar de manera más eficiente y rápida debido a que se realizara un control constante de la red. Una vez que los usuarios finales palpen la facilidad y rapidez con la que se obtendrán la información se incrementara la demanda del uso de la red por parte de los estudiantes, docentes y empleados ayudando en el aspecto investigativo a la comunidad politécnica y permitirá realzar la imagen de la ESPOCH al contar con este servicio de punta en el área tecnológica y de calidad de servicio a la comunidad politécnica. 1.3 Objetivos Objetivo General Analizar las técnicas de análisis de flujos IP para la prestación de servicios de control y su aplicación en el monitoreo de redes de datos en la Escuela de Ingeniería en Sistemas FIE Objetivos Específicos Estudiar y realizar un análisis comparativo de las tecnologías de análisis de flujo IP NetFlow, Sflow, IPFIX17 Determinar la tecnología que mejor se ajusten a la Infraestructura del monitoreo de la red de la EIS. Implementar la aplicación de monitoreo utilizando el Sistema Operativo Linux en su versión SUSE. Presentar los resultados obtenidos de la aplicación de monitoreo para que contribuya a la futura realización de políticas de seguridad y estrategias para un mejor control de la red. 1.4 Hipótesis La aplicación de las TÉCNICAS DE ANÁLISIS DE FLUJOS IP en la red de la Escuela de Ingeniería en sistemas perteneciente a la Facultad de Informática y Electrónica, permitirá realizar un mejor monitoreo y determinar de una manera más detallada las aplicaciones y los usuarios que mayor uso hacen de la red.18 CAPITULO II MARCO TEÓRICO 2.1 Definición de Monitoreo de Redes Introducción En la actualidad las redes [18], cada vez mas, soportan aplicaciones y servicios estratégicos de las organizaciones, las cuales si fallan, sin saber cual es el punto de ruptura, puede causar perdidas para la corporación o entidad. Las redes de cómputo de las organizaciones, se vuelven cada vez más complejas y la exigencia de la operación es cada vez más demandante. Por lo cual el análisis y monitoreo de redes se ha convertido en una labor cada vez mas importante y de carácter pro-activo para evitar problemas en el futuro. La seguridad no sólo radica en la prevención, sino también en la identificación. Entre menos tiempo haya pasado desde la intrusión e identificación, el daño será menor; para lograr esto es importante19 hacer un constante monitoreo del sistema con la finalidad de identificar áreas vulnerables que los intrusos utilizan para atacar a los servidores, PC, aplicaciones, entre otros, así como proporcionar los conocimientos necesarios para monitorear las principales actividades de cada uno de ellos. La prestación de servicios de calidad a los usuarios de una red depende de una gran cantidad de factores que involucran tanto aspectos de eficiencia como de seguridad. En el aspecto de la eficiencia el ancho de banda disponible y la utilización que se haga del mismo representa un factor crítico. Mientras que en el caso de la seguridad, es importante conocer el tipo de tráfico que está siendo cursado en la red, así como tener la capacidad de detectar tráfico de carácter malicioso. En relación al aspecto de eficiencia, el administrador y el diseñador de redes deben estar en capacidad de determinar el ancho de banda requerido de acuerdo a las necesidades de la organización y la forma efectiva como éste se utiliza cuando la red se encuentra en producción. Es importante recordar que los costos de comunicación de las empresas es uno de los rubros presupuestarios por servicios más importante. Por lo que durante el diseño de una red se deben realizar planes pilotos para monitorear y determinar los anchos de banda que serán requeridos durante su funcionamiento. Los monitoreos se requieren tanto para el tráfico que se genera hacia la misma red de área local como al exterior. Una vez que la red entra en producción, el administrador debe efectuar monitoreos de forma constante con el fin de determinar el tipo de tráfico que es enviado por medio de ésta y cuáles tipos de tráfico genera cada usuario o dispositivo. Lo anterior con el fin de detectar posibles fallas de dispositivos específicos, de diseño de la topología y de seguridad. En muchos casos reales los problemas de calidad de servicio no se deben a un limitado ancho de banda, sino a problemas de diseño de la topología y de la seguridad de la misma.20 El contar con conocimiento detallado sobre el tráfico regular que envían los usuarios de una red y el tipo de tráfico que se está enviando en un momento determinado permite detectar posibles ataques a determinados dispositivos. De acuerdo a los puntos enumerados anteriormente, la realización del monitoreo de tráfico de red sirve tanto para detectar problemas de eficiencia, como problemas de seguridad y diseño en una red. Sin embargo, para un administrador de red o diseñador de la infraestructura, efectuar el análisis y la interpretación de los resultados del monitoreo de red no es una tarea fácil de realizar. Por lo que la forma como éstos le sean presentados puede brindarle una gran cantidad de información útil o simplemente un grupo de datos difíciles de relacionar y sin significado coherente. Teniendo esto en consideración, es fácil llegar a la conclusión de que la visualización correcta y apropiada de los resultados del monitoreo de una red resultan críticos para que se puedan tomar decisiones correctas con respecto a ésta. Estrategia de monitoreo Antes de implementar un esquema de monitoreo se deben tomar en cuenta los elementos que se van a monitorear así como las herramientas que se utilizarán para esta tarea. Una consideración muy importante es delimitar el espectro sobre el cual se va a trabajar. TABLA II.01 CONDICIONES GENERALES DE LA ESTRATEGIA DE MONITOREO Que monitorear Alcance dispositivos Métricas Alarmas a ser monitoreados Utilización de Dispositivos de Permiten establecer Son consideradas como eventos con ancho de interconexión patrones de comportamiento inusual. banda (Ruteadores, comportamiento de los Tipos Consumo de switches, hubs, dispositivos a ser Alarmas que reportan cuando el CPU firewall) monitoreados. estado operacional de un21 Consumo de Servidores (Web, Ejemplos: dispositivo o servicio cambia. memoria mail, DB) Métricas de tráfico de Alarmas basadas en patrones Estado físico Red de entrada y salida (son valores máximos conocidos de las Administración Métricas de utilización como umbrales o threshold). conexiones (Monitoreo, Logs, de procesador y Alarmas de procesamiento Tipo de tráfico Configuración) memoria Alarmas de conectividad Alarmas Métrica de estado de Alarmas ambientales Servicios las interfaces. Alarmas de Utilización (Web, correo, Métrica de conexiones Alarmas de disponibilidad base de datos) lógicas (estado operacional) FUENTE: ELABORADO POR: Las autoras Elección de herramientas Existe un gran número de herramientas para resolver el problema del monitoreo de una red. Las hay tanto comerciales como basadas en software libre. La elección depende de varios factores, tanto humanos, económicos como de infraestructura: El perfil de los administradores, sus conocimientos en determinados sistemas operativos; Los recursos económicos disponibles El equipo de cómputo disponible. 2.2 Tipos de Monitoreo de Redes Existen, al menos, dos puntos de vista para abordar el proceso de monitorear una red: el enfoque activo y el enfoque pasivo. Aunque son diferentes ambos se complementan. Monitoreo Activo22 Este tipo de monitoreo se realiza inyectando paquetes de prueba en la red, o enviando paquetes a determinadas aplicaciones midiendo sus tiempos de respuesta. Este enfoque tiene la característica de agregar tráfico en la red. Es utilizado para medir el rendimiento de una red. Técnicas de monitoreo activo Basado en ICMP Diagnosticar problemas en la red Detectar retardo, perdida de paquetes RTT Disponibilidad de host y redes. Basado en TCP Tasa de transferencia Diagnosticar problemas a nivel de aplicación Basado en UDP Perdida de paquetes en un sentido (one-way) RTT (traceroute) Monitoreo Pasivo Este tipo se basa en la obtención de datos a partir de recolectar y analizar el trafico que circula por la red. Se emplean diversos dispositivos como sniffers, ruteadores, computadoras con software de.analisis de trafico y en general dispositivos con soporte para snmp, rmon y Netflow. Este enfoque no agrega trafico en la red como lo hace el activo. Es utilizado para caracterizar en la red y para contabilizar su uso. Tecnicas de monitoreo pasivo Solicitudes remotas Mediante SNMP23 Esta técnica es utilizada para obtener estadísticas sobre la utilización de ancho de banda en los dispositivos de red, para ello se requiere tener acceso a dichos dispositivos. Al mismo tiempo, este protocolo genera paquetes llamados traps que indican que un evento inusual se ha producido. Otros métodos de acceso Se pueden realizar scripts que tengan acceso a dispositivos remotos para obtener información importante para monitorear. En esta técnica se pueden emplear módulos de perl, ssh con autenticación de llave pública, etc. Captura de tráfico Se puede llevar a cabo de dos formas: 1) Mediante la configuración de un puerto espejo en un dispositivo de red, el cual hará una copia del tráfico que se recibe en un puerto hacia otro donde estará conectado el equipo que realizará la captura. 2) Mediante la instalación de un dispositivo intermedio que capture el tráfico, el cual puede ser una computadora con el software de captura o un dispositivo extra. Esta técnica es utilizada para contabilizar el tráfico que circula por la red. Análisis de Tráfico Se utiliza para caracterizar el tráfico de la red, es decir, para identificar el tipo de aplicaciones que son mas utilizadas. Se puede implementar haciendo uso de dispositivos probe que envíen información mediante RMON o a través de un dispositivo intermedio con una aplicación capaz de clasificar el tráfico por aplicación, direcciones IP origen y destino, puertos origen y destino,etc. Flujos Los flujos pueden ser obtenidos de ruteadores o mediante dispositivos que sean capaces de capturar tráfico y transformarlo en flujos. También es usado para tareas de facturación (billing).24 Análisis de Flujos IP Flujo [6] Se define como una secuencia unidireccional de paquetes con ciertas características comunes: Direcciones IP fuente y destino Número de protocolo a nivel 3 Puertos fuente y destino Octeto de ToS ( Type of Service) Índice de la interfaz de entrada (ifindex) Cisco llama a esta una "definición quíntuple de tráfico" en alusión a que se utilizan 5 elementos para la misma. La medición, el análisis y la caracterización del tráfico de Internet o en general de cualquier red IP, se ha convertido en una técnica ampliamente utilizada y necesaria para cualquier operador de redes. Como parte de las tareas de administración y explotación de una red de datos, deben realizarse disímiles acciones, enfocadas a la solución de los problemas de desempeño, el planeamiento, la seguridad, etc. Para realizar estas tareas de manera efectiva es necesario realizar la medición, cuantificación y análisis del tráfico que se cursa utilizando la red En la actualidad, Internet se ha consolidado como la red telemática más extendida y utilizada a nivel mundial. El crecimiento en lo que respecta a infraestructuras así como al número de usuarios conectados ha sido vertiginoso en los últimos tiempos. Este crecimiento ha dado lugar al surgimiento de un conjunto de nuevos servicios y aplicaciones (tales como las comunicaciones multimedia o el comercio electrónico) y nuevos paradigmas, como las comunicaciones peer-to-peer, P2P (entre iguales), que no existían hace algunos años. También ha dado lugar al surgimiento de amenazas, en la forma de ataques de seguridad a través de la Red. Esta continua evolución en el tráfico que circula por Internet hace necesario contar con herramientas adecuadas y flexibles que permitan conocer las características de dicho tráfico. En25 este sentido, se va a describir los diferentes sistemas de captura y monitorización de trafico flexible, basado en el análisis de patrones, adaptable a múltiples escenarios de utilización y con un conjunto de características avanzadas. Para realizar el análisis de la seguridad de las redes de datos, existen muchas y diversas metodologías, herramientas y técnicas, y a su vez existen infinidad de manifestaciones en el comportamiento tanto de usuarios como de aplicaciones, que en el entorno de estas redes puede clasificarse como dañino, es por eso que se puede decir que no existe una manera absoluta de analizar todos los fenómenos. Arquitectura del Análisis Exportador ( Router o Switch) -Crea un flow cache y exporta los récords Colector -Escucha en un puerto UDP -Guarda o reenvía los flows a otros colectores Analizador -Filtra, muestra, analiza y/o grafica los datos Figura N II.I Arquitectura del análisis26 En la figura (arriba) se observa : Los routers crean una serie de registros por cada flujo que los atraviesa. En principio esta técnica pretendía facilitar el proceso de enrutamiento. La información que contiene normalmente un registro es: Tiempo de inicio y fin Numero de paquetes y bytes Interfaces de salida y entrada Direcciones IP y puertos origen y destino Mascaras. Los routers consideran que un flujo ha concluido, y que por tanto, deben exportar la información contenido en memoria, cuando sucede algunas de estas situaciones: Se encuentra una bandera de fin de conexión Cuando un flujo no produce tráfico en 15 segundos 30 minutos después del comienzo Cuando el router se queda sign recursos Sin embargo, se ha comprobado que a las velocidades actuales no es posible en cuanto a recursos de memoria y velocidad de acceso capturar y actualizar los contadores por cada paquete de cada flujo La solución que se implementa es la de muestrear sólo un porcentaje de los paquetes. Esto implica que la precisión de las estadísticas de los registros no será exacta en métricas como el tiempo de inicio y fin. Métricas tales como el número de paquetes quedarán dividas según la tasa de muestreo.27 TABLA II.02 APLICACION DE LOS FLUJOS Y HERRAMIENTAS UTILIZADAS Aplicación de los flujos Determinación de problemas Clasificación de tráfico Análisis de ataques de denegación de servicio Ingenieria de tráfico Análisis de tráfico Inter-AS Uso de proxies Contabilidad Completa información SNMP Herramientas Múltiples paquetes Open- Source y evolucionando Flow-tools, Flowscan, FlowViewer, nfdump/nfsen, Starger, etc. Aplicaciones comerciales Cisco NetFlow Collector Árbol Networks Fuente: Elaborado por: Las autoras 2.4 Descripción de tecnologías de análisis de flujos IP NetFlow NetFlow es una tecnología abierta pero desarrollada por cisco, sirve para generar gráficos o tablas de información en función de tiempo que permitan ver en que estamos gastando el ancho de banda, que equipos, aplicaciones o protocolos consumen los recursos de la red, relevar nivel de utilización de enlaces en función de subredes o monitorear el nivel de utilización de un enlace y otra información útil para el administrador de la red Como la tecnología es abierta, otros fabricantes la implementan, como 3Com, Enterasys, Nortel, Juniper, Alcatel ohp Procurve, entre otros. NetFlow de Cisco. Es una herramienta adecuada para el desarrollo de tareas de "accounting" en una red.28 Qué es NetFlow? Figura N II.02 NetFlow Es un protocolo propietario de Cisco soportado en la actualidad por casi todas las líneas de switches y routers Cisco. Este protocolo permite a los dispositivos colectar información referida a todo tráfico que atraviesa los enlaces y enviar la información referida a ese tráfico utilizando UDP a un dispositivo que recibe la denominación de NetFlow Collector para la generación de informes, estadísticas, etc.. La ventaja de NetFlow [13] respecto de SNMP es que este protocolo brinda, fundamentalmente, información y funcionalidades de gestión, mientras que a esa información NetFlow le agrega la referida al tráfico que provoca el estado de utilización de cada dispositivo. Entre las aplicaciones posibles de NetFlow se pueden contar el monitoreo de la red de forma grafica y sencilla, principalmente para saber cómo, quien y en que se está usando el ancho de banda disponible, el monitoreo de aplicaciones específicas, detectar y prevenir cuellos de botella, el monitoreo de usuarios, el planeamiento de actualizaciones o modificaciones de la red, el análisis de seguridad, la implementación de sistemas de contabilidad y facturación, data warehousing y minig del tráfico de red, y tomar acciones correctivas o preventivas,etc. NetFlow realiza la creación de los flujos a la entrada del tráfico al router, y no a su salida, por lo que los flujos solo se actualizan por paquetes que provienen de la red (y no por paquetes que provienen de otras interfaces).29 Qué es un NetFlow Collector? NetFlow Collector es un dispositivo (PC o servidor) ubicado en la red para recoger toda la información de NetFlow que es enviada desde los dispositivos de infraestructura (routers y switches). NetFlow es un protocolo que genera y recoge esta información, pero también se necesita software que permita realizar la clasificación, almacenamiento y análisis de toda esta información de tráfico. Para esto hay en el mercado una amplia diversidad (por prestaciones y precio) de aplicaciones en el mercado que permiten trabajar sobre la información de NetFlow. Registro Netflow Un registro NetFlow puede contener un ancho de variedad de información a cerca del tráfico en un flujo dado. La versión 5 de NetFlow (una de las versiones más comúnmente usadas, siguiéndole la versión 9) constan de lo siguiente: Numero de Versión Numero de Secuencia Índices de interfaces de entrada y salida usados por SNMP Timestamps para el tiempo de inicio y finalización del flujo, en milisegundos desde el ultimo boot Cabeceras de la capa 3: Direcciones IP fuente y destino. Números de puerto de fuente y destino Protocolo IP Valor del tipo de Servicio (ToS)30 En el caso de flujos TCP, la unión de todos los flags TCP observados a lo largo de la vida del flujo. Información de ruteo en la capa 3: Direcciones IP del siguiente salto a lo largo del router de destino. Mascaras IP de fuente y de destino (Longitud de prefijos en la notación CIDR). Algunos routers pueden incluir el número del Sistema Autónomo (AS) en la fuente y el destino. Dependiendo de la configuración en el router, este puede ser inmediatamente el vecino AS. La versión 9 de netflow puede incluir todos estos archivos y puede incluir opcionalmente información adicional tal como Multiprotocol Label Switching (MPLS) y direcciones y puertos IPv6. Para analizar los flujos de datos, un cuadro del flujo de tráfico y volumen de tráfico en una red puede ser construido. Los registros netflow son usualmente enviados vía UDP o SCTP y por razones de eficiencia, los routers no almacenan registros de flujo, estos son exportados. Exportación de Registros Bajo ciertas circunstancias, los registros caducan en la cache de flujos cuando: Tiempo de vida activo/inactivo (por defecto: 15seg/30 min) La cache se llena Conexiones TCP con FIN o RST Al caducar, los flujos se agrupan y se exportan en datagramas de hasta 30 registros.31 TABLA II.03 VERSIONES DE NETFLOW Versión Descripción v1 Versión original. Ya no se utiliza v5 Agregó información sobre sistemas autónomos (BGP) y números de secuencia. La más utilizada hoy día v6 Encapsulamiento de información. v7 Básicamente igual a la 5, pero en Catalyst v8 Agregación en el router v9 Más flexible, basada en plantillas, soporta agregación en el router. Sirviendo como base para el nuevo estándar IPFIX de la IETF Fuente: Elaborado por: José Domínguez TABLA II.04 CARACTERISTICAS DE LA EXPORTACIÓN DE REGISTROS Descripción Cacteristicas Rendimiento Factores que afectan el rendimiento Número de flujos activos Control de timers Número de flujos exportados Uso de muestreo (sampling) Agregación en el enrutador Cantidad de memoria asignada a la cache (algunos modelos) Muestreo Colecta estadísticas para un subconjunto del tráfico que pasa por una interfaz Reduce significativamente el impacto en el CPU Imagen inexacta del tráfico No sirve para contabilidad y facturación Aún así útil para la planificación Alternativa para routers del backbone con alto número de interfaces y flujos32 Tipos de Muestreo Determinístico: selecciona uno de cada N paquetes Basado en tiempo: selecciona un paquete cada N milisegundos Aleatorio: de cada N paquetes selecciona uno al azar, considerado como la mejor opción. Planificación Planificar cuidadosamente donde se van a colectar los flujos Routers de borde o de agregación por donde pasa la mayoría de tráfico. Evitar recoger flujos duplicados en routers de backbone Buscar la configuración óptima para los tiempos de expiración (timer). Determinar que AS BGP interesa más Peer AS Origin AS Fuente: Elaborado por: Las autoras Información empaquetada del IOS de Netflow Cisco Netflow 7200/7500/7400/MGX/AS5800- aunque funcionalmente esta físicamente incluido en todas las imágenes del software para estas plataformas, los clientes deben adquirir una licencia de Netflow para poder hacer uso de la misma. Las licencias de netflow se venden para cada nodo base. Otros routers-netflow su funcionalidad es soportada solo en imágenes Plus para estas plataformas. Los clientes están obligados a adquirir una imagen mas adecuada a fin de utilizar las funcionalidades de Netflow en estas plataformas. No hay ningún distintivo de licencia para la mayoría de las plataformas de cisco, excepto los siguientes requieren una licencia de software de Cisco 7200/7500/7400/MGX/AS5800. Reforma a los IOS de lso Paquetes-Netflow está actualmente disponible en el paquete base de propiedad intelectual y superiores.33 Interfaces que soporta Netflow, encapsulación y protocolos Netflow soporta trafico de router en IPv4 (y encapsulación IPv4) por encima de un rango ancho de tipos de interfaces y encapsulación. Esto incluye Frame Relay, Modo de transferencia Asincrono, Inter-Switch Link, 802.1q, protocolo Punto a Punto de Enlace Multipunto, encapsulación de ruteo general, VPNs, tuneles IP Sec. Netflow es soportado por sub-interfaces. Si netflow es configurado en la interface principal entonces todas las sub-interfaces pueden ser contabilizadas. También están disponibles las características de las sub-interfaces de Netflow para ser contabilizadas por paquetes o subinterfaces especificas. Netflow soporta multicast existents en algunas plataformas Cisco. Cómo saber si los dispositivos soportan NetFlow? NetFlow está incorporado en Cisco IOS, por lo que ante todo es preciso verificar si la versión de IOS que estamos utilizando incluye NetFlow. Para esto podemos utilizar una herramienta específica del sitio web de Cisco que es el Cisco Feature Navigator. Un modo más sencillo y directo, puede ser ingresar a la línea de comando de nuestro dispositivo y aprovechar las facilidades que da el sistema de ayuda de Cisco IOS. Si obtenemos una respuesta como la que sigue, nuestra versión de IOS incluye las funcionalidades NetFlow: Router#configure terminal Ponga los comandos de configuración. Finalice con CNTL/Z. Router(config)#ip flow? flow-aggregation flow-cache flow-export Router(config)#ip flow Atención: el comando debe ser ejecutado en modo configuración global.34 Aplicaciones, Licencias y precios Cisco desarrolla e implementa la tecnología netflow en sus dispositivos, pero no dispone de una aplicación para su utilización. Hay varias empresas que han desarrollado herramientas para ello, como Fluke NetflowTracker, SolarWinds Netflow Analyzer, y algunas gratuitas, pero no con la misma calidad. Los precios y las licencias van en función del número de interfaces que se desee monitorizar. Hay una versión gratuita que permite monitorizar solo 2 interfaces sflow sflow es una tecnología para monitorear el tráfico en redes de datos que contienen switches y routers. En particular, esto define los mecanismos de muestreo puestos en práctica en un Agente sflow para supervisar el tráfico, el sflow MIB para controlar al Agente sflow, y el formato de datos de la muestra usados por el Agente sflow enviando estos a un colector de datos central. La arquitectura y técnicas de muestreo usadas en el monitoreo sflow del sistema son diseñadas para proporcionar un continuo site-wide (and network-wide) del monitoreo de tráfico de la alta velocidad en la red con switches y routers El diseño asocia especificamente las direcciones con : Monitorea con exactitud redes con tráfico en Gigabit o en velocidades más altas. Escalamiento para manejar las decenas de miles de agentes de un solo punto. Extremadamente bajo costo de implementación. El sistema de monitoreo sflow consiste en un Agente sflow (integrado en un switch o router) y una central colectora de datos, o el Analizador sflow. El Agente sflow usa la tecnología de muestreo para capturar la estadística de tráfico desde el dispositivo que monitorea. Los datagramas sflow son usado para inmediatamente enviar las estadísticas de tráfico probadas a un Analizador sflow para el análisis.35 Mecanismos de Muestreo El Agente sflow usa dos formas de muestreo: muestreo estadístico a base de paquete de flujos cambiados, y muestreo a base de tiempo de estadística de interfaz de red. Muestreo de Flujos Cambiados Un flujo es definido como todos los paquetes que son enviados sobre una interfaz, entran al Modulo Switching/Routing y son enviados a otra interfaz. En el caso de un one-armed router, la fuente y la interfaz de destino podrían ser los mismos. En el caso de una broadcast o el paquete de multicast puede haber múltiples interfaces de destino. El mecanismo de muestreo debe asegurar que cualquier paquete implicado en un flujo tiene una posibilidad igual de muestreo, independientemente del flujo al cual esto pertenece. Los flujos de muestreo son logrados así: Cuando un paquete llega sobre un interfaz, una decisión de filtración es hecha lo que determina si el paquete debería ser dejado caer. Si el paquete no es filtrado a una interfaz de destino es asignado por la función del switching/routing. En este punto una decisión es hecha sobre si realmente probar el paquete. El mecanismo implica un contador que es decrementado con cada paquete. Cuando el contador se pone a cero una muestra es tomada. Si realmente una muestra es tomada, el contador Total_Packets es incrementado. Total_Packets es una cuenta de todos los paquetes que podrían haber sido probados. La toma de una muestra implica copiar el jefe del paquete, o la extracción de rasgos del paquete. Siempre que una muestra es tomada, el contador Total_Samples, es incrementada. Total_Samples es una cuenta del número de muestras generadas. Las muestras son enviadas por la entidad de muestreo al Agente sflow para el tratamiento. La muestra incluye la información de paquete, y los valores de los contadores Total_Samples y el Total_Packets. Cuando una muestra es tomada, el contador que indica cuantos paquetes se debe saltar antes de la toma de la siguiente muestra deberían ser reinicializados. El valor del contador debería ser puesto a un número entero arbitrario donde la secuencia de números enteros arbitrarios usados con el tiempo debería ser igual a ese.36 Una estrategia alternativa para el muestreo de paquete es de generar un número aleatorio para cada paquete, comparar el número aleatorio a un umbral predeterminado y tomar una muestra siempre que el número aleatorio sea más pequeño que el valor de umbral. El cálculo de un valor de umbral apropiado depende de las características del generador de número aleatorio, sin embargo, la corriente de muestra que pasa todavía debe satisfacer. Switching Distribuido El sflow MIB permite a entidades de muestreo separadas ser asociadas con los elementos diferentes físicos o lógicos del switch (como interfaces, backplanes o VLANS). Cada motor de muestreo tiene su propio estado independiente (ej., Total_Packets, Total_Samples, Skip y Rate), y hacia adelante sus propios mensajes de la muestra al Agente sflow. El Agente sflow es responsable de empaquetar las muestras dentro de datagramas para la transmisión a un Analizador sflow. Generación de números aleatorios La característica esencial del generador de número aleatorio es que el valor de los números que esto genera converge a la tarifa de muestreo requerida. Un generador de número aleatorio de distribución uniforme es muy eficaz. El rango de salto de las cuentas (la varianza) considerablemente no afectan resultados; la variación de + el-10 % del valor es suficiente. El generador de número aleatorio debe asegurar que todos los números en la gama entre sus valores máximos y mínimos de la distribución son posibles; un generador de número aleatorio sólo es capaz de generar números pares, o números con cualquier divisor común es inadecuado. Muestreo de Estadística de Interfaz de Red El objetivo del muestreo debe ser de manera eficiente, de vez en cuando sondear cada fuente de datos sobre el dispositivo y extraer la estadística clave.37 Por la eficacia y adaptabilidad, el Sistema sflow pone en práctica el contador que sondea en el Agente sflow. Un máximo que sondea el intervalo es asignado al agente, pero el agente es libre de programar el sondeo para maximizar la eficiencia interna. El muestreo de flujo y el contador de muestreo son diseñados como la parte de un sistema integrado. Ambos tipos de muestras son combinados en Datagramas sflow. Ya que el muestreo de flujo será constante, pero arbitrario, la cadena de datagramas será enviado al Analizador sflow, contadores de muestras pueden ser tomadas de una manera oportuna para llenar estos datagramas. Una estrategia para el contador de muestreo hace el Agente sflow mantener una lista de fuentes de muestras probadas. Cuando una muestra de flujo es generada el agente sflow examina la lista y añade contadores al datagrama de la muestra, lo menos recientemente probado primero. Los mostradores sólo son añadidos al datagrama si las fuentes son dentro de un período corto, 5 segundos. De no encontrar el intervalo de muestreo requerido. Siempre que la estadística de una fuente contraria sea añadida a un datagrama de la muestra, el tiempo de la fuente contraria era la última probada, entonces es puesto al día y la fuente contraria es colocada al final de la lista. De vez en cuando, cada segundo, el Agente sflow examina la lista de fuentes contrarias y envía cualquier contador que tiene que ser enviado para encontrar la exigencia de intervalo de muestreo. Alternativamente, si el agente con regularidad programa el contador de muestreo, entonces esto debería programar cada contador fuente en un tiempo de principio diferente (preferentemente al azar) de modo que el contador de muestreo no sea sincronizado dentro de un agente o entre agentes. sflow MIB El sflow MIB define una interfaz de control para un agente sflow. Esta interfaz proporciona un mecanismo estándar para el control de forma remota y la configuración de un agente sflow.38 The SNMP Management Framework En el SNMP Management Framework actualmente consta de cinco grandes componentes: Una arquitectura general, que se describe en el RFC 2571 Mecanismos para la descripción y denominación de objetos y eventos para el propósito de la gestión. La primera versión de esta estructura de Información de Gestión (SMI) se llama SMIv1 y que se describen en las ETS 16, Mensaje o protocolos para la transferencia de información de gestión. La primera versión del protocolo de mensajes SNMP se llama SNMPv1 y se describe en el STD 15, RFC Una segunda versión del protocolo de mensajes SNMP, que no es una pista de estándares del protocolo de Internet, se llama SNMPv2c y se describe en el RFC 1901 y RFC La tercera versión del protocolo de mensaje se llama SNMPv3 y esta descrito en el RFC 1906, RFC 2572 y RFC Consideraciones de seguridad El despliegue de un sistema de vigilancia del tráfico plantea una serie de cuestiones de seguridad conexas. sflow no prevé mecanismos de seguridad, apoyándose en cambio en el despliegue y la configuración adecuada para mantener un nivel adecuado de seguridad. Si bien el despliegue de sistemas de monitoreo de tráfico crea algunos riesgo, sino que también proporciona un medio poderoso de detección y rastreo la actividad de la red no autorizado. Esta sección está destinada a proporcionar información que ayudará a entender los riesgos potenciales y las opciones de configuración para mitigar esos riesgos. Control El sflow MIB se utiliza para configurar la generación de muestras sflow. La seguridad de SNMP, con listas de control de acceso, se considera por lo general adecuado para el establecimiento de una empresa. Sin embargo, hay situaciones en que estas medidas de seguridad son insuficientes (por ejemplo una red WAN del router) y control de configuración de SNMP se desactivará.39 SNMP Cuando está desactivada, un interfaz de línea de comandos es típicamente siempre. Los siguientes son los argumentos necesarios para configurar sflow muestreo en una interfaz. Transporte Tráfico de información que se envía sin cifrar a través de la red del Agente sflow al analizador sflow y, por tanto, son vulnerables a la escucha. Este riesgo puede ser limitado mediante la creación de un seguro de medición de la red y encaminamiento de datagramas sflow durante el tiempo que este en la red. La elección de la tecnología para crear el seguro medición es el despliegue de red específicas, pero podría incluir el uso de VLANs o túneles VPN. El Analizador sflow es vulnerable a ataques con falsos datagramas sflow. Para limitar la vulnerabilidad de este analizador sflow debe comprobar y verificar los números de secuencia de las direcciones fuente. Si un seguro de red de medición se ha construido sólo en datagramas sflow recibidos de la red que debe ser procesada. Confidencialidad Información de tráfico que puede revelar información confidencial sobre los usuarios individuales de la red. El grado de visibilidad de la solicitud de datos a este nivel pueden ser controlados por la limitación del número de octetos de cabecera sflow capturado por el agente. Además, el paquete de muestreo hace prácticamente imposible para capturar secuencias de paquetes de una transacción individual. Los patrones de tráfico discernibles por la descodificación de los datagramas en sflow el analizador puede revelar detalles de una persona de la red las actividades relacionadas con el debido cuidado y deben tomarse medidas para garantizar el acceso al sflow Analyzer. Introduccion IPFIX IPFIX provee una plantilla en formato binario, generica, extensible, para la transferencia de flujos y eventos de datos en una red. Este formato puede ser usado para almacenamiento persistente tal40 como datos; sin embargo, las aplicaciones de almacenamiento persistente no son asunto de restricciones largas que se obligan en el protocolo IPFIX. Que es IPFIX? Internet Protocol Flow Information Export (IPFIX) pertenece al grupo de trabajo IETF. Este fue creado por la necesidad común, estándar universal de exportación de información de flujo por el protocolo de Internet para routers, sondeos, y otros dispositivos que son usados para sistemas de mediación, sistemas contables, y sistemas de administración de redes para facilitar servicios tal como mediciones, contabilidades. El estándar IPFIX podría ser definido como formato de información de flujo IP y transferencia a un colector de exportación. El estándar IPFIX fueron requerimientos originales del RFC El grupo de trabajo escogido por Netflow de Cisco versión 9 son base para IPFIX. Arquitectura Un proceso de Medicion (metering) colecta paquetes de datos en un punto de observación, opcionalmente estos son filtrados y agregan información acerca de los paquetes. Usando el protocolo IPFIX, un Exportador (exporter) envía esta información al Colector (collector). El exportador y colector tiene mucha relación: Un exportador puede enviar datos a muchos colectores y un colector puede recibir datos desde muchos exportadores. Protocolo Similar al protocolo Netflow, IPFIX considera un flujo como un numero de paquetes observado en un tiempo de ranura y un numero de porciones de propiedades, ejemplo, mismo recurso, mismo destino, mismo protocolo. Usando IPFIX, los dispositivos semejantes a los routers pueden tener un panorama total de redes grandes por medio de estaciones de monitoreo centrales de información.41 IPFIX es un protocolo de empuje, cada envió seria periódicamente enviando mensajes IPFIX para configurar los recibidos sin ninguna interacción por lo que se recibe. La actual constitución de datos en los mensajes IPFIX son de gran alcance para los envíos. IPFIX introduce en la composicion para que reciban estos mensajes con la ayuda especial de las plantillas. El envio es libre solo para usar tipos de datos definidos en estos mensajes, como el protocolo es extensamente libre y puede adaptarse a diferentes escenarios. IPFIX prefiere el SCTP (protocolo de transmisión de control de corriente) como esta en la capa de transporte, pero solo permite el uso del TCP (protocolo de control de transmisión) o UDP. 2.5 Aplicaciones de Análisis de Flujos IP Comerciales TABLA II.05 APLICACIONES DE ANALISIS DE FLUJOS IP COMERCIALES Plataforma Tecnología Descripción que soporta Scrutinizer NetFlow Analyzer Windows 2000/XP/2003 sflow v2, v4, v5 NetFlow v7, v9 Proporciona información muy detallada de utilización de red de los usuarios y aplicaciones que están causando más tráfico. IPFIX Recuperar el tráfico que se necesita y presentarlos en una vista gráfica detallada. Professional Look Windows Depende de la Herramienta portátil de monitoreo de red. at Net 2000/XP/2003 versión registrada La vigilancia no requiere los privilegios de un administrador. Solo se requiere derecho de administrador anfitrión para la explotación y escaneo silencioso y tramas Ethernet o captura de paquetes IP, filtrado de paquetes IP en direcciones IP, puertos, salidas, entradas y más Net-Probe Windows Monitoreo de dispositivos, integrando42 /XP/2003 gráficas, alarmas, acciones, seguimientos GPS y acciones. Basado en un asistente de configuración utilizando para escanear y establecer una red en unos pocos pasos PacketTrap Network Windows 2000/XP/2003 Apoyando al SNMP Desarrolla un escaneo rapidísimo de la red para descubrir todos sus dispositivos. Discovery 2.2 Los resultados se plasman en una interfaz de última generación. Busca información específica para realizar un análisis granular ManageEngine NetFlow Analyzer Win2000/NT/XP /2003/Vista/Linux NetFlow Monitorización de ancho de banda basado en tecnología Web. 7 Ofrece visibilidad completa sobre routers y switch cisco. Informes detallados y gráficos en tiempo real. Proporciona información muy completa sobre el tráfico de red, sin necesidad de utilizar sondas. Fuente: Elaborado por: Las autoras red Software Libre para la representación numérica y grafica en el monitoreo de una TABLA II.06 APLICACIONES DE ANALISIS DE FLUJOS IP LIBRES Plataforma Tecnología Descripción NetFlow Tracker Linux, Unix NetFlow/IPFIX Información completa del tráfico que permite realizar un importante análisis en profundidad de la información de aplicaciones y protocolos incluyendo actividad de usuario, conversación, sistema y aplicación Soporta multicast Genera bases de datos únicas que coleccionan, almacenan y permiten ofrecer valiosos informes del comportamiento de la red. Seguridad, convergencia de voz y datos, servicios de43 soporte MIRA FreeBSD, GNU/Linux NetFlow CoralReef Sistema de captura y monitorización avanzada de tráfico altamente configurable y flexible, adecuado para su utilización tanto en redes de área local como en redes de gran cobertura. Análisis de contenidos: detección de contenidos de tipo lúdico y la detección de incidentes de seguridad. Soporte del Ipv6 NAGIOS Sirve para monitorear servidores (SMNTP, POP3, HTTP, NNTP, ping), reporta problemas de la red de sus clientes, usuarios finales o encargados. Supervisión de los recursos del host Diseño simple Capacidad de definir jerarquía de host de la red Notificaciones Escalada opcional de las notificaciones del dispositivo Interfaz del web para el estado de la red de visión NetSupport Manager 10.5 Windows 2008, Vista, Mejoras en la seguridad, comunicación o transferencia de datos. XP, 2003, Autenticación de Smartcards 2000, ME y Directorio Activo 9x, Linux, Internet Gateway Solaris, Mac, Transferencia de archivos Pocket PC, Miniaturas ampliables CE, NetSupport School Windows Mobile Fuente: Elaborado por: Las autoras44 CAPITULO III COMPARACIÓN DE TECNOLOGÍAS DE ANÁLISIS DE FLUJOS IP, NETFLOW, SFLOW, IPFIX Y EQUIPOS A UTILIZARSE 3.1 Determinación de los parámetros y criterios de comparación Debido a la gran importancia que hoy tienen las redes de datos LAN/WAN en la productividad y eficiencia de las empresas e instituciones educativas, es indispensable contar con la Plataforma de Conectividad y Comunicaciones que nos asegure un acceso rápido y mejore el desempeño de las aplicaciones y nos brinde seguridad. El crecimiento constante y la incorporación de nuevas tecnologías, gradualmente se van complicando y muchas veces degradando la performance de la red. Por esta razón hay que realizar un Análisis Comparativo, orientado a prevenir, plantear soluciones concretas ante nuevos problemas o requerimientos y, a elegir la tecnologia que mas convenga de este modo asegurar la estabilidad, operabilidad y flexibilidad en el tiempo del Sistema en General. Para brindar el mejor servicio en el control y mantención de la Red y ser un apoyo real en la incorporación de las soluciones tecnológicas, se propone un analisis de los parametros y criterios de comparacion mas relevantes y de vital importancia dentro de cada tecnologia con el objetivo de seleccionar la mejor para una implementacion adecuada.45 Los parámetros a comparar en las tecnologías NetFlow, Sflow e IPFIX son [14, 15 y 17]: Tipo de Información Cantidad de datos Colección de Información Estado de Estandarización Enfoque de recolección En que se basa cada una de las tecnologías Usos Proveedores de equipos que incluyen las tecnologías Exanimación de paquetes o flujos Propiedades Recursos del agente CPU, Memoria Acontinuacion se detalla en las tecnolgias Netflow, sflow e IPFIX cada uno de los parametros. NETFLOW Netflow es la principal tecnología de monitoreo de tráfico en la red. Todos los principales proveedores de equipos tienen la capacidad de proporcionar Netflow. Con Netflow los conmutadores, routers y otros componentes recopilan y mantienen información sobre el tráfico que atraviesa la red. Es decir información lógica de extremo a extremo entre los flujos de origen y destino de los servidores, así como lo físico es de punto a punto entre las corrientes principales de los elementos de la red.46 NetFlow controla la inactividad en el tráfico que no excede los 15 segundos (es configurable) NetFlow controla la expiración de los flujos que se mantienen activos por más de 30 minutos, mediante esto se asegura un reporte periódico (es configurable) En NetFlow periódicamente las estadísticas de tráfico de todos los flujos que caducan son exportados desde el dispositivo que mantiene la caché (router o switches) por UDP (también mediante SCTP). En tiempo real en netflow las fuentes de datos están siempre disponibles y transmiten una gran cantidad de información vital sobre el tráfico de la red. Cisco NetFlow, es un sistema de monitoreo el cual envía información del flujo del tráfico a un colector central. Descifra cada paquete IP, mantiene tablas de flujos activos, y envían información periódicamente a una aplicación de administración de red. Cuando se introdujo por primera vez Netflow de Cisco se trataba de una técnica de almacenamiento en cache basado en corrientes. Este enfoque hoy en día se sigue dando pero ya Netflow se basa más en recolectar estadísticas. Netflow caché todavía está presente y puede ayudar mucho cuando se tiene acceso a listas. El seguimiento de las estadísticas cruciales en Netflow se cuenta con paquetes y bytes. Al habilitar Netflow en un router o switch, se recogen estadísticas sobre el tráfico IP que genera ese dispositivo. El flujo de datos que expira puede ser exportado a un sistema de recogida de post-procesamiento y almacenamiento. El Software de presentación de informes le da acceso a la información. El Flujo de vencimiento se basa en la evidente extinción de la corriente (TCP RST o FIN) y temporizadores, incluyendo un temporizador para garantizar que los datos se exportan a veces, o para impedir la pérdida de información.47 Uso de datos Netflow El alcance de los datos en Netflow es considerable. Netflow ofrece información sobre los puertos de origen y de destino, direcciones, las redes de tráfico y protocolos de las clases, el tráfico y la cuenta de paquetes, las interfaces de entrada y salida, el tipo de servicios y aplicaciones, entre otras. Cómo se obtengan los datos esto determinará su utilidad e influencia en el rendimiento de la red global de gestión. Netflow para controlar gran volumen de información disponible no únicamente extrae los datos sino dispone de un colector Netflow que puede reunir y agrupar los datos de toda la empresa. El exportador de datos de Netflow le permite recolectar datos de toda la red sobre el tráfico que pasa por esa red. Los informes que se pueda sacar dependen de la herramienta que se elija. Netflow contiene información sobre las interfaces. Información como: Cantidad de tráfico que pasa a través de cada interfaz Informar sobre los transmisores y receptores. Netflow puede proporcionar en tiempo real casi (hay un pequeño retraso con la exportación) la misma información como al trabajar con los usos distribuidos de un sniffer Otro uso es la recuperación de los costos debido a la identificación de desperdicio de ancho de banda. Es decir puede identificar a las aplicaciones que son los principales consumidores de ancho de banda le ayuda a centrarse en dónde concentrar los esfuerzos para aumentar la eficiencia. Varios vendedores de Netflow, así como Cisco Netflow dicen que Netflow puede proporcionar una buena información sobre los brotes de virus o gusanos y otras actividades inusuales.48 Al estar recibiendo datos en todos los IP de origen y de destino, así como los puertos, se puede ver lo siguiente: Tráfico dirigido al puerto 445 Un informe sobre las fuentes ordenada de los flujos de tráfico del puerto 445 como: Identifica rápidamente los equipos infectados. Si el ordenador infectado es decir serverlet es un FTP para descargar el malware, también se puede buscar en los clientes, es decir, el envío de tráfico FTP acoge a ese equipo. Usos NetFlow Contabilidad y Cobro (Accounting /Billing).- al proveer métricas finas por ejemplo direcciones IP, cantidad de paquetes y bytes, timestamps, tipo de servicios y puertos de aplicación, permite gran flexibilidad y detallado del seguimiento del uso de recursos. Planificación y Análisis de Red.- provee información clave que puede ser utilizada por herramientas para planificación y toma de decisiones estratégica, minimizando el costo total de las operaciones de la red y maximizando la performance, capacidad y confiabilidad. Monitoreo de Red.- al dar información casi en tiempo real NetFlow permite realizar monitoreo de red. Las técnicas de análisis basado en flujos pueden utilizarse para visualizar los patrones de tráfico asociados a routers o switches individuales, siendo útil para detectar fallas y actuar de forma más rápida para solucionarlas. Monitoreo y Profiling de aplicaciones.- Provee a los administradores de red una vista detallada y basada en tiempos del uso de las aplicaciones en la red. Monitoreo y Profiling de Usuario.- Provee a los administradores de red información de la utilización de los recursos de red y de aplicaciones de los usuarios o clientes. Esta información puede servir49 para planificar el uso de recursos de aplicación, como también detectar y resolver potenciales violaciones de seguridad. NetFlow Data Warehousing and Mining. - Los datos exportados o la información derivada de NetFlow puede ser analizada para soportar de forma proactiva programas para servicios de marketing o clientes. Esto es especialmente útil para los Internet Service Providers (ISPs), ya que NetFlow permite a éstos indagar en sus paquetes de servicio. Consideraciones clave Netflow, tiene una verdadera comprensión en el rendimiento de la red y está bien posicionada para el usuario final al optimizar la calidad del uso. Netflow proporciona: Compatibilidad Universal - Soporte de TI, trabajando con todos los beneficios de Netflow por lo que la información puede ser obtenida de todos los elementos heterogéneos en un entorno de red para el análisis. Mostrar jerárquica - Mejorar la eficiencia de TI mediante la presentación de datos en Netflow a través de resúmenes de alto nivel y facilitar los flujos de tráfico según sea necesario. Granular la gestión de datos - que pueda decidir cuánto tiempo puede conservar Netflow los datos y con qué frecuencia debe recoger de los dispositivos de red. Tiempos de retención ampliada de apoyo a la identificación y resolución de problemas intermitentes. Colección de datos en intervalos de un minuto, en tiempo real ayudan a encontrar anomalías transitorias. Profundidad ilimitada - le permiten mirar más allá de las "Top N", las conversaciones, los protocolos, o cualquier otra métrica. Al examinar la parte superior de una lista clasificada puede ayudar en la identificación de problemas obvios. Este enfoque no siempre refleja lo que está sucediendo realmente en la red, donde se producen mayormente anomalías causadas por virus, gusanos y piratas informáticos.50 No hay inversión de capital: Casi todas las redes ya contienen dispositivos con capacidad Netflow. Al encender los datos de Netflow, estos dispositivos pueden inmediatamente comenzar a exportar estadísticas de la red. Rendimiento de netflow TABLA III.07 APROXIMADO DE UTILIZACIÓN DE CPU POR NÚMEROS DE FLUJOS ACTIVOS Número de flujos activos en la cache Utilización de CPU adicional <4% <12% <16% Fuente: Elaborado por: Eduardo Prieto La reducción significativa de la utilización de CPU con Netflow se logra mediante Sampled NetFlow Optimización de los tiempos Una arquitectura distribuida Tener una exportación doble no tiene un impacto relevante en la utilización del CPU Memoria NetFlow guarda en la memoria interna la correspondencia entre el flujo y su interfaz de salida, de forma que para posteriores paquetes pertenecientes a ese flujo no será necesario recurrir a consultas en sus tablas de encaminamiento, ahorrando de este modo, valiosos ciclos de CPU y uso de memoria. Precisamente, esta capacidad de los dispositivos de encaminamiento de obtener información referente a los flujos cursados puede ser aprovechada para medir y caracterizar el tráfico que51 atraviesa el router prácticamente en tiempo real, y ello de una manera convenientemente agregada facilita el análisis de la calidad de servicio. El tipo de información que NetFlow puede proporcionar incluye: Análisis de red / planificación de la capacidad: Los datos de NetFlow permiten tomar mejores decisiones técnicas sobre la red al revelar si el tráfico ha superado un umbral definido (utilización, velocidad o volumen) en un enlace de red. Mediante los datos NetFlow, un ingeniero puede determinar si el aumento de la capacidad resolverá un problema en un enlace o si se pueden reducir enlaces para ahorrar dinero. Supervisión de redes, servidores, aplicaciones / Solución de problemas: NetFlow permite la supervisión exhaustiva, en tiempo real, de las redes para ayudar a detectar problemas y solucionar problemas de manera efectiva y rápida. Detección de virus: NetFlow mide el tráfico en los enrutadores y los conmutadores e incluye información detallada sobre los puertos de origen, destino y servicio de los paquetes. Esta información puede utilizarse para identificar los patrones de tráfico de red anómalos y la actividad de barrido de puertos: indicaciones frecuentes de gusanos. SFLOW sflow combina contadores exactos de paquetes con muestreo estadístico del estado de las tablas de ruteo, para que el switch envíe paquetes de forma randómica. La muestra seleccionada es enviada inmediatamente a un colector central para ser analizado. Arquitectura de sflow Los elementos básicos de un sistema sflow son el Agente y el Colector.52 El Agente sflow es un proceso de software que corre como parte del software de administración de red dentro de un switch o router. Combina contador de interfaces y muestras de flujos en datagramas sflow que son enviados a través de la red hacia el Colector sflow. El muestreo de paquetes es típicamente realizado por switcheo/ ruteo ASICs. El Agente sflow realiza muy poco procesamiento, simplemente empaqueta datos en los Datagramas sflow que son enviados inmediatamente a la red. Este envío inmediato minimiza los requerimientos de memoria y CPU del Agente. El colector se encarga de recolectar y analizar los datos, pudiendo generar información detallada del tráfico en tiempo real. Recursos del Agente Cuando se comparan tecnologías embebidas en aplicaciones de monitoreo, se deben considerar tres recursos principales que la aplicación consumirá: CPU, memoria y ancho de banda. Estos recursos son caros, por lo tanto, la solución debe minimizar el uso, y así hacer una solución menos costosa. CPU Los requerimientos computacionales en el monitoreo del tráfico impactan significativamente en los costos del agente y escalabilidad. Las técnicas de monitoreo requieren más alta performance en el manejo de CPU para switches y routers. Además un solo procesador quizás no soporte la demanda de monitorear un gran número de puertos contenidos en muchos switches y por ende más CPU es requerida para monitorear.53 En contraste, la función de muestreo del agente sflow puede ser fácilmente implementada en hardware. Además como el agente de lo único que se encarga es de enviar el cabezal del paquete al servidor, esa tarea no implica una sobrecarga del CPU. Memoria La memoria requerida para construir las medidas de tráfico afecta al costo del agente. El agente NetFlow construye matrices en la RAM del agente. El tamaño de las tablas depende mucho de los patrones de tráfico. NetFlow tiene la ventaja de que puede ser configurado automáticamente para descargar flujos individuales cada quince minutos o más, y también para descargar bloques de flujos para prevenir quedarse sin memoria suficiente. El agente sflow solo necesita RAM para guardar un paquete. Cuando una muestra es tomada es enviada inmediatamente al servidor. Ancho de banda La transferencia de datos desde los agentes de monitoreo al colector central consume considerable ancho de banda. Este ancho de banda es quitado a las aplicaciones de la red. Hay que considerar también que picos altos de transferencia pueden causar congestionamiento en la red. La carga de red de un agente NetFlow se muestra como streams de largos paquetes UDP. Una vez que la tabla de flujos se llena, un gran número de flujos pueden ser descargados para liberar espacio.54 Todos los agentes sflow realizan un envío sostenido de paquetes hacia el servidor. Cada agente puede controlar el nivel de tráfico ajustando la frecuencia de muestreo. Recursos del Servidor El agente de monitoreo es solo una parte de la solución de administración. Un servidor central se precisa para configurar los agentes, bajar y archivar los datos, mostrar los datos en una interface de usuario. Un factor clave al determinar el costo y escalabilidad de un sistema de monitoreo es determinar los recursos del servidor para gestionar un solo agente. El consumo de recursos en el servidor determina la cantidad de agentes que un solo servidor puede administrar. El servidor NetFlow tiene el problema del gran tamaño de las matrices de tráfico de los agentes. Aparte del esfuerzo de recibir la información desde la red, también tienen que consolidar los datos en matrices de tráfico por sitio sin mezclar la información de los distintos agentes. En sflow el tamaño de las matrices construidas por el muestreo de paquetes es mucho menor, consiste típicamente de los flujos más ocupados, más una selección de los flujos más pequeños. Por lo tanto la tarea de consolidar las matrices de tráfico es mucho más liviana. Propiedades Sflow Sflow provee una amplia vista del uso de la red y de los routers. Permite medir el tráfico de red, recolectar, guardar y analizar los datos del tráfico. Preciso.- El muestreo es simple como para ser realizado en hardware. Además, el sistema sflow está diseñado de manera que puede ser determinada con exactitud distintos tipos de medidas.55 Detallado.- El contar con información completa de la cabecera de los paquetes y del switching y routing permite un detallado análisis del flujo de tráfico de las capas L2-L7. Escalable.- En tamaño y velocidad. Es capaz de monitorear redes a 10Gbps, 100Gbps y más, sin sobrecargar la red. Cientos de dispositivos pueden ser monitoreados por un único Colector sflow. Bajo Costo.- El Agente sflow es simple de implementar y agrega bajo costo a un switch o router. Ha sido implementado en un amplio rango de dispositivos, sin requerir memoria y CPU extra. Oportuno.- El Colector sflow tiene una vista del tráfico de la red de los últimos minutos. Esta propiedad es particularmente importante si fuera necesario proveer controles en tiempo real. Usos SFlow sflow da una amplia visibilidad del uso de la red al monitorear los flujos de tráfico en todos los puertos. Algunos de sus usos son: Soluciona problemas de tráfico (Troubleshooting Network Problems) Cualquier uso de la red genera tráfico. Consecuentemente, los problemas son observados en patrones anormales de tráfico. sflow hace visibles estos patrones anormales, con el detalle como para rápidamente identificar, diagnosticar, y corregir._ Control de congestionamiento (Controlling Congestion) Al monitorear el flujo de tráfico en todos los puertos, se pueden ver los links de congestionamiento, identificar el origen del tráfico, y las conversaciones entre aplicaciones.56 Seguridad y Audit Trail Analysis Permite de forma rápida, controlar y hacer un seguimiento de ataques y amenazas internas y externas. Para llevar la historia detallada del tráfico se crea una baseline del comportamiento normal, a partir del cual anomalías o actividades sospechosas se pueden identificar. De esta forma se puede prevenir ataques intencionales, minimizar errores no intencionales, y proteger la información. Perfil de ruteo Como sflow contiene información anticipada, puede usarla para perfilar las rutas más activas y los flujos que corren por esas rutas. Al comprender las rutas y flujos permite optimizar las rutas mejorando la conectividad y performance. Contabilidad y cobro del uso (Accounting and Billing for Usage) Provee información detallada del uso de los servicios de red, y así poder contabilizar y facturar el uso por cliente. También puede ser usado para proveer a los clientes una lista de su tráfico total, indicar los usuarios y aplicaciones más frecuentes. IPFIX Netflow recoge los datos de tráfico, IPFIX normaliza Netflow IPFIX es compatible con la aplicación, y se incluye como parte del Cisco IOS. IPFIX (IP Flow Information Export), define los requerimientos para exportar flujos de información IP de salida de los router y pruebas de medición de tráfico. Está documentado en el RFC Mediante el empleo de técnicas pasivas de análisis como IPFIX se puede disponer de una arquitectura no intrusiva e interoperable para calcular métricas de calidad de servicio. El hecho de ser un método pasivo permite disponer de numerosos puntos de medida sin que el tráfico de datos57 se vea afectado, mientras que el hecho de ser interoperable contribuye a que diversos operadores puedan colaborar entre sí para recabar información relacionada con sus enlaces y el tráfico intercambiado entre ellas. Otra propiedad inherente a las técnicas de análisis basadas en flujos (IPFIX) es la de caracterizar el tipo de tráfico cursado por los usuarios finales, lo cual facilita el desarrollo de metodologías de estimación de QoS orientadas a la percepción del usuario de los servicios de red. El IETF ha estado trabajando para normalizar Netflow. Esta normalización se llama IPFIX, que corresponde a la propiedad intelectual de flujo de información de exportación. El IETF considera implementaciones de trabajo como punto de partida, y elegido para el trabajo de Cisco Netflow versión 9. Versión 9 de Netflow se extiende por el uso de plantillas para describir el flujo de expedientes. Esto proporciona extensibilidad, también permite asegurar el flujo de información - SCTP es un flujo seguro de transporte se puede utilizar en lugar de TCP o UDP para el transporte. IPsec o TLS también se puede utilizar. La norma también permite la muestra de datos de IPFIX, lo que facilita la carga de los dispositivos de clasificación y presentación de informes sobre todos y cada uno de los paquete. Cisco recomienda un muestreo aleatorio (muestreo probabilístico) para garantizar que no se pierdan las corrientes, por ejemplo cuando hay perdidas periódicas los patrones de datos. La mayoría de los principales proveedores como Cisco tienen la intención de apoyar IPFIX para que pueda seguir adelante. IPFIX es un estándar que permite a los vendedores proporcionar las exportaciones en el mismo formato de un flujo de datos constante. Con esta tecnología, los routers se utilizan para recopilar datos IPFIX y, por tanto, las empresas tienen las siguientes ventajas: No hay inversión de capital: Casi todas las redes ya contienen dispositivos con capacidad IPFIX. Al encender los datos de IPFIX, estos dispositivos pueden inmediatamente comenzar a exportar estadísticas de la red.58 Bajos costes de despliegue: Configurar IPFIX implica unos comandos y una interfaz de comandos para cada interfaz de funcionamiento IPFIX. Recursos de Datos completos: IPFIX medidas e informes automáticamente de todos los tráfico IP. Se asocia con el mantenimiento de hardware y software en un router Cisco. Cuando se busca implementar IPFIX, considere lo siguiente: IPFIX generalmente aumenta la utilización del CPU en la configuración de dispositivos, en promedio, de un 1% al 2%. Sólo el tráfico IP es compatible. IPFIX es un protocolo de NetFlow v9 más fiable, y define mayor colección de información que NetFlow. IPFIX utiliza plantillas, lo que hace que el protocolo de transporte sea fiable Usos de IPFIX Cada flujo de datos en IPFIX es único y es identificado por siete criterios: Fuente dirección IP, La dirección IP de destino, Número de puerto de origen (TCP / UDP), Número de puerto de destino (TCP / UDP), Nivel 3: Tipo de protocolo ( IP / ICMP), Tipo de servicio (TOS), Entrada de la interfaz lógica. Los datos de IPFIX pueden ser analizados para informar lo siguiente: Todos los hosts que transmiten la mayoría de los datos en la red59 Todos los hosts que transmiten la mayoría de los datos entre sí Todas las solicitudes que ponen más tráfico en la red El volumen de datos por entidad (circuito, ubicación remota, región, etc.) Datos por tipos de entidad (circuito, ubicación remota, región, etc.) ToS, Criterios de presentación de informes sobre NetFlow / IPFIX, los datos requieren un sólida motor de análisis. Al seleccionar la presentación de solución de su IPFIX tenga en cuenta los siguientes criterios: Escalabilidad:La gestión y solución de IPFIX debe ser capaz de escalar en pequeñas implementaciones, En una solución jerárquica, los datos de IPFIX se originan en el router. El envío de datos IPFIX es a un dispositivo de recogida de información agregados al router. Cada dispositivo de recogida reduce los datos de IPFIX remite a la gestión y presentación de informes por consola. Esto tiene un doble efecto de reducir al mínimo los datos que fluyen a través de la red y maximizar el área de red que puede ser cubierta con una solución IPFIX. Cada dispositivo debe tener cuidado de no descartar demasiada información, lo que haría que la solución sea inútil o ineficaz al ganar visibilidad en la red. Idealmente, una solución completa de informes recopila miles de protocolos únicos, los ejércitos, y las conversaciones por enlace de red, además de 100% de datos para aplicaciones de misión crítica. Porque IPFIX aun no esta ampliamente desarrollado? 1. Hace falta: Longitud variable, un problema con las cadenas Seguridad Mensajes de plantillas retiradas 2. El valor esta en el proceso de medición 3. Se aplica el flujo de exportación de IPFIX por SCTP60 Limitaciones de IPFIX 1. Campo no observado No hay valores a ser observados Ejemplo: tipo ICMP, numero de puerto, TCP, en Windows tamaño de trafico UDp Qué primero se escoge? Valor específico por elemento de información Si en una información específica. El elemento es requerido por una plantilla, pero no está disponible en paquetes observados, el proceso de exportación podrá optar por los registros de flujo de exportación sin que esos elementos de información de los registros de datos estén definidos en la nueva plantilla RFC Datos no estructurados Etiqueta MPLS y posición de la etiqueta MPLS El contenido de un valor depende del contenido de otro: esto se rompe en el diseño. Lista de exportación Interfaz de salida por multicast Si un elemento de información se requiere más de una vez en una plantilla, las diferentes ocurrencias de este elemento de información debe seguir el orden lógico de su proceso de medición. Lo que si podemos empezar desde cero en IPFIX? Cabecera flexible Contiene elementos de información Más información sobre algunos atributos de los elementos En la plantilla de definición: antes o después, clave de campo o no. En el flujo de registro: observado o no61 Plantillas XML como respuesta a la estructura de datos Características Extrae más estadísticas de tráfico de los elementos de red corporativos. Facilita prestaciones como es la facturación por uso o una mayor sencillez en la aplicación de parches a brechas de seguridad. Tiene un método para que tanto conmutadores como routers exporten datos sobre flujo de tráfico a los sistemas de gestión. Se incluye en las plataformas de fabricantes de networking como Cisco Systems, Nortel Networks y Riberstone Networks, entre otros. Todos los productos que soportaran IPFIX estan capacitados para recolectar y analizar los datos sobre flujo de tráfico y correlacionarlos con otras métricas de rendimiento de la red y las aplicaciones a través de una consola de gestión. Empaqueta de manera automática la información y envia a un punto de recolección para la posterior correlación del conjunto de los datos. De esta forma se evita, por ejemplo, el problema, frecuente en la actualidad, de que la información sobre flujos se pierda en los sistemas de red debido a que los routers y conmutadores carecen de memoria suficiente para mantenerla. Con esto, una vez los datos hayan sido exportados, el software de gestión puede diseccionar minuciosamente toda la información, hoy difícil tanto de reunir como de mantener. IPFIX nace con el propósito de proporcionar el formato en el cual los datos de flujos IP puedan ser transferidos desde el componente de red hasta el punto de recolección para la gestión. Dado que las implementaciones IPFIX incluirán templates, los clientes podrán definir múltiples templates para cuantas variedades de tráficos hayan de ser exportadas. Los sistemas con soporte de IPFIX habrán de empaquetar los datos siguiendo estos criterios y enviarlos a los dispositivos de recolección. 3.2 Estudio de los diferentes equipos que soporta cada una de las tecnologías DISPOSITIVOS QUE SOPORTAN NETFLOW Entre los Dispositivos que soportan Netflow podemos encontrar de CISCO [3]:62 Routers Switches Catalyst Existen otros vendedores de equipamientos que también lo soportan Alcatel, Enterasys, Foundry ROUTERS Figura N III.03 Routers que soportan NetFlow Las siguientes tablas detallan los diferentes equipos que soporta cada una de las tecnologías de monitoreo. TABLA III.08 ROUTERS QUE SOPORTAN NETFLOW Equipo Interfaz Descripcion Cisco 801 1Ethernet y 2 BRI S/T Cisco Puertos Ethernet (hub), 2 puertos análogicos y 1 BRI S/T Cisco Ethernet y serie WAN para Frame Relay Punto a punto (hasta 512 Kbps) o acceso asincróno Cisco 802 IDSL 1 Ethernet y 1 IDSL (WAN) Cisco 827-4V 1 Ethernet, a ADSL (WAN)63 y 4 puertos para telefono analogico de VoIP Cisco Interfaces de red Ethernet 10/100 y 1 ADSL sobre RTB (WAN) Cisco 851 Interfaz WAN 10/100 Mbps Fast Ethernet Interfaz LAN 4-port 10/100 Mbps switch Cisco 857 Interfaz WAN ADSL Interfaz LAN 4-port 10/100 Mbps switch Cisco Ethernet 10/100 y 2 slots Puerto auxiliar y de consola de expansion WIC Cisco Ethernet 10/100 (WAN), 4 IOS con EW, ISD y VPN (3DES) puertos (switch) Ethernet 10/100, 1 puerto BRI para backup Router modular 2 ranuras para tarjeta de Integración multiservicio de multiservicio interfaz WAN (WIC), 1 voz y datos. clase empresarial ranura,odulo de red, 1 ranura para modulo AIM Acceso de redes privadas virtuales Enrutamiento entre VLAN Cisco 2650 y 2 puertos Ethernet 10/100 Hasta paquetes por 2651 Mbps con autodetección segundo 2 ranuras para tarjeta WIC, 1 ranura para modulo AIM Cisco C2600-IS-M 1 WIC para ADSL Cable serial V35 original para WIC de serial Cisco 4700-M Ranuras para NPMs, E1/T1 Con 133-Mhz CPU RISC, de serie entrega % mas que el rendimiento del Cisco 4500-M Cisco 4500-M Tiene la reserva para sobresalir en tareas como compresion de datos, cifrado de datos, de túneles, la politica y la seguridad Fuente: Elaborado por: Las autoras64 TABLA III.09 SWITCH QUE SOPORTAN NETFLOW Equipo Descripción Cisco Catalyst 6500 Eficiencia MSFC es para el encaminamiento, PFC con supervisor de conmutación Cisco Catalyst 7600 Eficiencia MSFC es para el encaminamiento, PFC con supervisor de conmutación Cisco Catalyst puertos-auto-autonegociables-en, Fast EN 10Base-T, 100Base-TX Cisco Catalyst 500Series Switches con RSM Incluye series de switches Catalyst 5002, Catalyst 5505y Catalysy 5500 Cisco Catalyst 500Series Tipos de switches proporcionados por Cisco Switches con MSFC Cisco Catalyst 6500 Analisisn integral del trafico para aplicaciones, servicios y redes basadas en IP. Adminsitraor multidispositivo de DdoS Nuevo motor de control de aplicaciones Modulo de servicios inalambricos Escalabilidad Multicast encriptado sobre GRE Seguridad de voz Catalyst 6500Virtual Con tarjeta de la serie 67xx, la funcionalidad se Switching System 1440 llama Virtual Switching System y permite utilizar una pareja de Catalyst 6500-E como si solo fuera uno. Cisco ME 6524 Ethernet switch Ipv4 Seguridad Multicast Calidad de Servicio MPLS Cisco Nexus 7000 Switch multicapa orientados a los centros de procesos de datos El sistema operativo es Cisco NX-OS Soporta IPv4 e Ipv6. Multiples protocolos de ruteo (OSPF v2 y v3, IS-IS, BGP e EIGRP) Introduce puntos de control de configuracion, administracion por roles RBAC65 Interfaz programable API XML basada en el estandar industrial NETCONF Cisco MGX 8800 Permite la distribucion de una completa cartera de switches multiservicio ofertas de servicios diferenciados. Arquitectura extensible Mayor flexibilidad en el proveedor de servicios de borde MPLS Voz y servicios Cisco Catalyst 8500 Integran la conmutacion ATM multiservicio con el enrutamiento multiprocolo a velocidad de cable y la conmutacion de Nivel 3 de Gigabit Ethernet en una sola plataforma Ofrece soluciones para redes metropolitanas y de campus con rendimiento ampliable Fuente: Elaborado por: Andi Estrella y Ana Belén Castro TABLA III.10 EQUIPOS QUE SOPORTAN sflow Modelo HP ProcureCurve Switch 2524 (J4813A) HP ProcureCurve Switch 2524 (J4812A) J9085A ProCurve Switch J9088A ProCurve Switch Descripcion 24 auto-sensing puertos 10/100 (IEEE 802.3, tipo 10Base-T, IEEE 802.3u tipo 100Base-TX) Puerta de consola 1 RS-232C DB-9 12 auto-sensing puertos 10/100 (IEEE tipo 10Base-T, IEEE 802.3u tipo 100Base-TX) Tipo de medio: Auto-MDIX Duplex: half o full Puertos de E/S externos Montaje en bastidor 16 MB de memoria flash, 128 MB de SDRAM Tamaño de la tabla de direcciones: 8000 entradas Capacidad de encaminamiento :12,8 Gbps 48 puertos 10/100 de deteccion automatica Se monta en un rack telco o armario de equipo de estandar EIA de 19 pulgadas MIPS a 300 Mhz, 16 MB de memoria flash, 128 MB de SDRAM 8000 entradas66 J9021A ProCurve Switch G 24 puertos 64 MB SDRAM 16 MB Velocidad de transferencia de datos 1Gbps Conmutacion en capa 2, soporte de BOOTP J8715A ProCurve Switch 12 ranuras para modulos 8212zl Admite un maximo de 288 puertos 10/100/1000 de deteccion automatica 144 Mb de QDR SDRAM 128 MB de memoria flash compacta entradas Hp L8770A ProCurve switch 4204VL 64 MB SDRAM 24 MB de memoria flash Protocolo de gestion remota:snmp 1, SNMP 3, SNMP 2C, RMON 1, RMON 2, RMON 3, RMON 9. J9022A ProCurve Switch G 64 MB de SDRAM 16 MB de memoria flash Puertos: 48 x Ethernet 10Base-T, Ethernet 100Base-T HP J9049A 24 puertos 10/100/1000T HP J4905A ProCurve Switch 3400CL-24 G 24 puertos 10/100/1000T Administración en capa 2 y 3 1 modulo abierto para slot HP J8692A-ProCurve Switch 3500YL-24G 24 puertos 10/100/1000T Administracion en capa 2 y 3 Ipv6 HP J8698A ProCurve Switch Con chasis 5412zl 12x abierto para slot 10/100/1000 Administracion en capa 2 y 3 HP J9050A ProCurve Switch 48 puertos 10/100/1000T Administracion en capa 2 y 3 HP J8693A ProCurve Switch 3500YL-48G-PWR 48 puertos 10/100/1000T Administracion en capa 2 y 3 Standar PoE Ipv6 Fuente: Elaborado por: Las autoras67 Otras marcas que utilizan sflow. AlaxalA Networks :AX7800R, AX7800S, AX7700R, AX5400S Alcatel :OmniSwitch 6850, OmniSwitch 9000 Allied Telesis :SwitchBlade 7800R Series, SwitchBlade 7800S Series, SwitchBlade 5400S Series Comtec Systems :Rex 16Gi & 24Gi & 24Gi-Combo Extreme Networks :Alpine 3800 series, BlackDiamond 6800 series, BlackDiamond 8800 series, BlackDiamond 10808, BlackDiamond 12804C, BlackDiamond 12804R, Summit X450 Series. Force10 Networks :E Series Foundry Networks :BigIron series, FastIron series, IronPoint series, NetIron series, SecureIron series. Hitachi: GR4000, GS4000, GS3000 NEC: IP8800/R400 series, IP8800/S400 series, IP8800/S300 series TABLA III.11 EQUIPOS QUE SOPORTAN IPFIX (Marca: Nortel Networks) Modelo Descripcion Ethernet Routing Switch 5520 Ruteo: OSPF, RIP, VRRP SMLT, la igualdad de los costos de multiple camino (ECMP) Deteccion automatica Multi-Link DHCP Manejo de politicas QoS y Seguridad Mejorada Politicas de trafiico, RPS, Port Mirroring Ethernet Routing Switch 5600 Conmutacion en la capa 3 Soporta BOOTP Concentracion de enlaces, equilibrio de carga Filtrado de direcciones MAC Ethernet Routing Switch 5510 Flexibilidad maxima Traficos simultaneos bidireccionales en cada puerto68 Permite hasta 48 servidores para conectarse. Ethernet Routing Switch 5530 Utiliza conexiones de fibra y cobre Conectividad avanzada 24 puertos 10/100/1000Base-T 12 slots SPF compartidos Ethernet routing Switch 8600 Multiservicio SMLT RSMLT Ipv6 Fuente: Elaborado por: Las autoras 3.3 Tablas comparativas de las Tecnologías Netflow, Sflow, IPFIX. TABLA III.12 PARAMETROS PRINCIPALES DE LAS TECNOLOGIAS Tecnología NetFlow sflow IPFIX Parámetros Tipo de Información Flujos Desde pequeñas hasta grandes cantidades Parcialmente paquetes seleccionados por Flujos muestreo Grandes cantidades Desde pequeñas hasta (depende de la tasa de grandes cantidades Cantidad de datos (depende de la tasa de muestreo) muestreo y de las condiciones de creación de flujos) Datos de la capa de enlace de datos y de la Colección de Datos de la capa de Datos de la capa de capa de transporte y Información enlace de datos y de la enlace de datos otros datos que se capa de transporte recoge por medio de extensiones del vendedor Estado de RFC3954 (Información RFC3411 (Información Etapa inmediata de69 Estandarización dada por cisco) dada por InMon) publicación del FRC (estándar) Almacenamiento en cache Basada en la muestra Basado en un muestreo Enfoque de recolección basado en traps, y aleatorio (muestreo recolección de probabilístico) estadísticas Utiliza un chip dedicado Basada en software En que se basa cada una de las tecnologías Basada en software que esta incorporado en el hardware Fuente: Elaborado por: Las autoras TABLA III.13 USOS Y PROVEEDORES DE LAS TECNOLOGÍAS Tecnología Parámetro NetFlow Usos Ofrece información sobre: Puertos de origen Puertos de destino Direcciones Redes de tráfico Protocolos de las clases Interfaces de entrada y salida Tipo de servicios Identificación de desperdicio de ancho de banda Proporciona una buena información sobre los brotes de virus o gusanos y otras actividades inusuales. Tráfico dirigido al puerto 445 Identifica rápidamente los equipos infectados Dispositivos de Intercambio Planificación de la red Ingeniería de trafico Contabilidad y facturación Seguridad en el monitoreo Proveedores de equipos que incluyen las tecnologías Cisco Alcatel o HP Enterasys Foundry 3Com Nortel Juniper Procurve70 sflow Soluciona problemas de tráfico Control de congestionamiento Seguridad y Audit Trail Analysis Perfil de ruteo Contabilidad y cobro del uso (Accounting and Billing for Usage) Proporciona una vista de toda la red Es un estándar de la industria Pronosticar de manera precisa las necesidades de recursos mediante la identificación de los cuellos de botella Aplicar la modulación del tráfico y control de la velocidad para mantener el rendimiento de la red Datos detallados permite una rápida resolución de problemas, minimizando costosos de inactividad de la red. Diseñar y aplicar políticas de seguridad específicas Identifica la política de acceso y violaciones intrusiones. Identifica hosts infectados por gusanos y la propagación de infecciones. Datos detallados sobre el uso de la red Usuario Grupos de usuarios Solicitud origen / destino del tráfico Alcatel Allied Telesis Extreme Networks Foundry Networks HP Hitachi Jupiter Networks Nec Comtec Systems Force 10 Networks AlaxalA Networks»Todos los hosts que transmiten la mayoría de los datos en la red» Todos los hosts que transmiten la mayoría de los datos entre sí IPFIX»Todas las solicitudes que ponen más tráfico en la red» El volumen de datos por entidad (circuito, ubicación remota, región, etc)»datos por tipos de entidad (circuito, ubicación remota, región, etc)» ToS, Criterios de presentación de informes sobre Netflow / IPFIX, los datos requieren un sólida motor de análisis.» Extrae más estadísticas de tráfico de los elementos de red corporativos.» Facilita prestaciones como es la facturación por uso o una mayor sencillez en la aplicación de parches a brechas de seguridad.» Tiene un método para que tanto conmutadores como routers exporten datos sobre flujo de tráfico a los sistemas de gestión. Fuente: Cisco Systems Nortel Networks Riberstone Networks Elaborado por: Las autoras71 TABLA III.14 PARAMETROS PARA EXAMINACION DE PAQUETES O FLUJOS Y PROPIEDADES DE CADA TECNOLIGIA Tecnología NetFlow sflow IPFIX Parámetros Direcciones IP fuente Formato de y destino cabecera de la Fuente dirección IP Número de protocolo a muestra La dirección IP de nivel 3 Longitud original destino Puertos fuente y antes de paquetes Número de puerto de destino Dirección física del origen (TCP / UDP) Octeto de ToS ( Type equipo Número de puerto de of Service) El tamaño máximo destino (TCP / UDP) Índice de la interfaz de de la muestra de Nivel 3: Tipo de Examinacion de paquetes o flujos entrada (ifindex) cabecera. Tipo de protocolo IP (TCP, UDP) protocolo ( IP / ICMP) Tipo de servicio (TOS) Entrada de la interfaz Fuente dirección lógica. IP(ip_v4 src_ip) Dirección IP de destino(ip_v4 dst_ip) Fuente o número de puerto equivalente Número de puerto de destino o equivalente Banderas TCP Tipo de servicio de PI La longitud de la exclusión de paquete IP Comprensión en el Preciso Arquitectura no rendimiento de la red Detallado intrusiva e Optimización de la Escalable interoperable72 Propiedades calidad del uso Bajo Costo Caracteriza el tipo de Planificación Oportuno tráfico cursado por los Compatibilidad usuarios finales Universal Extensibilidad Mostrar jerarquía Facilita la carga de los Granular la gestión de dispositivos de datos clasificación Profundidad ilimitada No hay inversión de No hay inversión de capital: capital Bajos costes de Extensibilidad despliegue Facilita la carga de los Recursos de Datos dispositivos de completos clasificación Sólo el tráfico IP es compatible Escalabilidad Fuente: Elaborado por: Las autoras TABLA III.15 RECURSOS DEL AGENTE Parámetro CPU Memoria Tecnología NetFlow sflow Número de flujos activos Utilización de en la cache CPU adicional < 4% < 12% < 16% Construyen matrices de tráfico decodificando cada paquete. Esto puede agregar una carga impredecible de CPU, dependiendo de la naturaleza de los patrones de tráfico. Guarda en la memoria interna la correspondencia entre el flujo y su interfaz de salida, de forma que para posteriores paquetes pertenecientes a ese flujo no será necesario recurrir a consultas en sus tablas de encaminamiento, ahorrando de este modo, valiosos ciclos de CPU y reduciendo la utilización de la memoria. Construyen matrices en la RAM del agente. El tamaño de las tablas depende mucho de los patrones de tráfico. NetFlow tiene la ventaja de que puede ser configurado automáticamente para73 La función de muestreo del agente sflow puede ser descargar flujos individuales cada quince fácilmente implementada en hardware. Además como minutos o más, y también para descargar el agente de lo único que se encarga es de enviar el bloques de flujos para prevenir quedarse cabezal del paquete al servidor, esa tarea no implica sin memoria suficiente. una sobrecarga del CPU. El agente sflow solo necesita RAM para guardar un paquete. Generalmente aumenta la utilización del CPU en la IPFIX configuración de dispositivos, en promedio, de un 1% al 2%. Fuente: Elaborado por: Las autoras 3.4 Elección de la mejor Tecnología de análisis de Flujo IP para el Monitoreo de la red de la EIS. Luego de analizar los parámetros más importantes de cada una de las tecnologías, optamos por la solución más eficiente que brinde rentabilidad y optimización de los recursos al utilizarla. La tecnología seleccionada es NetFlow, la misma que provee los siguientes beneficios frente a sflow e IPFIX: Hemos considerado no utilizar sflow ya que el flujo que este nos presenta es una muestra de tráfico de paquetes por lo que una representación precisa de 100 por ciento del tráfico por interfaz es casi imposible. Complejos algoritmos se han propuesto a manipular estadísticamente los datos recogidos para representar el tráfico total con una probabilidad de exactitud pero no representan el 100 por ciento, los datagramas que se almacenan en la base de datos mediante sflow no son de fácil manipulación como en el caso de NetFlow. Un aspecto importante que hemos considerado es que sflow no dispone de Planificación en la gestión de la red y únicamente obtiene información de la capa de enlace de datos, en la tecnología Sflow la colección de información se la realiza en grandes cantidades dependiendo de la taza de muestreo y por utilizar un chip incorporado en el Hardware la actualización resulta más costosa y complicada, además no existe disponibilidad de74 tecnología ya que los equipos con los que cuenta la ESPOCH son Cisco y sflow no se implementa ni viene incorporado en los mismos. Se descarto la tecnología IPFIX debido a que esta no se encuentra completamente comercializada, pero la mayoría de los principales proveedores como Cisco tienen la intención de apoyar IPFIX para que pueda seguir adelante. Además, IPFIX normaliza NetFlow es decir toda la gestión de la información realizada por esta tecnología se basa principalmente en NetFlow. Otro de los principales motivos para descartar esta tecnología es que no dispone de niveles altos de seguridad. Existe una gran desventaja al utilizar IPFIX debido a que no se pueden controlar cadenas de longitud variable, no da mensajes cuando las plantillas son retiradas y se aplica para el flujo de exportación SCTP Una de las principales limitaciones de IPFIX es que tiene un campo no observado es decir lo primero que se escoge es el valor especifico por elemento de información, es decir si en una información específica el elemento es requerido por una plantilla, pero no está disponible en paquetes observados, el proceso de exportación podrá optar por los registros de flujo de exportación sin que esos elementos de información de los registros de datos estén definidos en la nueva plantilla RFC5101. Otra limitación es que los datos no están estructurados, es decir el contenido de un valor depende del contenido de otro con lo cual se rompe el diseño. Y en las listas de exportación la interfaz de salida es por multicast, es decir si un elemento de información se requiere más de una vez en una plantilla, las diferentes ocurrencias de este elemento de información debe seguir el orden lógico de su proceso de medición.75 Se eligió NetFlow por los siguientes motivos: Uno de los principales motivos por los que se eligió la tecnología NetFlow es la disponibilidad de los equipos dentro de la ESPOCH, debido a que existe el switch capa 3 que soporta la misma en el cual implementaremos la solución planteada en el tema de tesis. NetFlow es una tecnología que permite monitorizar las redes de forma gráfica y sencilla, principalmente para saber cómo, quién y en qué se está usando el ancho de banda disponible, detectar y prevenir cuellos de botella, y tomar acciones correctivas o preventivas. NetFlow es una tecnología abierta pero desarrollada por Cisco que permite monitorizar el tráfico de una red y obtener informes que permitan ver en qué estamos gastando el ancho de banda, qué equipos, aplicaciones o protocolos consume los recursos de la red, y otra información útil para el administrador de la red. Como la tecnología NetFlow es abierta, otros fabricantes la implementan, como 3Com, Enterasys, Nortel, Juniper, Alcatel o HP Procurve, entre otros. Las implementaciones de Netflow son optimas ya que permiten también a los gestores de la red reducir al mínimo el número de recolectores de datos y reducir costes y aumentar al máximo la cobertura de la red. En el IOS de un equipo se puede incluir NetFlow debido a que este es un software, por lo que al actualizar el IOS se puede disponer de esta tecnología, por tal motivo es de bajo costo debido a que viene incluido o simplemente se actualiza. En qué consiste El protocolo consiste en paquetes UDP enviados por los dispositivos previamente configurados que son recogidas por la aplicación (colector NetFlow) y almacenadas en la base de datos de la misma76 para la generación de informes, estadísticas, etc. Amplia creación de informes. En la estación de gestión de Netflow la presentación de informes no sólo deben permitir la visibilidad a nivel de empresa, si no tambien los detalles específicos de la aplicación cuando se le solicite. Para esto, la solución debe proporcionar un análisis granular en profundidad tales como los informes de los anfitriones y protocolos en particular, agregados a la información, tales como los informes por el transporte o protocolo de aplicación, las agrupaciones de interfaz, circuito, geográficas región, entidad o empresa. La cantidad de datos que NetFlow controla va desde pequeñas hasta grandes cantidades (depende de la tasa de muestreo y de las condiciones de creación de flujos) En la tecnologia NetFlow la coleccion de informacion se realiza a nivel de la Capa de Enlace de Datos y de la Capa de Transporte. NetFlow también da al usuario la capacidad de ejecutar consultas complejas sobre los datos históricos, ofrecer la solución de problemas con visión de datos en tiempo real, y permitir un análisis más detallado de cada datagrama Netflow en la red. NetFlow, permite mejorar la capacidad de encaminamiento de sus routers. Siguiendo la filosofía encaminar una vez, conmutar muchas veces, identifica los flujos establecidos entre máquinas con el fin de agilizar el encaminamiento de futuros paquetes IP. Principales beneficios de NetFlow Dispositivos de Intercambio Planificación de la red Ingeniería de tráfico Contabilidad y facturación Seguridad en el monitoreo77 Vigilancia en el acceso a Internet (distribución de protocolos, ver el trafico va/viene) Seguimiento del usuario Solicitud de vigilancia Facturación de departamentos Seguridad en el monitoreo Habilita a los dispositivos ya sean routers o switches que lo soporten a generar records, que pueden ser enviados a un colector a través de una red Responde las preguntas quién, qué, dónde y cómo basado en el tráfico IP Provee una visión detallada del comportamiento de la RED (monitoreo de aplicaciones que utilizan puertos dinámicos) Análisis de seguridad: con el fin de detectar anomalías en el tráfico de la red Almacenamiento de los Datos NetFlow: para futuros análisis NetFlow puede informar que aplicación en particular es la que está generando mayor tráfico Esa información puede ayudarlo a resolver el problema rápidamente y en un menor tiempo Mercado Actual Áreas claves de aplicación Ingeniería de tráfico 50% Uso de la base de facturación 30% DPM-rápidamente Característica de aceleración Mejora el rendimiento de ACL Gestión de la red Con la exportación de datos de NetFlow, la capacidad de gestión del rendimiento en los routers se extiende para proporcionar una monitorización integral de todos los flujos entre subredes. Las estadísticas de flujo obtenidas permiten diversos beneficios y aplicaciones claves de usuario.78 Monitorización y perfil del usuario Obtiene un conocimiento detallado de la utilización del usuario de los recursos de la red y de las aplicaciones. Esta información puede usarse para planificar y distribuir los recursos de forma eficiente. Monitorización y perfil de la aplicación Obtiene una visión detallada de los patrones de tráfico de la aplicación en la red. Por ejemplo, el administrador de la red puede ver el porcentaje de tráfico usado por la Web, File Transfer Protocol (FTP), Telnet y otras aplicaciones TCP/IP muy conocidas. Monitorización de la red Hace posible las capacidades de monitorización de la red. RMON, RMON2, y técnicas basadas en análisis de flujos pueden utilizarse para la detección proactiva de los problemas, como una ayuda eficiente y para conseguir rapidez en la solución de los problemas. Planificación de la red Ofrece información esencial para herramientas sofisticadas como, por ejemplo, las de Cisco Netsys, para optimizar la planificación estratégica de la red. Contabilidad y facturación Ofrece medición (por ejemplo, datos de flujo, incluyendo detalles como las direcciones IP, recuentos de paquetes y bytes, sellos de hora, puertos de aplicaciones) para la contabilidad flexible de la utilización de recursos. Hay que decir que aunque Cisco desarrolla e implementa la tecnología en sus dispositivos, no dispone de una aplicación para su utilización. Hay varias empresas que han desarrollado herramientas para ello, como Fluke Networks NetflowTracker, SolarWinds Netflow Analyzer, y también algunas gratuitas, obviamente no con la misma calidad. Luego de un análisis, se selecciono la herramienta NetFlowAnalyzer, que es una tecnología que se ha probado y cada una de las soluciones se obtuvieron buenos resultados. Hay dos versiones, la Professional y la Enterprise.79 Los precios y las licencias van en función del número de interfaces que queremos monitorizar. La versión Professional hasta 10 interfaces cuesta aproximadamente 600 =774 dólares. Hay una versión gratuita que permite monitorizar sólo 2 interfaces. NetFlow Analyzer Herramienta para monitorear el ancho de banda y realizar análisis forense de la red, que permite optimizar redes para lograr un desempeño superior. Utilizando CISCO NetFlow, entrega una visibilidad en profundidad del tráfico de la red y sus patrones, provee conocimiento de negocio sobre el comportamiento de la red en tiempo real y cómo el tráfico impacta la salud y estabilidad de la red NetFlow Analyzer [1 y 2] recopila información generada, del flujo de red, por switches y routers de la empresa, y genera informes de tráfico que ayudan a comprender la naturaleza del tráfico. Aparte del análisis de datos y presentación de informes, NetFlow Analyzer incluye una gran variedad de características empresariales que son útiles en la gestión de datos NetFlow que se exportan desde varios dispositivos. Estas características ofrecen grandes beneficios a las empresas, así como a los proveedores de servicios. Figura N III.04 Características NetFlow Analyzer80 Beneficios de NetFlowAnalyzer Agrupación de IPs Monitoree de forma exclusiva tráfico por departamento, intranet o aplicación utilizando grupos de IPs. Puede crear grupos de IP basado en direcciones IP y / o una combinación de puerto y el protocolo. Esta función es útil en el rastreo del uso de banda ancha por departamento, el cálculo de los costos de ancho de banda, y para garantizar la adecuada utilización de ancho de banda en la red. Mapas de Aplicaciones NetFlow Analyzer le permite definir las aplicaciones mostradas en los informes de ancho de banda. La mayoría de las aplicaciones empresariales como Oracle, PeopleSoft, MSSQL, etc. son compatibles, y puede añadir aplicaciones personalizadas a la lista de las aplicaciones conocidas. Como resultado de ello, ver el uso de ancho de banda para las aplicaciones específicas de su empresa ya no es una tarea compleja. Agrupación de dispositivos Clasifique routers y switches exportadores de NetFlow, en grupos, y monitoréelo de forma exclusiva. Esta función es especialmente útil para los proveedores de servicios, que tienen que administrar varias redes desde una única ubicación. Acceso Autorizado NetFlow Analyzer le permite crear cualquier número de usuarios en función de sus propios permisos de acceso. Esto es especialmente útil para los administradores de la NOC y MSP que necesitan proporcionar a los clientes informes del uso de ancho de banda y tendencias de uso de sus redes específicas.81 Política Flexible de Licencias Las políticas de licencia de NetFlow Analyzer le permiten decidir que dispositivos NetFlow desea administrar en cualquier momento. Esta flexibilidad le permite descargar el sistema durante los periodos de mantenimiento del dispositivo, y utilizar su licencia de manera eficaz para el monitoreo de NetFlow(flujo de red). En general, NetFlow Analyzer ofrece una serie de características que hacen de la administración de dispositivos y monitoreo de datos NetFlow mucho menos complicado.82 CAPITULO IV IMPLEMENTACION DEL MONITOREO EN LA RED DE LA EIS Una vez seleccionada la tecnología NetFlow y NetFlowAnalyzer como herramienta de monitoreo se procede a la ejecución de la parte practica. 4.1 Análisis de aspectos Generales de la red de la Escuela de Ingeniería en Sistemas Problemas y necesidades de la Red de la EIS. Hoy en día la red de la Escuela de Ingeniería en Sistemas perteneciente a la Facultad de Informática y Electrónica de la Escuela Superior Politécnica de Chimborazo ESPOCH dispone únicamente de acceso a aplicaciones de Intranet, pero no existen herramientas que permitan especificar un monitoreo detallado de la red. Uno de los principales problemas en una red de múltiples usuarios es el bajo rendimiento debido a que no existe un control adecuado de los procesos que retardan y dificultan al usuario final y a los técnicos, usos irregulares, ataques, entre otros, los mismos que no permiten obtener la información necesaria de todo lo que ocurre en la misma. Por tal motivo luego de haber seleccionado la tecnología que mejor se adapta a las necesidades y NetFlowAnalyzer como herramienta de monitoreo por los beneficios y facilidades que proporciona, se procede al desarrollo de la parte aplicativa que consiste en realizar un control detallado de la red83 de la EIS, utilizando los equipos Cisco que se encuentran en la misma. Nuestra aplicación es implementada bajo la plataforma Linux para obtener una utilización adecuada de todos los recursos que existen en la red Características del Switch del Departamento de Sistemas y Telemática y de la EIS Switch Capa 3 Cisco Catalyst 4507 R Cisco, líder mundial en soluciones de red e infraestructuras de Internet, presenta la serie Cisco Catalyst 4500, una gama de conmutadores modulares inteligentes que ofrecen a los clientes redundancia, mejor control de la red, potencia online integrada, y protección para las inversiones. La serie Catalyst 4500 es un componente clave de la arquitectura Cisco AVVID (Architecture for Voice, Video and Integrated Data). A su vez, la serie Catalyst 4500 permite a las empresas clientes y a los clientes con redes Ethernet metropolitanas desplegar redes convergentes con mayores niveles de rendimiento, flexibilidad, resistencia, seguridad y facilidad de gestión. De esta forma, los clientes pueden hacer converger y controlar mejor los datos IP (Internet Protocol), el streaming vídeo, la telefonía y las aplicaciones comerciales basadas en Internet, con el fin de mejorar la productividad y rentabilidad de los empleados. La serie Catalyst 4500 permite a los clientes extender el control de la red desde el centro al borde de la red a través de servicios de red inteligentes que ofrecen conmutación de Nivel 2/3/4; rendimiento de routing sostenido a velocidad de línea cualquiera que sea la cantidad de servicios inteligentes activados; Calidad de Servicio (QoS) y gestión de tráfico, que permiten clasificar y priorizar tráfico crítico y sensitivo al mismo tiempo. Switch Cisco 3750 Características y ventajas84 Switching de alta velocidad inteligente y asequible Es un switch Ethernet LAN de altas prestaciones y con amplia variedad de características. Este switch 10/100 inteligente y asequible es totalmente administrable, haciéndolo idóneo para redes de cualquier tamaño. Rendimiento de alta velocidad, soporte para telefonía en red y dos ranuras uplink se acomodan a las aplicaciones más exigentes. Los módulos de switching opcionales proporcionan conexiones resilientes de alta velocidad tales como Fast Ethernet, incluyendo 100BASE-LX (Ethernet de primera milla) y enlaces de cobre o fibra Gigabit Ethernet. El Rapid Spanning Tree, el trunking de agregación de enlaces automático en toda la pila, el apilamiento resistente a fallos y el soporte para fuente de alimentación redundante opcional ofrecen un robusto rendimiento y tolerancia a fallos. El login de red de usuario con IEEE 802.1X y RADIUS, combinado con la característica RADIUS Authenticated Device Access (RADA), basada en la dirección MAC, proporciona un control de acceso seguro en el borde de la red. Los usuarios autenticados pueden situarse automáticamente en una VLAN específica, limitando el acceso sólo a los datos necesarios. La encriptación SSH (Secure Shell) de contraseñas de acceso (login), las VLANs de administración y las listas de "direcciones IP fiables" de estaciones de administración ayudan a proteger la red contra amenazas de administración dañinas. La funcionalidad avanzada de Layer 4 identifica automáticamente y prioriza las aplicaciones en tiempo real o críticas para el negocio, tales como SAP, voz y vídeo.85 Escenario a ejecutar La Escuela de Ingeniería en Sistemas así como la ESPOCH en general requieren de un análisis minucioso de la red para obtener un rendimiento optimo de los recursos, por tal motivo el escenario a ejecutar es el monitoreo de la red de la EIS, la cual está conformada de 8 VLANs, el rango de red de cada una está dado en subredes a partir de la dirección principal , el monitoreo se desarrollara en el switch capa 3 (exportador) que se encuentra en el departamento de Sistemas y Telemática donde se procederá a configurar paso a paso cada uno de los comandos necesarios para habilitar la Tecnología NetFlow, NetFlow colecta el trafico que genera el switch en forma de flujos y los exporta a un analizador en nuestro caso NetFlowAnalyzer el cual presenta estadística y gráficamente la utilización del ancho de banda, direcciones de origen y destino, protocolo, entre otras características fundamentales para un administrador de red. 4.3 Objetivos del monitoreo Monitorización de ancho de banda por medio de la herramienta NetFlowAnalyzer basada en tecnología web. Monitorear el nivel de utilización de un enlace. Permitir la monitorización de la red de la EIS de forma grafica y sencilla, principalmente para saber cómo, quién y en qué se está usando el ancho de banda disponible, detectar y prevenir cuellos de botella, y tomar acciones correctivas o preventivas. Permitir el análisis de la utilización de ancho de banda y ofrecer visibilidad completa sobre routers y switches Cisco. Gracias a sus informes detallados y gráficos en tiempo real. Obtener a través de NetFlowAnalyzer información muy completa sobre el tráfico de red, sin necesidad de utilizar sondas. Generar informes en tiempo real que ayuden a los administradores de la red de la EIS a mejorar la visibilidad de incidencias fundamentales de la red, aumentar las comunicaciones, reducir el tiempo de resolución de incidencias y disminuir los costes de funcionamiento.86 Obtener informes que permitan ver en qué estamos gastando el ancho de banda, qué equipos, aplicaciones o protocolos consumen los recursos de la red, y otra información útil para el administrador de la red. Programar capturas específicas, filtrar los datos para obtener informes de uso en determinadas horas, días o por determinados equipos, protocolos, o aplicaciones 4.4 Selección de Equipos Una vez realizado el análisis de la tecnología y una variedad de pruebas se eligió el equipo necesario para un monitoreo eficiente y que optimice la utilización de los recursos. En primera instancia se selecciono el Switch capa 3 (exportador) el cual cumple los requerimientos necesarios para que se habilite la tecnología NetFlow. Un computador (colector) Intel Core 2 Duo con 2,5 GB de RAM, en el cual se instalara Linux SUSE 10.0 (para servidor) como Sistema Operativo, sobre el cual se instalara NetFlowAnalyzer como herramienta para obtener las estadísticas del monitoreo. 4.5 Configuración de Equipos Configuración del Switch capa 3 Lo primero que tenemos que realizar es la configuración de la comunidad SNMP en el entorno de gestión, una entidad SNMP es una "entidad lógica" en nombre de la cual un agente o una aplicación de gestión están procesando un mensaje. El entorno de gestión es responsable de proporcionar: Autentificación: se refiere a como las entidades SNMP identifican sus mensajes. Privacidad: se refiere a como las entidades SNMP protegen sus mensajes. Autorización: se refiere a como una entidad agente SNMP determina los objetos87 que son accesibles a una entidad de aplicación de gestión dada, y las operaciones que se pueden realizar en estos objetos. Comandos de la comunidad SNMP Para habilitar el protocolo SNMP en un router o switch cisco, debemos entrar en el modo de configuración global. Switch> enable Switch# configure terminal Switch (config) # Y ejecutamos loa siguientes comandos: Switch(config)#snmp-server enable traps Este comando se utiliza para habilitar y configurar la generación de traps SNMP sobre una base global. Los traps son mensajes no solicitados enviados desde un servidor SNMP a un cliente SNMP. Switch(config)#snmp-server community NETFLOW ro Lo que hacemos con este comando es agregar una comunidad pública NETFLOW con permisos de solo lectura. Comandos de configuración de NetFlow Switch(config)#interface GI3/24 //Puerto del switch capa 3 que se conecta al switch EIS Switch(config-if)#ip route-cache flow88 Switch(config-if)#exit Switch(config)#ip flow-export destination Switch(config)# ip flow-export source GI3/24 Switch(config)# ip flow-export version 5 Switch(config)# ip route-cache timeoute active 1 Switch(config)# ip route-cache timeoute inactive 15 Switch(config)#snmp-server ifindex persist //Cuando en este tiempo no se exporta el flujo se borra de la tabla donde se almacenan. Switch(config)#ctrl Z Switc#write //Para guardar los comandos de la configuracion Switc#show ip flow export //Para ver la configuración de NetFlow Switc#show ip cahe flow Configuración del equipo a utilizar para el monitoreo Descripción del equipo Para la instalación del sistema operativo SUSE 10.0 para servidor, se busco una computadora con características recomendables para obtener un resultado satisfactorio a los usuarios finales el equipo utilizado es un computador Intel Core 2 Duo con 2,5 GB de RAM. Sistema Operativo SUSE Requisitos La configuración mínima necesaria para correr el sistema operativo en modo texto es una 386 con 16 MB de memoria RAM. Para el entorno gráfico será necesario como mínimo una 486 como89 mínimo, con la misma RAM. En estas configuraciones generalmente se usan manejadores de ventanas livianos, como FVWM, WindowsMaker o BlackBox, ya que consumen muy poca memoria. Si queremos disfrutar al máximo del sistema operativo, entonces una Pentium II de 300 MHz, 64 MB de RAM y 4 GB de espacio de almacenamiento serán más que necesarios para correr Linux con Xwindows, KDE y todas sus aplicaciones. Herramienta NetFlowAnalyzer versión 7 Requerimientos de hardware El mínimo de hardware requerido para NetFlow Analyzer es: 2.4GHz, Procesador Pentium 4,o equivalentes 1GB RAM 10GB de espacio de disco para la base de datos TABLA IV.16 USO DEL PROCESADOR Y RAM DEL NUMERO DE INTERFACES Interface Processor RAM Upto Ghz 1 GB GHz 2 GB * 3.4 GHz 4 GB * 3.4 GHz 8 GB Fuente: Elaborado por: AdventNet, Inc90 NetFlow Analyzer está optimizado para resolución de 1024 x 768 y superiores. Para los dispositivos que exportan NetFlow, hay que asegurarnos que la versión que exporta NetFlow sea la misma que la que soporta NetFlow en los equipos Cisco, esta puede ser la versión 5 o 7. Requerimientos de Software Requerimientos de la Plataforma NetFlow Analyzer puede ser instalado y corriendo en los siguientes sistemas operativos y versiones: Windows 2000 Server/Professional with SP 4 Windows XP with SP 1 RedHat Linux 8.0, 9.0 SUSE Linux Navegadores Web admitidos NetFlow Analyzer se ha puesto a prueba en apoyo de los siguientes navegadores y versiones:internet Explorer 5.5 and later Netscape 7.0 and later Mozilla 1.5 and later Para mas informacion ver anexo1 de NetFlow Analyzer791 CAPITULO V ANALISIS Y EVALUACION FINAL Para la realizacion del analisis de trafico y su evaluacion final se procedio a realizar una serie de pruebas para su implementacion final en el laboratorio del departamento de sistemas y telematica utilizando la tecnologia NetFlow. Se procedio a configurar el switch capa 3 que se encuentra en DESITEL, una vez habilitado NetFlow, los flujos exportados por el mismo fueron enviados al analizador NetFlow Analyzer 7 al cual se puede acceder desde una maquina de la misma red de la EIS o desde cualquier maquina dentro de la red, la direccion IP para acceder a monitorear es La direccion para acceder a la aplicacion desde cualquier maquina dentro o fuera de la ESPOCH es , esto se puede realizar debido a que la aplicacion esta subida en el servidor. Una vez puesta la direccion automaticamente aparece la pagina inicial en la cual nos podemos autenticar como administradores (usuario: tesis, contraseña: tesis2009) para realizar las operaciones necesarias o como usuarios, este perfil unicamente permite realizar las tareas de monitoreo. Para ejecutar este escenario final se realizaron un sinnumero de pruebas para las cuales se utilizo SPAN.92 Se utilizo SPAN para capturar el trafico y enviar al puerto de un router que soporta NetFlow debido a que el switch de sistemas no soporta esta tecnologia. Descripcion General del SPAN Las sesiones locales SPAN permiten que tu trafico sea monitoreado en uno o más puertos, o en una y mas VLANs, y este tráfico es enviado a uno o más puertos de monitoreo. El SPAN envía tráfico a un analizador de red como un dispositivo SwitchProbe, o RMON a otros dispositivos como routers. El SPAN no afecta el tráfico del switch o puertos de origen o Vlans. El SPAN envía una copia de los paquetes recibidos o transmitidos por los puertos de origen o VLANs en los puertos de destino. Una sesión local SPAN es una asociación de puertos de origen y VLANs de origen con uno o más puertos de destino. Se configura una sesión local SPAN en un único router o switch. El SPAN local no tiene sesiones de origen y destino separados. Las sesiones locales SPAN no copian localmente tráfico de VLANs RSPAN por puertos de origen en modo trunk que alcanzan VLANs RSPAN. Cada sesión local SPAN puede tener solo puertos de origen o VLANs de origen, pero no ambos. Las sesiones de SPAN local copian tráfico desde uno o más puertos de origen en cualquier VLAN o desde una o más VLANs a un puerto de destino para el análisis. Figura V.05 Ejemplo de Configuración SPAN93 Dirección del monitoreo de trafico Se puede configurar sesiones de SPAN local para monitorear tráfico de ingreso (llamado SPAN de ingreso), o para monitorear tráfico de salida (llamado SPAN de salida), o para monitorear tráfico en ambas direcciones. El SPAN de ingreso copia el tráfico recibido por el puerto de origen y VLANs para el análisis en el puerto de destino. El SPAN de salida copia el tráfico transmitido desde los puertos de origen o VLANs. Configurando SPAN Local EL SPAN local no usa por separado sesiones de origen y sesiones de destino. Para configurar una sesión SPAN local, configure origen y destino del SPAN local con el mismo número de sesión. Para configurar la sesión local SPAN siga los siguientes pasos: TABLA V.17 PASOS PARA CONFIGURAR SPAN LOCAL Command Purpose Step 1 Router# configure terminal Entre al modo de configuración global Step 2 Router(config)# monitor session local_span_session_number source {{single_interface interface_list interface_range mixed_interface_list single_vlan vlan_list vlan_range mixed_vlan_list} [rx tx both]}} Asocie el número de sesión de origen con el Puerto o VLANs de origen y seleccione la dirección del tráfico a ser monitoreado. Step 3 Router(config)# monitor session Asocie el numero de local_span_session_number destination {single_interface session del SPAN interface_list interface_range mixed_interface_list} local y el puerto de destino.94 Router(config)# no monitor session {session_number all local range session_range[[,session_range],...]} Borrar la sesión creada Fuente: Elaborado por: Técnicos de Cisco Cuando se configura una sesión SPAN local, hay que tener en cuenta la siguiente información: El numero de sesión SPAN puede estar dentro del rango de 1 a 66 single_interface es una interface que puede ser un puerto slot, una interface Ethernet, fastethernet, gigabitethernet o tengigabitethernet. Cuando se borra un monitor sessions, tenga en cuenta la siguiente información: El numero del comando no monitor sessions entra con no y otros parámetros y borra la sesión creada 5.1 Pruebas Realizadas Pruebas de laboratorio Entre las pruebas realizadas para el monitoreo con NetflowAnalyzer se procedio a implementar dos escenarios: Con VLANS Maquinas conectadas a Internet En el switch de la EIS95 Con VLANS Escenario Red: Vlan 1 F0/0.1: F0/0.3: F0/0.2: Servidor ftp F0/0 Router que enruta F0/17 Switch con span F0/1 F0/ Router con Netflow F0/ F0/2 F0/8 F0/9 Red: Vlan 2 Red: Vlan 3 Analizador Netflow Analyzer Figura V.VI Escenario con VLANs Descripción Iniciamos simulando la red de la EIS, con la construcción de dos VLANS la 10 y la 20, creadas en el Switch, el proceso de enrutamiento se realizo en el router 2811, el cual se conecta a la interface fastethernet 0/17 del Switch por medio de la interface fastethernet 0/0. La interface FastEthernet 0/1 del switch es donde se realiza el SPAN, este envía trafico a la interface fastethernet 0/0 de otro router 2811 independiente del que realiza el enrutamiento en el cual se implemento NetFlow. En el router la interface fastethernet 0/1 se conecta a la maquina que tiene instalado el NetFlowAnalyzer el cual realizara el proceso de monitoreo. La VLAN 10 se le asigna a la interface FastEthernet 0/2 La VLAN 20 se le asigna a la interface FastEthernet 0/996 Las vlans no fueron configuradas con internet por tal motivo para generar trafico se procedió a implementar un servidor ftp, el cual da respuesta a peticiones realizadas por los clientes ftp que fueron instalados en las maquinas en las que asignadas a cada vlan. Configuración Switch 2960 Creacion de vlans Para crear VLANs, el switch debe estar en modo VTP Server, o Transparent. Server es el default. Switch#show vtp status Switch#show vlan Switch#vlan database Switch(vlan)#vtp server Switch(vlan)#vlan 10 name Andi (crear la VLAN) Switch(vlan)#vlan 20 name Belen... exit Switch#show vlan Switch#configure terminal Switch(config)#interface f0/2 Switch(config-if)#switchport access vlan 10 (asigna el puerto a la VLAN 2)97 interface f0/9 Switch(config-if)#switchport access vlan end Para borrar una vlan: Switch#vlan database Switch(vlan)no vlan 2 (borrar la VLAN especificada) Para la asignación de VLAN a un puerto: Switch#configure terminal Switch(config)#interface f0/2 Switch(config-if)#switchport access vlan 10 Primer Router 2811 En este router se realiza el proceso de enrutamiento entre vlans. Primero en la interface seleccionada en nuestro caso la 0/0 se crean subinterfaces por cada vlan, se ponen los comandos necesarios de encapsulación, dirección IP y se levanta la interface. Comandos Vlan 10 Switch#configure terminal Switch(config)#interface f0/0.198 Switch(config-if)#encapsulation do1q 10 Switch(config-if)#ip address Switch(config-if)#no shutdown Switch(config-if)#exit Vlan 20 Switch#configure terminal Switch(config)#interface f0/0.2 Switch(config-if)#encapsulation do1q 20 Switch(config-if)#ip address Switch(config-if)#no shutdown Switch(config-if)#exit SPAN en el switch Switch(config)#monitor session 1 source interface fastethernet 0/2 Switch(config)#monitor session 1 source interface fastethernet 0/9 Switch(config)#monitor session 1 destination interface fastethernet 0/1 Segundo Router 2811 En este router se procede a configurar NetFlow y las interfaces necesarias para la comunicación con el switch y el analizador con dirección IP99 Comandos NetFlow router#enable router#configure terminal router-2621(config)#interface FastEthernet 0/0 router-2621(config-if)#ip route-cache flow router-2621(config-if)#exit router-2621(config)#ip flow-export destination router-2621(config)#ip flow-export source FastEthernet 0/0 router-2621(config)#ip flow-export version 5 router-2621(config)#ip flow-cache timeout active 1 router-2621(config)#ip flow-cache timeout inactive 15 router-2621(config)#snmp-server ifindex persist router-2621(config)#^z router#write router#show ip flow export router#show ip cache flow Configuración y monitorización desde el NetFlowAnalyzer El uso de la aplicación es muy sencillo e intuitivo, y no necesitamos configurar nada para empezar a obtener información de nuestra red, aunque podríamos programar capturas específicas, filtrar los datos para obtener informes de uso en determinadas horas, días o por determinados equipos, protocolos, o aplicaciones. Podemos indicar cuánto tiempo se almacenarán los datos importados para ahorrar espacio en disco, o incluso limitar el espacio consumido por la aplicación.100 Lo primero que se procedió a hacer es la instalación y configuración de un servidor ftp, luego se realiza la instalación del cliente ftp para realizar las pruebas respectivas. Pruebas con el cliente y el servidor ftp Para realizar las pruebas respectivas procedemos a crear un usuario en el servidor ftp para que el cliente tenga acceso al mismo a traves de este usuario Creación de usuarios y directorio Seleccionamos la opción usuarios, en la opción page se selecciona General Figura N V.07 Crear usuarios Seleccionar add y aparece la siguiente pantalla en la cual se escribe el nombre del nuevo usuario en nuestro caso el nombre de usuario es prueba Figura N V.08 Añadir nuevo usuario101 Luego seleccionamos el usuario y elegimos la opción password para mayor seguridad nuestra contraseña es abc123 Figura N V.09 Crear contraseña Seleccionamos el usuario y le damos los permisos necesarios Figura N V.10 Permisos de usuario Se procede a la creación de un nuevo sitio dando clic en nuevo sitio Figura N V.11 Creación de un sitio102 Se procede a llenar los datos con el nombre de usuario y contraseña creados en el servidor ftp Clic en conectar Figura N V.12 Conectar Resultados obtenidos al realizar la conexión del cliente con el servidor ftp Resultado en el servidor de la conexión con el cliente Figura N V.13 Conexión con el servidor ftp Una vez llenados correctamente los datos el cliente esta conectado al servidor Una vez conectado el servidor se procede el envio de archivos, imágenes, etc desde el cliente obteniendo como resultados una transferencia satisfactoria103 Figura N V.14 Transferencia de archivos Al enviar archivos al servidor ftp si son transferidos correctamente se almacenan en la carpeta creada al momento de crear al usuario Todo este trafico se obtendra en la herramienta netflow analyzer Resultados de la captura de trafico entrelos clientes y el servidor ftp en la herramineta NetFlowAnalyzer Trafico con vlans En esta pantalla se muestra graficamente el trafico de capa 3 generado por cada una de las VLANs que pasan por el router. Figura N V.15 Tráfico de VLANs104 Se puede observar el trafico por velocidad, el color verde del grafico significa trafico de entrada y el color azul es trafico saliente. Figura N V.16 Tráfico por velocidad (VLANs) En esta pantalla se observa el porcentaje de utilizacion del ancho de banda del trafico de origen de la red que pasa por el router. Figura N V.17 Utilizacion Ancho de banda (tráfico origen VLANs) En esta pantalla se observa el porcentaje de utilizacion del ancho de banda del trafico de origen de la red que pasa por el router.105 Figura N V.18 Utilización Ancho de banda (tráfico destino VLANs) Aqui se puede observar el reporte de conversacion, es decir quie, a donde y que peticiona Figura N V.19 Reporte de conversación (VLANs) Este reporte muestra el top N de las aplicaciones mas solicitadas. Figura N V.20 Reporte de aplicaciones (VLANs)106 Se pueden generar reportes según criterio, se puede seleccionad de que fecha a que fecha, y si es por velocidad, paquete, aplicacion, protocolo, etc, Figura N V.21 Reporte según criterios (VLANs) Con Internet Escenario INTERNET FUENTE SWITCH 2960 ROUTER PRINCIPAL Span ROUTER 2811 HERRAMIENTA DE MONITORIZACION USUARIO ADMINISTRADOR NETFLOWANALYZER Figura N V.22 Escenario con Internet Descripción Se obtiene el Internet para las maquinas por medio del router principal de DESITEL.107 La simulación que se realizo es: por medio de un switch (Cisco series 2960) unido con cable directo se conecta a la fuente que proporciona el Internet obtenido desde el router principal, el cual a través de de cables directos el switch distribuye el internet a cada una de las maquinas que están dentro de la red. El trafico que realiza cada una de las maquinas será monitorizado por la herramienta NetFlowAnalyzer la cual recoge flujos proporcionados por el router (Series Cisco 2800) configurado con NetFlow. No todos los equipos soportan NetFlow por tal razón se procedió al desarrollo de este escenario, en el cual se supone que la red tiene un switch que no tiene esta tecnología, por lo que se utilizo SPAN el cual es como un espejo que realiza copias del trafico que entra en cada uno de los puertos que deseamos monitorizar. Este tráfico se copia en un puerto el cual será enviado al router que soporta esta tecnología. El router recoge la información en forma de flujos que son analizados en NetFlowAnalyzer. Esta herramienta proporciona informes estadísticos y gráficos a los usuarios finales facilitando la administración de la red. Configuración Las configuraciones realizadas son las siguientes: Las maquinas obtienen direcciones IP automáticas, debido a que el switch se conecta a la fuente que proporciona Internet, las siguientes pantallas muestran las direcciones obtenidas por cada máquina. Máquina 1 Utilizando el comando ipconfig108 Figura N V.23 Comando ipconfig en el cmd La dirección dinámica que obtuvo es /24 En la máquina 2 se procedió a realizar lo mismo. La dirección dinámica que obtuvo es /24 SPAN La maquina 1 se une al switch en la interface FastEthernet 0/4 La maquina 2 se une al switch en la interface FastEthernet 0/5 El SPAN se realiza en la interface FastEthernet 0/1 Comandos Switch(config)#monitor session 1 source interface fastethernet 0/4 Switch(config)#monitor session 1 source interface fastethernet 0/5 Switch(config)#monitor session 1 destination interface fastethernet 0/1 Resultados Obtenidos Una vez realizadas las configuraciones necesarias NetFlowAnalyzer recoge la información en forma de flujos y muestra estadísticas graficas. Los resultados obtenidos por la herramienta al realizar la simulación de esta red son los siguientes:109 Con Internet Las siguiente pantalla muestra las aplicaciones que estan entrando al analizador, exportadas por NetFlow, en el periodo desde las 00:00 del 12 de Marzo del 2009 hasta las 17:17 horas del 12 de Marzo del Figura N V.24 Reporte de aplicaciones (Internet) Esta pantalla muestra el trafico de origen (Direccion IP), tamaño y porcentaje de utilizacion del ancho de banda, del flujo que esta ingresando por la interfaz , en el periodo desde las 00:00 del 12 de Marzo del 2009 hasta las 17:15 horas del 12 de Marzo del Figura N V.25 Reporte de trafico de origen (Internet)110 La pantalla muestra el top de dispositivos por velocidad, el porcentaje de utilizacion y otras caracteristicas, en el periodo desde las 00:00 del 12 de Marzo del 2009 hasta las 17:17 horas del 12 de Marzo del Figura N V.26 Porcentaje de utilización (Internet) Se puede observar las interfaces que son analizadas, o que previamente han sido analizadas pero no estan habilitadas, esto se puede observar al dar clic en Vista de Interfaz. Figura N V.27 Interfaces analizadas (Internet) Al dar clic en la interfaz que se este analizando se despliega informacion de flujos recibidos y configuraciones previas para un analisis detallado, en el periodo desde las 00:00 del 12 de Marzo del 2009 hasta las 17:17 horas del 12 de Marzo del 2009.111 Figura N V.28 Detalle de las interfaces (Internet) Esta pantalla muestra el destino del trafico de entrada a la interfaz, es decir muestra la direccion IP y el porcentaje de utilizacion del ancho de banda, esto se puede observar al dar clic en la pestaña Destino, todo esto en el periodo desde las 00:00 del 12 de Marzo del 2009 hasta las 17:17 horas del 12 de Marzo del Figura N V.29 Reporte de trafico de entrada (Internet) En esta pantalla se pueden observar las conversaciones diarias del trafico de entrada, es decir muestra direccion IP origen, Direccion IP destino, Aplicacion, puerto, protocolo, tamaño, esto se despliega al dar clic en la pestaña Conversacion, todo esto en el periodo desde las 00:00 del 12 de Marzo del 2009 hasta las 17:17 horas del 12 de Marzo del 2009.112 Figura N V.30 Reporte de conversación (Internet) Las siguientes pantallas permite observar la creacion de un reporte, esto al dar clic en la pestaña More reports de la pagina principal, lo primero que se realiza es dar clic en seleccionar dispositivos, para elegir el dispositivo que se va a monitorear, luego se selecciona el criterio en nuestro caso direccion de origen, en el cuadro de a lado se escribe la direccion de origen de cual se va a generar el reporte, despues de esto se selecciona el periodo desde, hasta y el numero de paginas que se van a mostrar, y clic en Generar Reporte. Se visualizara todo el movimiento generado por la maquina. Figura N V.31 Generaar mas reportes (Internet) Esta pantalla muestra el grafico de paquetes que estan ingresando por la interfaz. El color verde significa que es el trafico de entrada, y el color azul significa que es el trafico de salida.113 Figura N V.32 Paquetes de entrada (Internet) Al dar clic en la opcion Show Network en la opcion destino, se observan los graficos de las direcciones que mas uso tienen. En las siguiente pantalla se observan los detalles: Figura N V.33 Reporte de direcciones de destino (Internet) En el laboratorio de la EIS Escenario114 Figura N V.34 Escenario de la EIS Descripción En el laboratorio de sistemas se procedió a implementar una simulación real, la cual consistió en habilitar un puerto en el switch cisco con SPAN, este realizaba una copia completa de todo el tráfico que generan cada uno de los laboratorios de la misma escuela. El puerto del switch con SPAN fue el 24, este se conectaba a la Fastethernet 0/1 de router 2811, el puerto fastethernet 0/0 se conecta directamente al NetFlowAnalyzer, instalado sobre el sistema operativo SUSE. De esta manera se inicio el monitoreo respectivo durante dos semanas. Configuración Switch Cisco115 En el modo de configuración global se crea la sesión para habilitar SPAN. Switch(config)#monitor session 1 source interface fastethernet 0/24 Switch(config)#monitor session 1 destination interface fastethernet 0/0 Router 2811 Comandos NetFlow router#enable router#configure terminal router-2621(config)#interface FastEthernet 0/0 router-2621(config-if)#ip route-cache flow router-2621(config-if)#exit router-2621(config)#ip flow-export destination router-2621(config)#ip flow-export source FastEthernet 0/0 router-2621(config)#ip flow-export version 5 router-2621(config)#ip flow-cache timeout active 1 router-2621(config)#ip flow-cache timeout inactive 15 router-2621(config)#snmp-server ifindex persist router-2621(config)#^z router#write router#show ip flow export router#show ip cache flow Creación de Grupos IP en la herramienta de monitoreo NetFlow Analyzer Para la creación de grupos se accede a la herramienta como usuario administrador, se elige la opción Grupos IP en el tab Operaciones de Admin.116 Primeramente se pone el nombre del grupo IP, debe ser único, luego una descripción para que los próximos administradores sepan porque fue creado, se selección porque tipo va a ser creado el grupo sea por Dirección IP o por puerto o protocolo. A continuación, se especifica porque se va a crear: IP Rango IP Red En nuestro caso seleccionamos por Rango IP, aqui se procede a escribir la mascara de red, la direccion IP origen, y la direccion IP destino. Si se desea crear mas grupos dar clic en la opcio AddMore. Una vez creados los grupos, dar clic en la opcion Seleccionar Dispositivos, para elegir la interface por la cual NetFlow exporta los flujos. Se crearon grupos para cada laboratorio de la Escuela de Ingenieria en Sistemas. Creacion del grupo para el Laboratorio de Automatizacion Figura N V.35 Creación de grupos Laboratorio Autimatización117 De igual manera se procedio a la creacion de los grupos para cada laboratorio de la EIS, ademas se creo un grupo para la sala de profesores y otro para el servidor del Ingeniero Danilo Pastor que se encuentra en el laboratorio de los tecnicos. Resultados Obtenidos Una vez realizadas las pruebas en el laboratorio de sistemas, se procedió a sacar los reportes necesarios para ofrecer estadísticas del monitoreo realizado. Esto se realizo de cada uno de los laboratorios pertenecientes a la Escuela de Ingeniería en Sistemas Los reportes obtenidos son: Martes 31 de marzo del 2009 Reporte de tráfico: Diario En esta pantalla se observa todo el trafico generado por el switch capa 3, en el grafico podemos observar que el color verde es de entrada y el azul es trafico de salida. Figura N V.36 Reporte de tráfico (EIS) Reporte de tráfico de entrada: aplicación En este reporte se puede observar el porcentaje de tráfico total del top 6 de las aplicaciones más utilizadas en un día.118 Figura N V.37 Reporte del Top N de aplicaciones (EIS) Reporte de tráfico: volumen En esta pantalla se observa el grafico del volumen de tráfico en la fecha establecida. Figura N V.38 Reporte de tráfico por volumen (EIS) Reporte de entrada (Destino) En este reporte se puede observar el porcentaje de tráfico total del top 6 de las aplicaciones más utilizadas en un día.119 Figura N V.39 Reporte de tráfico de destino (EIS) Reporte de entrada (origen) En este reporte podemos ver el top N de las direcciones IP más solicitadas que están ingresando al router en un día. Figura N V.40 Reporte de tráfico de origen (EIS) Conclusión de las pruebas realizadas Luego de las pruebas realizadas se pudo concluir que la tecnología NetFlow exporta flujos al analizador el cual saca estadísticas del tráfico, utilización de ancho de banda, protocolos, entre otros.120 El router exporto trafico TCP y UDP al analizador debido a que el router envía trafico de la capa 3, pero si se quiere obtener el resto de trafico de las capas superiores como http, la visualización de estos se obtendrá siempre y cuando el router este generando este tráfico, es decir si el router en el que se habilita NetFlow destruye el internet, o genera el enrutamiento entre VLANs todo este tráfico se verá, caso contrario únicamente el de capa 3. Por tal motivo para obtener todo el trafico real se procedió a implementar la tecnología en el Departamento de Sistemas y Telemática, el cual dispone del switch capa 3 que soporta NetFlow y además genera todo el trafico necesario para obtener estadísticas útiles. 5.2 Escenario en ejecución DESITEL Escenario Laboratorio Automatización Rango de direcciones IP Laboratorio redes Rango de direcciones IP Laboratorio multimedia Rango de direcciones IP Switch capa 3 con Netflow F0/4 F0/3 F0/2 F0/5 Laboratorio Desarrollo F0/24 F0/8 F0/7 Switch sistemas F0/6 Laboratorio Programación Rango de direcciones IP Rango de direcciones IP Analizador Netflow Analyzer Laboratorio Investigación Rango de direcciones IP Asociación Escuela Figura N V.41 Escenario en ejecución DESITEL121 Descripción Se procedio a configurar el switch capa 3 que se encuentra en DESITEL, una vez habilitado NetFlow, los flujos exportados por el mismo fueron enviados al analizador NetFlow Analyzer 7 al cual se puede acceder desde una maquina de la misma red de la EIS o desde cualquier maquina fuera de la ESPOCH, la direccion IP para acceder a monitorear es Una vez puesta la direccion automaticamente aparece la pagina inicial en la cual nos podemos autenticar como administradores para realizar las operaciones necesarias o como usuarios, este perfil unicamente permite realizar las tareas de monitoreo. 5.3 Resultados Obtenidos REPORTE MENSUAL DE LA ESCUELA DE INGENIERIA EN SISTEMAS Para la obtención de datos hemos realizado el monitoreo de la red de la escuela de ingeniería en sistemas desde el 10 de Abril al 10 de Mayo del Hemos utilizado como técnica de análisis de Flujo ip Netflow y como herramienta de monitoreo NetFlow Analyzer, mediante las opciones de reportes personalizados de NetFlow Analyzer hemos podido obtener las siguientes pantallas. Tráfico El gráfico nos muestra en reporte del Tráfico de la escuela de ingeniería en sistemas, podemos observar la cantidad de paquetes que se han recogido durante un mes de entrada son E8 y de salida E8. Teniendo como un máximo de paquetes recolectados en un tiempo determinado.122 Figura N V.42 Reporte de tráfico (DESITEL) Aplicación entrada. Tenemos el reporte de aplicaciones de entrada donde se muestran las primeras aplicaciones que hacen uso en la red de la escuela de ingeniería en sistemas, podemos ver que con mucha diferencia la que más se utiliza es la aplicación http con un valor de 508,46GB que corresponde al 26% de las aplicaciones totales que monitorea NetFlow Analyzer. Figura N V.43 Reporte aplicación de entrada (DESITEL)123 Aplicación salida. Podemos observar las primeras aplicaciones de salida que monitorea Netflow Analyzer, la que mayor uso hace de la red es Microsoft-ds con un valor de 267,41GB que corresponde al 83%. Figura N V.44 Reporte de aplicación de salida (DESITEL) Direcciones Origen. En el reporte observamos las primeras direcciones que originan mayor tráfico en la red de la escuela de ingeniería en sistemas, tenemos en primer lugar con valor de 289,61GB que corresponde al 90% tenemos la dirección124 Figura N V.45 Reporte de direcciones de origen (DESITEL) Direcciones Destino. En el reporte observamos las primeras direcciones a donde se dirige el tráfico en la red de la escuela de ingeniería en sistemas, en primer lugar con un valor de 57,29GB que corresponde al 7% tenemos la dirección Figura N V.46 Reporte de direcciones de destino (DESITEL) 5.4 Análisis de los Resultados Comprobacion de la hipotesis Hipótesis general: La aplicación de las TÉCNICAS DE ANÁLISIS DE FLUJOS IP en la red de la Escuela de Ingeniería en sistemas, permitirá realizar un mejor monitoreo y determinar de una manera más detallada las aplicaciones y los usuarios que mayor uso hacen de la red. 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