Ответ на вопрос
Анализатор трафика
Анализатор трафика (англ. traffic analyzer), также известный как анализатор пакетов (англ. packet analyzer), сниффер (англ. sniffer), анализатор протоколов (англ. protocol analyzer), или анализатор сетевого трафика (англ. network analyzer), — это компьютерная программа или устройство для захвата пакетов (аппаратный анализатор), которая осуществляет анализ трафика и логирование (ведение журналов) сетевого трафика, проходящего через компьютерную сеть или её сегмент[2][3][4][5][6][7][8] Анализатор трафика осуществляет захват, остановку и фиксацию (логирование) сетевого трафика. Когда потоки данных проходят через сеть, анализатор перехватывает каждый сетевой пакет, при необходимости декодирует их содержимое и отображает значения разных полей, а также анализирует содержимое в соответствии с RFC или иными спецификациями.
Для перехвата трафика в беспроводных сетях применяются беспроводные анализаторы трафика или Wi-Fi анализаторы. Хотя понятия анализатора пакетов, анализатора протоколов и сетевого анализатора часто используются как синонимы, термин «анализатор протоколов» может также обозначать более широкий класс устройств и программ, охватывающий, в том числе, анализаторы трафика[9]. На практике эти термины зачастую употребляются взаимозаменяемо[10].
Возможности
В кабельных локальных вычислительных сетях, таких как Ethernet, Token Ring и FDDI, в зависимости от структуры сети (с использованием концентратора или коммутатора)[11], возможно захватывать весь проходящий по сети трафик с одной машины. В современных сетях данные чаще всего собираются с помощью коммутатора с поддержкой зеркалирования портов, когда все пакеты с выбранного порта дублируются на другой порт для анализа. Сетевые тапы считаются более надёжным решением по сравнению с зеркалированием, так как с меньшей вероятностью теряют пакеты при большой нагрузке. Пассивные и активные ответвители (TAP) обеспечивают 100-процентный захват трафика с нулевой задержкой и без переподписки. Для облачных сред и контейнеров используются виртуальные ответвители (vTAP)[12][13].
В беспроводных локальных сетях захват трафика может вестись на одном или сразу нескольких каналах посредством использования нескольких адаптеров.
Для перехвата одновременного обмена данными между другими устройствами (юникаст-трафик) сетевой адаптер анализатора должен работать в промискуитетном режиме. В беспроводных сетях даже при включении промискуитетного режима возможно игнорирование пакетов, не адресованных данной точке; чтобы анализировать их, требуется перевод адаптера в мониторинговый режим. Для захвата многоадресного и широковещательного трафика дополнительных условий не требуется. Анализатор может записывать как весь пакет целиком, так и только его заголовки. Запись только заголовков уменьшает требования к объёму хранения и помогает избежать некоторых вопросов конфиденциальности, но обычно достаточна для диагностики сетевых проблем.
Полученные данные преобразуются в читаемый формат, что позволяет инженерам анализировать содержимое. Возможности по отображению и анализу информации варьируются в зависимости от анализатора.
Некоторые анализаторы протоколов могут не только захватывать, но и генерировать сетевой трафик, используясь в качестве тестовых устройств. Такие устройства создают корректный с точки зрения протокола трафик для функциональных тестов, а также могут намеренно вводить ошибки с целью проверки обработки исключительных ситуаций устройством под тестированием[14][15].
Анализаторы могут быть реализованы на аппаратном уровне с записью пакетов или их заголовков на дисковые массивы.
Применение
Анализаторы трафика позволяют:
- Анализировать сетевые проблемы;
- Обнаруживать попытки сетевых атак;
- Выявлять нарушения или злоупотребления со стороны внутренних/внешних пользователей;
- Документировать соответствие нормативным требованиям путём журналирования всего периметрального и конечного трафика;
- Получать информацию для атаки на сеть (разведка при несанкционированном доступе);
- Определять сбор и обмен данными программным обеспечением (например, операционными системами) для укрепления управления, приватности и безопасности;
- Изолировать скомпрометированные системы путём сбора сведений о нарушениях;
- Контролировать использование полосы пропускания WAN;
- Отслеживать сетевую активность всех пользователей и устройств;
- Наблюдать за данными «на лету»;
- Определять состояние WAN-сетей и конечных точек;
- Собирать и формировать отчёты по сетевой статистике;
- Определять вредоносный или аномальный контент в трафике сети;
- Диагностировать производительность приложений путём анализа сетевого трафика;
- Служить основным источником данных для повседневного мониторинга и управления сетью;
- Проводить мониторинг других пользователей сети, перехватывать критичные данные (например, логины, куки — только если используется незашифрованный протокол);
- Реализовывать реверс-инжиниринг закрытых протоколов;
- Отлаживать коммуникацию в типах клиент/сервер;
- Отлаживать реализацию сетевых протоколов;
- Подтверждать корректность изменений сети (добавление, перемещение, модификация);
- Проверять эффективность работы межсетевых экранов, систем контроля доступа, веб-фильтров, антиспам-фильтров и прокси.
- Оценивать производительность сети (NPM) в VPN-туннелях с помощью хостовых агентов и синтетического мониторинга[16].
Технологии захвата сетевых данных используются правоохранительными органами по решению суда для прослушивания всего сетевого трафика, создаваемого конкретным лицом. Интернет-провайдеры и провайдеры голосовой связи в США обязаны обеспечивать выполнение требований закона Communications Assistance for Law Enforcement Act. В Европейском союзе согласно регламенту e-Evidence провайдеры обязаны предоставлять данные о трафике по запросам правоохранительных органов в срок до 10 дней, а в экстренных случаях — до 8 часов[17]. В России для фильтрации VPN-трафика на основе поведенческого анализа применяются системы DPI и технические средства противодействия угрозам (ТСПУ)[18], пропускную способность которых к 2030 году планируется увеличить до 954 Тбит/с[19]. Телекоммуникационные операторы, применяющие технологию захвата и хранения пакетов, могут обеспечивать юридически требуемый защищённый доступ к трафику и использовать эти системы для нужд внутренней безопасности. Сбор данных без разрешения суда является нарушением законодательства. Использование сквозного шифрования позволяет скрывать содержимое даже от операторов и государственных органов.
Процесс
Сбор/захват
Анализатор трафика включает сетевой интерфейс в промискуитетный режим. В этом режиме карта способна перехватывать все пакеты из заданного сегмента сети. Этот режим позволяет считывать сырые двоичные данные с линии для последующей обработки. В современных операционных системах и облачных инфраструктурах для перехвата и анализа трафика применяется технология eBPF (Extended Berkeley Packet Filter) и её подсистема XDP (eXpress Data Path). По сравнению с традиционным промискуитетным режимом, они обеспечивают высокопроизводительный захват пакетов с минимальными накладными расходами[20]. Кроме того, современные системы XDR способны осуществлять автоматический захват трафика при обнаружении сетевых аномалий, получая готовые дампы от интегрированных межсетевых экранов или инициируя ретроспективный анализ сохранённых пакетов[21].
Преобразование
Перехваченные двоичные данные переводятся в человеко-читаемый формат, доступный для первичного анализа.
Анализ
На этом этапе проводится более глубокое изучение полученных данных. Анализатор трафика проверяет протокол обмена и анализирует специфические характеристики протокола на основании извлечённой информации.
Более сложный анализ осуществляет сравнение нескольких пакетов и элементов обмена в сети одновременно.
Современные системы переходят от традиционного сигнатурного сопоставления к поведенческому анализу (NBA/NBAD) с использованием машинного обучения. Вместо поиска совпадений с базами известных угроз алгоритмы изучают нормальную активность сети и динамически выявляют аномалии, что позволяет обнаруживать неизвестные атаки в реальном времени[22].
Для работы с защищёнными соединениями применяются технологии анализа зашифрованного трафика (ETA). Они позволяют идентифицировать приложения и выявлять угрозы без расшифровки пакетов, анализируя последовательности длин пакетов, временные интервалы и метаданные TLS[23].
Внедрение генеративного искусственного интеллекта и технологий AIOps обеспечивает автоматизацию реагирования на угрозы. Такие системы способны самостоятельно анализировать сложную сетевую телеметрию и автоматически применять защитные меры, например, изолировать скомпрометированные устройства[24].
Также расширяются возможности мониторинга современных стандартов связи: анализаторы поддерживают декодирование и анализ протоколов 5G-сетей (в частности, PFCP), что позволяет отслеживать параметры сессий и выявлять специфические ошибки обмена данными[25].
Известные анализаторы трафика
- Allegro Network Multimeter
- Capsa Network Analyzer
- Charles Web Debugging Proxy
- Carnivore
- CommView
- dSniff
- EndaceProbe Packet Capture Platform
- Ettercap
- Justniffer (активный проект)[26]
- Fiddler
- Kismet
- Lanmeter
- Microsoft Network Monitor
- NarusInsight
- NetScout Systems nGenius Infinistream
- ngrep
- OmniPeek (Omnipliance by Savvius)
- SkyGrabber
- Sniffer
- snoop
- tcpdump
- Observer Analyzer
- Wireshark (ранее известен как Ethereal)
- Xplico (инструмент открытого кода для сетевого судебного анализа, проект не активен)[27]
- Akvorado (полнофункциональный open-source анализатор для NetFlow и IPFIX)[28]
- GoFlow2 (высокопроизводительный коллектор-конвейер для NetFlow и IPFIX)[28]
- Kubeshark (инструмент для мониторинга сетевого трафика в Kubernetes на базе eBPF)[29]
- Pixie (платформа для автоматической наблюдаемости в Kubernetes с использованием eBPF)[30]
- Inspektor Gadget (набор инструментов для точечной отладки в Kubernetes на базе eBPF)[30]
- Zeek (пассивный сетевой анализатор)[31]
- Suricata (система обнаружения и предотвращения вторжений)[31]
Примечания
Литература
- Chris Sander. Practical Packet Analysis. — 3. — No Starch Press, 2017. — ISBN 9781593278021.