В этой статье мы рассмотрим, как DPI работает для блокирования нежелательного трафика и управления каналом.
Определение DPI
DPI — технология мониторинга и анализа сети, которая позволяет в режиме реального времени проверять содержимое пакетов данных, проходящих через сети. Сюда входит изучение заголовков и полезной нагрузки пакетов, чтобы получить полное представление о сетевом трафике.
Система контроля и анализа трафика предназначена для проверки, классификации и обработки пакетов в соответствии с задачами провайдера. Главные функции DPI — приоритизация трафика в каналах интернет-провайдеров и фильтрация нежелательного контента.
Принципы работы DPI
DPI работает на седьмом уровне модели OSI, изучая пакеты данных, проходящие через сетевую инфраструктуру. Устройства DPI могут быть аппаратным оборудованием или программными приложениями, интегрированными в маршрутизаторы, брандмауэры или автономные системы. DPI включает в себя следующие шаги.
Перехват пакетов через сеть устройствами DPI
DPI-устройства стратегически размещаются в сетевой инфраструктуре для перехвата пакетов в различных точках, таких как сетевые шлюзы, маршрутизаторы, коммутаторы или специализированные устройства.
Затем происходит декапсуляция пакетов — чтобы получить доступ к полезной нагрузке и выполнить анализ, DPI-оборудование разворачивает внешние слои пакета, такие как Ethernet, IP и заголовки транспортного уровня.
Классификация пакетов
После перехвата пакетов устройства DPI применяют методы классификации на основе сигнатур — DPI-устройства поддерживают базу данных сигнатур или шаблонов, связанных с известными протоколами или приложениями. Входящие пакеты сравниваются с этими сигнатурами для определения приложения или протокола, к которому они принадлежат.
Другой аспект анализа — классификация на основе эвристики — устройства DPI используют поведенческий анализ для определения природы пакета. Этот подход помогает обнаружить неизвестные приложения, которые не используют для обмена данными известные ранее заголовки и структуры данных.
Анализ пакетов
После классификации пакетов проводится углубленный анализ для извлечения необходимой информации и применения сетевых политик.
Устройства DPI извлекают метаданные из пакетов: IP-адреса источника и назначения, номера портов, размеры пакетов и временные метки. Метаданные помогают в мониторинге трафика, управлении пропускной способностью и устранении неполадок в сети.
Также проверка полезной нагрузки пакетов помогает выявить URL-адреса, ключевые слова и вредоносные программы. Эта информация крайне важна для применения политик безопасности, фильтрации содержимого и предотвращения утечки данных.
Управление трафиком
DPI играет важную роль в оптимизации сетевого трафика и обеспечении эффективного использования ресурсов. Понимая содержание и характеристики пакетов, DPI-оборудование способствуют эффективному управлению трафиком с помощью следующих решений:
- обеспечение QoS — DPI устанавливает приоритеты пакетов на основе их классификации, что позволяет сетевым администраторам выделять ресурсы полосы пропускания для критически важных приложений или пользователей;
- формирование полосы пропускания — устройства DPI формируют трафик с помощью механизмов контроля трафика, ограничения скорости или управления перегрузками;
- применение политик — DPI обеспечивает соблюдение сетевых политик, разрешая или блокируя определенные типы трафика на основе заранее определенных правил и норм.
DPI в сравнении с обычной фильтрацией пакетов
В отличие от обычной фильтрации пакетов, которая работает на основе простых критериев, таких как IP-адреса или номера портов, DPI глубже проникает в полезную нагрузку пакета.
В таблице приведено общее сравнение между DPI и обычной фильтрацией пакетов, но важно учитывать, что конкретные возможности и функции могут отличаться в зависимости от реализации и используемого устройства DPI или брандмауэра.
Примеры использования DPI
DPI помогает визуализировать структуру сетевого трафика, выявлять узкие места и оптимизировать сетевые ресурсы. Анализируя полезную нагрузку пакетов и метаданные, DPI позволяет администраторам отслеживать потоки трафика, определять шаблоны использования приложений и выявлять аномалии. Эта информация облегчает планирование пропускной способности сети и эффективное распределение ресурсов.
DPI помогает точно определять перегруженные области, анализировать использование полосы пропускания и выявлять узкие места в сети. Благодаря этим знаниям администраторы оптимизируют сетевую инфраструктуру и предотвращают снижение производительности.
Инспекция сетевых пакетов оптимизирует качества обслуживания, определяя приоритетность критически важного трафика и обеспечивая лучшую производительность для различных услуг, например, VoIP или потоковое видео.
Также DPI работает на безопасность и управление угрозами — во время изучения содержимого пакетов, технология обнаруживает и устраняет киберугрозы, такие как вредоносное ПО, DDoS и брутфорс атаки.
Помимо этого, DPI помогает соблюдать нормативные требования и обеспечивать соблюдения политик — интернет-провайдеры блокируют доступ к определенным веб-сайтам или управляют распределением полосы пропускания для приложений.
Преимущества DPI
DPI предоставляет ряд преимуществ для интернет-провайдеров:
- улучшенная видимость сети — DPI обеспечивает глубокое понимание сетевого трафика, позволяя лучше планировать пропускную способность и распределять ресурсы;
- улучшенная безопасность — DPI выявляет и смягчает потенциальные угрозы, защищая сетевую инфраструктуру и данные клиентов;
- эффективное управление трафиком — провайдеры могут оптимизировать производительность сети, распределять полосу пропускания и устанавливать приоритеты для критически важных приложений, обеспечивая бесперебойную работу пользователей.
Ограничения и проблемы DPI
Несмотря на свои преимущества, DPI сталкивается с определенными ограничениями и проблемами. DPI может получать доступ и анализировать содержимое пакетов данных пользователей, что вызывает озабоченность по поводу конфиденциальности и слежки.
Использующий VPN и туннели или шифрованный трафик может ограничить эффективность DPI, поскольку полезная нагрузка становится недоступной. Также DPI может создавать дополнительные расходы на обработку, влияя на производительность сети, особенно в высокоскоростных сетях с высокой нагрузкой на трафик.
Помимо этого, DPI может ошибочно классифицировать легитимный трафик как вредоносный, что может привести к перебоям в обслуживании или недовольству клиентов.
Примеры решений на основе технологии DPI
Сегодня на рынке доступно множество решений на основе технологии DPI, удовлетворяющих различные требованиям провайдеров.
- Инструменты анализа и оптимизации трафика предоставляют подробную информацию о структуре сетевого трафика, помогая провайдерам контролировать и оптимизировать производительность сети.
- Системы обнаружения и предотвращения вторжений (IDPS) используют DPI для обнаружения и смягчения последствий сетевых атак, обеспечивая защиту от различных угроз в режиме реального времени.
- Решения для фильтрации контента и родительского контроля помогают внедрять механизмы, которые позволяют интернет-провайдерам блокировать доступ к определенным веб-сайтам или отфильтровывать нежелательный контент.
Существуют многофункциональные платформы для управления трафиком, основанные на DPI. Так, система контроля и анализа трафика (СКАТ) от разработчика VAS Experts предназначена для проверки, классификации и обработки пакетов в соответствии с задачами провайдера.
Решение VAS Experts не зависит от конкретного поставщика серверного оборудования и способно детектировать более 6000 протоколов. Гибкие настройки в зависимости от требований компании и масштабирование решения для обработки трафика до 3,84 Тбит/сек делает СКАТ универсальным ПО для организаций из различных сфер.
Заключение
Глубокая инспекция пакетов стала незаменимой технологией для интернет-провайдеров, позволяя им улучшить видимость сети, повысить меры безопасности, эффективно управлять трафиком и применять политики. Поскольку сетевой трафик продолжает расти, DPI останется важнейшим инструментом для провайдеров, позволяющим эффективно управлять и защищать их сети.