DPI全稱為“Deep Packet Inspection”,稱為“深度包檢測”。DPI技術在分析包頭的基礎上,增加了對應用層的分析,是一種基于應用層的流量檢測和控制技術,當IP數據包、,或UDP數據流經過基于DPI技術的帶寬管理系統時,該系統通過深入讀取IP包載荷的內容來對OSI7層協議中的應用層信息進行重組,從而得到整個應用程序的內容,然后按照系統定義的管理策略對流量進行整形操作。
針對不同的協議類型,DPI識別技術可劃分為以下三類:
特征字的識別技術:
不同的應用通常會采用不同的協議,而各種協議都有其特殊的指紋,這些指紋可能是特定的端口、特定的字符串或者特定的Bit序列。基于特征字的識別技術,正是通過識別數據報文中的指紋信息來確定業務所承載的應用。根據具體檢測方式的不同,基于特征字的識別技術又可細分為固定特征位置匹配、變動特征位置匹配和狀態特征字匹配三種分支技術。通過對指紋信息的升級,基于特征字的識別技術可以方便的擴展到對新協議的檢測。
應用層網關識別技術:
在業務中,有一類的控制流和業務流是分離的,如與7號信令相關的業務,其業務流沒有任何特征,應用層網管識別技術針對的對象就是此類業務,首先由應用層網管識別出控制流,并根據控制流協議選擇特定的應用層網關對業務流進行解析,從而識別出相應的業務流。對于每一個協議,需要不同的應用層網關對其進行分析。例如:H323、SIP等協議,就屬于此類,其通過信令交互過程,協商得到其數據通道,一般是RTP格式封裝的語音流,純粹檢測RTP流并不能確定這條RTP流是通過那種協議建立起來的,即判斷其是何種業務,只有通過檢測SIP或H232的協議交互,才能得到其完整的分析。
行為模式識別技術:
在實施行為模式技術之前,運營商首先必須先對終端的各種行為進行研究,并在此基礎上建立行為識別模型,基于行為識別模型,行為模式識別技術即根據客戶已經實施的行為,判斷客戶正在進行的動作或者即將實施的動作。
行為模式識別技術通常用于那些無法由協議本身就能判別的業務,例如:從電子郵件的內容看,垃圾郵件和普通郵件的業務流兩者間根本沒有區別,只有進一步分析,具體根據發送郵件的大小、頻率,目的郵件和源郵件地址、變化的頻率和被拒絕的頻率等綜合分析,建立綜合識別模型,才能判斷是否為垃圾郵件。
這三類識別技術分別適用于不同類型的協議,相互之間無法替代,只有綜合的運用這三大技術,才能有效的靈活的識別網絡上的各類應用,從而實現控制和計費。
DFI(Deep/Dynamic Flow Inspection,深度/動態流檢測)與DPI進行應用層的載荷匹配不同,采用的是一種基于流量行為的應用識別技術,即不同的應用類型體現在會話連接或數據流上的狀態各有不同。
例如,網上IP語音流量體現在流狀態上的特征就非常明顯:RTP流的包長相對固定,一般在130~220byte,連接速率較低,為20~84kbit/s,同時會話持續時間也相對較長;而基于P2P下載應用的流量模型的特點為平均包長都在450byte以上、下載時間長、連接速率高、首選傳輸層協議為TCP等。DFI技術正是基于這一系列流量的行為特征,建立流量特征模型,通過分析會話連接流的包長、連接速率、傳輸字節量、包與包之間的間隔等信息來與流量模型對比,從而實現鑒別應用類型。
DPI與DFI優缺點分析
DFI處理速度相對快:
采用DPI技術由于要逐包進行拆包操作,并與后臺數據庫進行匹配對比;采用DFI技術進行流量分析僅需將流量特征與后臺流量模型比較即可,因此,目前多數基于DPI的帶寬管理系統的處理能力達到線速1Gbit/s左右,而基于DFI的系統則可以達到線速10Gbit/s的流量監控能力,完全可以滿足運營商需求;
DFI維護成本相對較低:
基于DPI技術的帶寬管理系統,總是滯后新應用,需要緊跟新協議和新型應用的產生而不斷升級后臺應用數據庫,否則就不能有效識別、管理新技術下的帶寬,提高模式匹配效率;而基于DFI技術的系統在管理維護上的工作量要少于DPI系統,因為同一類型的新應用與舊應用的流量特征不會出現大的變化,因此不需要頻繁升級流量行為模型。
識別準確率方面各有千秋:
由于DPI采用逐包分析、模式匹配技術,因此,可以對流量中的具體應用類型和協議做到比較準確的識別;而DFI僅對流量行為分析,因此只能對應用類型進行籠統分類,如對滿足P2P流量模型的應用統一識別為P2P流量,對符合網絡語音流量模型的類型統一歸類為VOIP流量,但是無法判斷該流量是否采用H.323或其他協議。如果數據包是經過加密傳輸的,則采用DPI方式的流控技術則不能識別其具體應用,而DFI方式的流控技術則不受影響,因為應用流的狀態行為特征不會因加密而根本改變。
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原文標題:DPI與DFI技術分析
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