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NetStream技术应用背景Internet的高速发展为用户提供了更高的带宽，支持的业务和应用日渐增多，传统流量统计如SNMP、端口镜像等，由于统计流量方式不灵活或是需要投资专用服务器成本高等原因，无法满足对网络进行更细致的管理，需要一种新技术来更好的支持网络流量统计。
NetStream技术是一种基于网络流信息的统计技术，可以对网络中的业务流量情况进行统计和分析。在网络的接入层、汇聚层、核心层上，都可以通过部署NetStream。
NetStream技术的应用有以下几种。
l 计费：NetStream为基于资源（如线路、带宽、时段等）占用情况的计费提供了精细的数据。Internet服务提供商可以利用这些信息来实行灵活的计费策略，如基于时间、带宽、应用、服务质量等。企业客户可以使用这些信息计算部门费用或分配成本，以便有效利用资源。
l 网络规划：NetStream可以为网络管理工具提供关键信息，比如各个AS域之间的网络流量情况，以便优化网络设计和规划，实现以最小的网络运营成本达到最佳的网络性能和可靠性。
l 网络监控：通过在出口部署NetStream，对连接Internet网络的接口进行实时的流量监控，可以分析各种业务占用出口带宽的情况。网管人员可以根据这些信息判断网络的运行情况，尽早发现不合理的网络结构或是网络中的性能瓶颈，方便网管人员规划和分配网络资源。
l 用户监控和分析：通过NetStream技术可以使网络管理者轻松获取用户使用网络和应用资源的详细情况，进而用于高效地规划以及分配网络资源，并保障网络的安全运行。
NetStream是一项基于“流”来提供报文统计的技术。NetStream支持二层报文、IP报文（UDP、TCP、ICMP报文）和MPLS报文的统计。
l 对于IPv4报文，IPv4 NetStream会根据IPv4报文的目的IP地址、源IP地址、目的端口号、源端口号、协议号、ToS（Type of Service，服务类型）、输入接口或输出接口来定义流，相同的七元组标识为同一条流。
l 对于IPv6报文，IPv6 NetStream会根据IPv6报文的目的IP地址、源IP地址、目的端口号、源端口号、协议号、流量分类、流标签、输入接口或输出接口来定义流，相同的七元组标识为同一条流。
l 对于MPLS报文，可以统计MPLS报文内的IPv4/IPv6（6PE情况下）信息。如果统计IP信息，此时会根据MPLS标签栈和IP信息共同确定一条流。
一个典型的NetStream系统由NDE、NSC和NDA三部分组成。
l NDE（NetStream Data Exporter）
NDE负责对网络流进行分析处理，提取符合条件的流进行统计，并将统计信息输出给NDA（NetStream Data Analyzer）设备。输出前也可对数据进行一些处理，比如聚合。配置了NetStream功能的设备在NetStream系统中担当NDE角色。
l NSC（NetStream Collector）
NSC通常为运行于Unix或者Windows上的一个应用程序，负责解析来自NDE的报文，把统计数据收集到数据库中，可供NDA进行解析。NSC可以采集多个NDE设备输出的数据，对数据进行进一步的过滤和聚合。
l NDA（NetStream Data Analyzer）
NDA是一个网络流量分析工具，它从NSC中提取统计数据，进行进一步的加工处理，生成报表，为各种业务提供依据（比如流量计费、网络规划，攻击监测）。通常，NDA具有图形化用户界面，使用户可以方便地获取、显示和分析收集到的数据。
图 1 NetStream系统中的设备角色
如图 1所示，NetStream进行数据采集和分析的过程如下：
(1) 配置了NetStream功能的设备（即NDE）把采集到的关于流的详细信息定期发送给NSC；
(2) 信息由NSC初步处理后发送给NDA；
(3) NDA对数据进行分析，以用于计费、网络规划等应用。
NetStream流老化是设备向NSC输出流统计信息的一种手段。当设备启用NetStream功能后，流统计信息首先会被存储在设备的NetStream缓冲区中。当存储在设备上的NetStream流信息老化后，设备会把缓冲区中的流统计信息通过指定版本的NetStream输出报文发送给NSC。
NetStream流老化有以下三种机制：
l 按时老化
l 强制老化
l TCP的FIN和RST报文触发老化。
按时老化分为以下两种方式：
l 不活跃的流老化：从最后一个报文开始，该流在指定的不活跃流老化时间内没有被采集到（即在设定的不活跃流老化时间内统计到的流数目没有增加），那么设备会向NSC输出该流的统计信息，这种老化称为不活跃的流老化。通过这种老化，可以清除设备上NetStream缓冲区中的无用表项，充分利用统计表项资源。
l 活跃的流老化：从第一个报文开始，该流在指定的活跃流老化时间内一直能被采集到。活跃时间超过设定的活跃流老化时长后，需要输出该流的统计信息，这种老化称为活跃的流老化。因为该流实际上还存在，所以在设备上NetStream缓冲区关于该流的统计表项本身仍然存在。这种老化方式是设备为了向NSC输出活跃流统计信息的一种机制。
执行强制老化命令，用户可以将NetStream缓冲区中所有流老化，并清除NetStream缓冲区信息。
对于TCP连接，当有标志为FIN或RST的报文发送时，表示一次会话结束。因此当一条已经存在的TCP协议NetStream流中流过一条标志为FIN或RST的报文时，可以立即老化相应的NetStream流。但是假如一条流的第一个报文就是TCP的FIN或RST报文，则会按正常的流程创建一条新流，不进行老化。
普通流输出是指所有流的统计信息都要被统计，并且每条流的统计信息都要输出到NSC设备。
普通流的优点是：NSC可以得到每条流的详细统计信息。但是缺点也是很明显的，这种方式增加了网络带宽和设备的CPU占有率，而且为了存储这些信息，需要大量的存储介质空间。并且很多情况下，用户并不需要获取所有流的统计信息。
(1) IPv4 NetStream聚合功能
聚合流输出是指采用聚合流输出功能后，设备对与聚合关键项完全相同的流统计信息进行汇总，从而得到对应的聚合流统计信息，并且将该聚合统计信息发送到相应的接收聚合统计信息的NSC设备。
例如，如表 1所示，发送四条TCP流，其目的地址相同、源地址不同，源端口、目的端口均为10，选择“协议-端口聚合”方式，该聚合方式的依据为“协议号、源端口、目的端口”，因为这四条TCP流的源端口、目的端口和协议号相同，在聚合流统计表项中只会记录一条聚合流统计信息。设备只将聚合统计信息发送给相应的接收聚合统计信息的NSC，由此可见，聚合的最大好处是可以减少对网络带宽的占用。
在目前的实现中，IPv4 NetStream聚合流输出支持的12种方式如表 1所示。
表 1 NetStream的12种聚合方式
聚合方式 | 聚合关键项 |
自治系统聚合 | 源AS号、目的AS号、输入接口索引、输出接口索引 |
协议-端口聚合 | 协议号、源端口、目的端口 |
源前缀聚合 | 源AS号、源掩码长度、源前缀、输入接口索引 |
目的前缀聚合 | 目的AS号、目的掩码长度、目的前缀、输出接口索引 |
源和目的前缀聚合 | 源AS号、目的AS号、源掩码长度、目的掩码长度、源前缀、目的前缀、输入接口索引、输出接口索引 |
前缀端口聚合 | 源前缀、目的前缀、源掩码长度、目的掩码长度、ToS、协议号、源端口、目的端口、输入接口索引、输出接口索引 |
服务类型-自治系统聚合 | ToS、源AS号、目的AS号、输入接口索引、输出接口索引 |
服务类型-源前缀聚合 | ToS、源AS号、源前缀、源掩码长度、输入接口索引 |
服务类型-目的前缀聚合 | ToS、目的AS号、目的掩码长度、目的前缀、输出接口索引 |
服务类型-前缀聚合 | ToS、源AS号、源前缀、源掩码长度、目的AS号、目的掩码长度、目的前缀、输入接口索引和输出接口索引 |
服务类型-协议-端口聚合 | ToS、协议类型、源端口、目的端口、输入接口索引、输出接口索引 |
服务类型-BGP下一跳聚合 | ToS、BGP下一跳地址、输出接口索引 |
(2) IPv6 NetStream聚合功能
在目前的实现中，IPv6 NetStream聚合流输出支持的6种方式如表 2所示。
表 2 IPv6 NetStream的6种聚合方式
聚合方式 | 聚合关键项 |
自治系统聚合 | 源AS号、目的AS号、输入接口索引、输出接口索引 |
协议-端口聚合 | 协议号、源端口、目的端口 |
源前缀聚合 | 源AS号、源掩码长度、源前缀、输入接口索引 |
目的前缀聚合 | 目的AS号、目的掩码长度、目的前缀、输出接口索引 |
源和目的前缀聚合 | 源AS号、目的AS号、源掩码长度、目的掩码长度、源前缀、目的前缀、输入接口索引、输出接口索引 |
BGP下一跳聚合 | BGP下一跳地址、输出接口索引 |
目前Netstream输出的报文主要有5、8、9三个版本。其中版本9可以为用户提供根据实际需求设计各种统计元素的模板，使统计信息的输出更为灵活。
l 版本5：根据七元组产生原始的数据流，但报文格式固定，不易扩展。
l 版本8：支持聚合输出格式，但报文格式固定，不易扩展。
l 版本9：基于模板方式，使统计信息的输出更为灵活，可以用来灵活输出各种组合格式的数据。版本9支持对BGP下一跳、MPLS等统计输出。
IPv6 Netstream输出的统计信息只能使用版本9格式。
IPv4 NetStream可以与Sampler采样器配合使用。通过设定适当的采样间隔，不但减少了统计的报文数量，收集到的统计信息也可以保证基本正确地反映整个网络流的状况。另外，采样还可以减小对设备转发性能造成的影响。
IPv6 NetStream可以与ACL（Access Control List，访问控制列表）和QoS（Quality of Service，服务质量）配合使用，NetStream只统计符合ACL和QoS筛选出的特定报文。通过这种方式可以使NetStream对用户关注的数据进行统计，更能满足用户多样的统计要求。
NetStream无论是和ACL或是和QoS配合使用，都是为了先对数据流进行过滤，这样NetStream就可以“只对某些符合条件的流”进行统计。两者方式的区别是：QoS可以更加灵活的指定流，且应用方式多样。
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