【正文】 網(wǎng)絡(luò)安全監(jiān)控 引言 課題背景 隨著計算機及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的日益發(fā)展 ， 網(wǎng)站作為一種信息的載體，已經(jīng)滲透到各個領(lǐng)域，在業(yè)務(wù)管理、電子政務(wù)、電子商務(wù)得到歷廣泛應(yīng)用。無論是企業(yè)還是個人用戶都可以不受空間、時間的限制，通過互聯(lián)網(wǎng)，就可以進行業(yè)務(wù)管理和信息服務(wù)。目前，基于互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)站應(yīng)用已經(jīng)成為企業(yè)、政府和各種機構(gòu)進行服務(wù)延伸和提高服務(wù)質(zhì)量的重要手段?；ヂ?lián)網(wǎng)技術(shù)（ Inter/Intra）也在企業(yè)和政府內(nèi)部管理信息系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用，如企業(yè) ERP 管理系統(tǒng)、辦公自動化系統(tǒng)（ OA）以及各種業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)，提供了企業(yè)內(nèi)部的網(wǎng) 站系統(tǒng)服務(wù)。 所以，如何有效保障網(wǎng)站系統(tǒng)的服務(wù)質(zhì)量是網(wǎng)站提供單位必須考慮的問題，而網(wǎng)站系統(tǒng)服務(wù)動態(tài)監(jiān)控能夠起到及時檢測和報告網(wǎng)站狀態(tài)的有效手段。隨著網(wǎng)站系統(tǒng)復(fù)雜程度的提高，傳統(tǒng)的依靠信息技術(shù)部門通過對系統(tǒng)相關(guān)部分（網(wǎng)絡(luò)、應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)庫）的檢測和診斷不能適應(yīng)預(yù)測服務(wù)缺陷、準(zhǔn)確定位和快速響應(yīng)的需求。 網(wǎng) 站 安全管理的現(xiàn)狀與需求 目前，在網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用不斷深入和技術(shù)頻繁升級的同時，非法訪問、惡意攻擊等安全威脅也在不斷推陳出新，愈演愈烈。防火墻、 VPN、 IDS、防病毒、身份認(rèn)證、數(shù)據(jù)加密、安全審計等安全防護和管理系統(tǒng)在 網(wǎng)絡(luò)中得到了廣泛應(yīng)用。從網(wǎng)絡(luò)安全專業(yè)管理人員的角度來說，最直接的需求就是根據(jù)分類在統(tǒng)一的界面中監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)中各種運行性能狀態(tài)，獲取相關(guān)數(shù)據(jù)信息、日志信息和報警信息等，并進行分類匯總、分析和審計；同時完成攻擊事件報警、響應(yīng)等功能。因此，用戶的網(wǎng)絡(luò)管理需要不斷健全整體網(wǎng)絡(luò)安全管理解決方案，從統(tǒng)一安全管理平臺總體調(diào)控配置到多層面、分布式的安全系統(tǒng)，實現(xiàn)對各種網(wǎng)絡(luò)安全資源的集中監(jiān)控、策略管理、審計及多種安全功能模塊之間的互動，從而有效簡化網(wǎng)絡(luò)安全管理工作，提升網(wǎng)絡(luò)的安全水平和可用性、可控制性、可管理性。 網(wǎng)絡(luò)流量監(jiān)控 的引入 網(wǎng)絡(luò)安全管理體系中，流量監(jiān)控和統(tǒng)計分析是整個管理的基礎(chǔ)。 流量檢測主要目的是通過對網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)進行實時連續(xù)的采集監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)流量，對獲得的流量數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計計算，從而得到網(wǎng)絡(luò)主要成分的性能指標(biāo)。網(wǎng)絡(luò)管理員根據(jù)流量數(shù)據(jù)就可以對網(wǎng)絡(luò)主要成分進行性能分析管理，發(fā)現(xiàn)性能變化趨勢，并分析出影響網(wǎng)絡(luò)性能的因素及問題所在。此外，在網(wǎng)絡(luò)流量異常的情況下，通過擴展的流量檢測報警系統(tǒng)還可以向管理人員報警，及時發(fā)現(xiàn)故障加以處理。在網(wǎng)絡(luò)流量檢測的基礎(chǔ)上，管理員還可對感興趣的網(wǎng)絡(luò)管理對象設(shè)置審查值范圍及配置網(wǎng)絡(luò)性能對象，監(jiān)控實時輪詢網(wǎng) 絡(luò)獲取定義對象的當(dāng)前值，若超出審查值的正 常預(yù)定值則報警，協(xié)助管理員發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)瓶頸，這樣就能實現(xiàn)一定程度上的故障管理。而網(wǎng)絡(luò)流量檢測本身也涉及到安全管理方面的內(nèi)容。 由此可見，對于一個有效的網(wǎng)絡(luò)安全管理系統(tǒng)來說，功能的實現(xiàn)都或多或少的依賴于流量信息的獲取。因此網(wǎng)絡(luò)流量信息的采集可以說是網(wǎng)絡(luò)安全管理系統(tǒng)得以實現(xiàn)的核心基石。它的應(yīng)用可以在一定程度上檢測到入侵攻擊，可以有效地幫助管理人員進行網(wǎng)絡(luò)性能管理，并利用報警機制協(xié)助網(wǎng)管人員采取對應(yīng)的安全策略與防護措施，從而減少入侵攻擊所造成的損失。 本文的目的與任務(wù) 該網(wǎng)絡(luò)流量監(jiān)控及分析工具主要用途是通過實時連續(xù)地采集網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)并對其進行統(tǒng)計，得到主要成分性能指標(biāo)，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)流量的理論，通過統(tǒng)計出的性能指數(shù)觀察網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，分析出網(wǎng)絡(luò)變化趨勢，找出影響網(wǎng)絡(luò)性能的因素。 本設(shè)計題目是教師自擬項目，前期任務(wù)主要是設(shè)計并完成系統(tǒng)的初步框架，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的捕獲，并解決相應(yīng)問題，后期主要是通過一些 API 函數(shù)完成對各類數(shù)據(jù)信息的統(tǒng)計。 網(wǎng)站系統(tǒng)動態(tài)監(jiān)控包括以下幾個方面的目標(biāo)： 1． 服務(wù)可用性監(jiān)控（ availability）檢測； 2． 網(wǎng)站性能監(jiān)控（ service performance）檢測； 3． 網(wǎng)站并發(fā)負(fù)載能力監(jiān)控 4． 網(wǎng)站運行監(jiān)控數(shù)據(jù)分析和展現(xiàn) 包括的內(nèi)容： 1. 網(wǎng)站流量指標(biāo)：網(wǎng)站流量統(tǒng)計指標(biāo)通常用來對網(wǎng)站效果進行評價。主要指標(biāo)包括，獨立訪問者數(shù)量；重復(fù)訪問者數(shù)量；頁面瀏覽數(shù)；每個訪問者的頁面瀏覽數(shù)；某些具體文件或頁面的統(tǒng)計指標(biāo)，如頁面顯示次數(shù)、文件下載次數(shù)等。 2. 用戶行為指標(biāo)：用戶行為指標(biāo)主要反映用戶是通過何種方式找到網(wǎng)站的、在網(wǎng)站上停留了多長時間、訪問了那些頁面等。主要的統(tǒng)計指標(biāo)包括，用戶來源網(wǎng)站，也叫引導(dǎo)網(wǎng)站；用戶在網(wǎng)站的停留時間；用戶所 使用的搜索引擎及其關(guān)鍵詞；在不同時段的用戶訪問量情況等。 3. 用戶瀏覽網(wǎng)站的方式，包括，用戶上網(wǎng)設(shè)備類型；用戶瀏覽器的名稱和版本；訪問者電腦分辨率顯示模式；用戶所使用的操作系統(tǒng)名稱和版本；用戶所在地理區(qū)域分布狀況等。 4. 為求更全面更專業(yè)地分析網(wǎng)站的經(jīng)營情況，在分析自己網(wǎng)站的訪問情況之余，競爭者網(wǎng)站的相關(guān)情況也應(yīng)該列入監(jiān)控分析的范圍之內(nèi)。 本項目 網(wǎng)站監(jiān)控，是一個網(wǎng)站質(zhì)量檢測、服務(wù)缺陷報警、網(wǎng)站并發(fā)能力的獨立監(jiān)控系統(tǒng)。作為保障網(wǎng)站質(zhì)量和提高服務(wù)水平的手段和工具，對網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用程序進行監(jiān)控 ,從 而將任何停止運轉(zhuǎn)、故障或安全隱患的發(fā)生降至最低。 主要研究內(nèi)容 為實現(xiàn)上述的項目目標(biāo)，需要進行下列工作： 實現(xiàn)網(wǎng)站 協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)連接和數(shù)據(jù)傳輸功能，該功能為網(wǎng)站監(jiān)控 的基礎(chǔ)功能 2． 設(shè)計和建立動態(tài)監(jiān)控服務(wù)描述數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，開發(fā)新建、修改、執(zhí)行動態(tài)監(jiān)控軟件功能 3． 設(shè)計和建立動態(tài)監(jiān)控流程數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，開發(fā)錄入、修改、動態(tài)監(jiān)控流程執(zhí)行功能 4． 并發(fā)加載，監(jiān)控網(wǎng)站的瞬時服務(wù)處理能力 5． 在線定時網(wǎng)站動態(tài)監(jiān)控和管理 6． 被監(jiān)控網(wǎng)站信息管理。內(nèi)容過濾 ,對關(guān)鍵字進行報警或阻擋、日志查詢與統(tǒng)計、報警日志查詢 、文件傳輸查詢和控制、在線時間及上傳下載流量管理報警、對瀏覽網(wǎng)頁、 Tel、按系統(tǒng)分類詳細(xì)控制、隨時監(jiān)控流量動態(tài)、多層次按權(quán)限個性化遠(yuǎn)程管理、日志壓縮加密保存安全性，查詢速度。 本課題目標(biāo)是根據(jù)互聯(lián)網(wǎng)（ TCP/IP）和應(yīng)用協(xié)議 HTTP 對網(wǎng)站系統(tǒng)進行動態(tài)監(jiān)控，設(shè)計滿足動態(tài)監(jiān)控、報警功能需求軟件功能，通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、軟件技術(shù)和數(shù)據(jù)庫技術(shù)來開發(fā)一個具備上述功能系統(tǒng)。 （設(shè)計）的條件、步驟、方法及措施 1. 擬采用的研究方法： 主要是通過網(wǎng)站 TCP 和 HTTP 應(yīng)用協(xié)議對分析，設(shè)計動態(tài)監(jiān)控服務(wù)和動態(tài)監(jiān)控流 程： － 網(wǎng)站主要技術(shù)和應(yīng)用研究 － HTTP 協(xié)議分析 － 動態(tài)監(jiān)控和動態(tài)監(jiān)控管理 － 動態(tài)監(jiān)控數(shù)據(jù)存儲和分析 在需求分析的基礎(chǔ)上，進行數(shù)據(jù)庫，軟件功能設(shè)計，并進行開發(fā)，調(diào)試。 2. 技術(shù)路線 － 采用關(guān)系數(shù)據(jù)庫 SqlServer 存儲 HTTP 數(shù)據(jù)、用戶管理，動態(tài)監(jiān)控流程和管理信息 － 采用 B/S 網(wǎng)站模式，客戶端采用 IE 瀏覽器，服務(wù)器接入采用 IIS，方便用戶使用和軟件維護 － 采用 C++開發(fā)語言進行軟件功能開發(fā)。 3. 試驗方案及可行性分析： 硬件環(huán)境： CPU： P4 以上、內(nèi)存至少 1G、硬盤至少 1G 空間 軟 件環(huán)境：操作系統(tǒng)： Windows Server、 DCS 平臺 數(shù)據(jù)庫 : MS SQL Server 4. 項目工作計劃： ⑴ 網(wǎng)站應(yīng)用和主流技術(shù)研究。 (~) ⑵ 設(shè)計網(wǎng)站動態(tài)監(jiān)控的功能， () ⑶ 設(shè)計網(wǎng)站監(jiān)控的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)， (~) ⑷ 開發(fā)網(wǎng)站動態(tài)監(jiān)控功能。 () ⑸ 調(diào)整和畢業(yè)論文撰寫。 () 本人將在論文指導(dǎo)老師的幫助下，首先鞏固和學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)庫 SqlServer 的設(shè)計、配置和應(yīng)用，掌握網(wǎng)站、 javascript 語言。 2 相關(guān)的 概念與技術(shù) OSI參考模型與 VC++的特點 OSI 參考模型 開放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型 OSI 是由國際標(biāo)準(zhǔn)化組織 ISO 制定的標(biāo)準(zhǔn)化開放式的計算機網(wǎng)絡(luò)層次結(jié)構(gòu)模型 ,其結(jié)構(gòu)如圖 1 所示。 可以看出，該結(jié)構(gòu)共有七層，各層主要實現(xiàn)如下功能： （ 1）物理層，利用傳輸介質(zhì)實現(xiàn)相鄰節(jié)點間的物理連接，主要對機械、電氣、功能和規(guī)程四個方面及信號傳輸速率方面進行規(guī)定； （ 2）數(shù)據(jù)鏈路層，完成管理數(shù)據(jù)的傳輸，提供差錯檢測和恢復(fù)，并且提供流量控制，最終實現(xiàn)向上一層提供無差錯、高可靠性的傳輸鏈路； （ 3）網(wǎng)絡(luò)層，執(zhí)行路由算法和流量控制算法，完 成數(shù)據(jù)分組傳輸，它是通信子網(wǎng)的最高層； （ 4）傳輸層，提供端到端的無差錯傳輸，同時，它也提供屬于局通信網(wǎng)絡(luò)接口，比如 SOCKET； （ 5）會話層，完成用戶之間會話的組織、協(xié)調(diào)、分配用戶名等； （ 6）表示層，解決數(shù)據(jù)格式問題，規(guī)定編碼方式； （ 7）應(yīng)用層， OSI 的最高層，利用應(yīng)用進程提供網(wǎng)絡(luò)訪問手段。 互聯(lián)網(wǎng)（ INTERNET,又譯 因特網(wǎng) 、網(wǎng)際 網(wǎng)） ,即 廣域網(wǎng) 、 局域網(wǎng) 及單機按照一定的通訊協(xié)議組成的國際計算機網(wǎng)絡(luò)?；ヂ?lián)網(wǎng)是指將兩臺計算機或者是兩臺以上的計算機終端、客戶端、服務(wù)端通過計算機信息技術(shù)的手段互相聯(lián)系起來圖 1 OSI參考模型 的結(jié)果，人們可以與遠(yuǎn)在千里之外的朋友相互發(fā)送郵件、共同完成一項工作、共同娛樂。 互 聯(lián)網(wǎng)始于 1969 年 ，是在 ARPA（ 美國國防部研究計劃署 ）制定的協(xié)定下將美 國 西 南 部 的 大 學(xué) UCLA( 加 利 福 尼 亞 大 學(xué) 洛 杉 磯 分 校 ) 、 Stanford ResearchInstitute( 史 坦 福 大 學(xué) 研 究 學(xué) 院 ) 、 UCSB( 加利福尼亞大學(xué) ) 和UniversityofUtah(猶他州大學(xué) )）的四臺主要的計算機連接起來。這個協(xié)定有 劍橋大學(xué) 的 BBN 和 MA 執(zhí)行，在 1969 年 12 月開始聯(lián)機。到 1970 年 6 月， MIT(麻省理工學(xué)院 ) 、 Harvard( 哈佛大學(xué) ) 、 BBN 和SystemsDevelopmentCorpinSantaMonica(加州圣達(dá)莫尼卡系統(tǒng)發(fā)展公司 )加入進來。到 1972 年 1 月， Stanford(史坦福大學(xué) )、 MIT’sLincolnLabs(麻省理工學(xué)院的林肯實驗室 )、 CarnegieMellon(卡內(nèi)基梅隆大學(xué) )和 CaseWesternReserveU加入進來。緊接著的幾個月內(nèi) NASA/Ames(國家航空和宇宙航行局 )、 Mitre、Burroughs、 RAND(蘭德公司 )和 theUofIllinois(伊利諾利州大學(xué) )也加入進來。之后越來越多的公司加入，無法在此一一列出。 1968 年 ，當(dāng)參議員 TedKennedy(特德 .肯尼迪 )聽說 BBN 贏得了 ARPA 協(xié)定作為內(nèi)部消息處理器（ IMP） ”，他向 BBN 發(fā)送賀電祝賀他們在贏得 “內(nèi)部消息處理器 ”協(xié)議中表現(xiàn)出的精神。 互聯(lián)網(wǎng)最初設(shè)計是為了能提供一個通訊網(wǎng)絡(luò)，即使一些地點被核武器摧毀也能正常工作。如果大部分的直接通道不通，路由器就會指引通信信息經(jīng)由中間路由器在網(wǎng)絡(luò)中傳播。 最初的網(wǎng)絡(luò)是給計算機專家、工程師和科學(xué)家用的。當(dāng)時一點也不友好。那個時候還沒有家庭和辦公計算機，并且任何一個用它的人，無論是計算機專 家、工程師還是科學(xué)家都不得不學(xué)習(xí)非常復(fù)雜的系統(tǒng)。以太網(wǎng) 大多數(shù)局域網(wǎng)的協(xié)議，出現(xiàn)在 1974 年，它是哈佛大學(xué)學(xué)生 BobMetcalfe(鮑勃 .麥特卡夫 )在 “信息包廣播網(wǎng) ”上的論文的副產(chǎn)品。這篇論文最初因為分析的不夠而被學(xué)校駁回。后來他又加進一些因素，才被接受。 由于 TCP/IP 體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)在七十年代迅速發(fā)展起來，這個體系結(jié)構(gòu)最初是有 BobKahn(鮑勃 .卡恩 )在 BBN 提出來的，然后由史坦福大學(xué)的 Kahn(卡恩 )和 VintCerf(溫特 .瑟夫 )和整個七十年代的其他人進一步發(fā)展完善。八十年代 ， DefenseDepartment(美國國防部 )采用了這個結(jié)構(gòu)，到1983 年，整個世界普遍采用了這個體系結(jié)構(gòu)。 1978 年， UUCP(UNIX 和 UNIX 拷貝協(xié)議 )在貝爾實驗室被提出來。1979 年，在 UUCP 的基礎(chǔ)上新聞組網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)發(fā)展起來。新聞組（集中某一主題的討論組）緊跟著發(fā)展起來，它為在全世界范圍內(nèi)交換信息提供了一個新的方法。然而，新聞組并不認(rèn)為是互聯(lián)網(wǎng)的一部分，因為它并不共享TCP/IP 協(xié)議，它連接著遍部世界的 UNIX 系統(tǒng)，并且很多互聯(lián)網(wǎng)站點都充分地利用新聞組。新聞組是網(wǎng)絡(luò)世界發(fā)展中的非常重大的一 部分。 Visual C++是功能最為強大可視化開發(fā)工具，它不僅支持傳統(tǒng)的軟件開發(fā)方法，更重要的是它能支持面向?qū)ο?、可視化的開發(fā)風(fēng)格。因此 Visual C++又稱作是一個集成開發(fā)工具，它提供了軟件代碼自動生成和可視化的資源編輯功能。 Visual C++具有的優(yōu)點：提供了面向?qū)ο蟮膽?yīng)用程序框架 MFC（ Microsoft Foundation Class） ,簡化了程序員的編程工作，提高了模塊的可重用性；提供了基于 CASE技術(shù)的可視化軟件的自動生成和維護工具 AppWizard、 ClassWizard、Visual Studio、 WizardBar 等，實現(xiàn)了直觀、可視的程序設(shè)計風(fēng)格，方便地編和管理各種類，維護程序的源代碼；封裝了 Windows 的 API 函數(shù)、 USER、 KERNEL、GDI 函數(shù)，簡化了編程時創(chuàng)建、維護窗口的許多復(fù)雜的工作。 本程序中使用的