Deep packet inspection что это

Краткий обзор технологии DPI — Deep Packet Inspection

Я уже несколько лет активно занимаюсь темой DPI, осуществляя пресейл и непосредственно внедрение этих решений. Побудило меня на написание этого топика то, что тема DPI на хабре раскрыта достаточно слабо, поэтому хотелось бы немного рассказать об устройствах, которые применяют ведущие сервис-провайдеры и крупные корпоративные пользователи для интеллектуального управления трафиком в своих сетях, а также пояснить зачем им это всё надо.

Основы

Система DPI, как видно из названия, выполняет глубокий анализ всех проходящих через неё пакетов. Термин «глубокий» подразумевает анализ пакета на верхних уровнях модели OSI, а не только по стандартным номерам портов. Помимо изучения пакетов по неким стандартным паттернам, по которым можно однозначно определить принадлежность пакета определённому приложению, скажем, по формату заголовков, номерам портов и т.п., система DPI осуществляет и так называемый поведенческий анализ трафика, который позволяет распознать приложения, не использующие для обмена данными заранее известные заголовки и структуры данных. Яркий пример тому – Bittorrent. Для их идентификации осуществляется анализ последовательности пакетов, обладающими одинаковыми признаками, таким как Source_IP:port – Destination_IP:port, размер пакета, частота открытия новых сессий в единицу времени и т.д., по поведенческим (эвристическим) моделям, соответствующим таким приложениям. Естественно, сколько производителей такого железа – столько и интерпретаций поведенческих моделей соответствующих протоколов, а значит и точность детектирования также разнится. Раз речь зашла о производителях, стоит отметить, что наиболее крупными игроками и их продуктами на рынке standalone DPI являются Allot Communications, Procera Networks, Cisco, Sandvine. Всё более и более популярными становятся интегрированные в маршрутизаторы решения DPI. Так поступают многие — Cisco, Juniper, Ericsson и т.д. по списку. Такие решения, как правило, достаточно компромиссные, и не могут предоставить весь спектр сервисов, доступных standalone решениям. Однако, для большинства задач этого вполне достаточно. Софтварные продукты, крутящиеся на серверах (такие как OpenDPI) я умышленно не указываю, их рынок весьма узок и, как правило, ограничивается корпоративными/кампусными сетями, а это немного не мой профиль. Важной отличительной особенностью настоящего DPI является возможность аналитики трафика за счёт сбора различного рода статистики с разбивкой по приложениям, по тарифным планам, по регионам, по типам абонентских устройств и т.д. По этой причине замечательный NBAR имени Cisco хоть и позволяет детектировать и осуществлять контроль трафика по приложениям, полноценным решением DPI не является, т.к. в нём отсутствует ряд важных компонентов.

Система DPI, как правило, устанавливается на границе сети оператора в разрыв существующих аплинков, уходящих от пограничных маршрутизаторов. Тем самым, весь трафик, который покидает или входит в сеть оператора, проходит через DPI, что даёт возможность его мониторинга и контроля. Для решения специфических задач можно устанавливать эту систему не на границе сети, а спускать её ниже, ближе к конечным пользователям, на уровень BRAS/CMTS/GGSN/… Это может быть полезно тем операторам, которые по ряду причин помимо утилизации внешних каналов также хотят решать задачу контроля внутренних. Естественно, здесь речь идёт о достаточно крупных сервис-провайдерах с большой распределённой сетью масштабов страны и с достаточно дорогими канальными ёмкостями.

На рынке DPI есть модели на самый разный кошелёк. Производительность представленных на рынке устройств плавает в пределах от сотен Мбит/с до 160 Гбит/с FDX в рамках одной отдельно взятой коробки, которые, как правило, можно объединять в кластеры. Соответственно, и стоимость плавает весьма серьёзно — от нескольких тысяч до миллионов долларов США. В случае с корпоративным сегментам решения предполагают низкоскоростные подключения по медным интерфейсам типов 10/100/1000. Операторские решения рассчитаны на подключение множества линков 1GE и 10GE. Что касается совсем взрослых решений, то пока что рынок 100GE интерфейсов на сетевом оборудовании достаточно скуден и дорог, но как только появится первый реальный бизнес-кейс, вендоры DPI предложат соответствующие решения, ибо у некоторых из них заготовки уже имеются.

Cisco довольствуется половинкой сессии и пытаются определить тип сетевого приложения, используя лишь эти данные. Очевидно, что при данной методике страдает точность детектирования приложений, особенно тех, для которых требуются поведенческие модели анализа. Также в такой реализации есть ряд ограничений, накладываемых на возможности управления таким трафиком, у каждого вендора они свои.
Sandvine для решения проблемы асимметричного трафика использует следующую идею — весь трафик, являющийся асимметричным, при помощи инкапсуляции в broadcast-фреймы пересылается на все устройства DPI, находящиеся в едином домене. В итоге данной пересылки устройства, видевшие до этого лишь одно направление в рамках сессии, увидят и второе, на основании чего можно будет осуществить полный комплекс мер по анализу и управлению трафиком. Недостаток данной схемы очевиден — при больших объёмах асимметричного трафика на сети предъявляются серьёзные требования к каналам связи, соединяющим устройства DPI на разных сайтах. В некоторых случаях, когда речь идёт об асимметрии порядков нескольких гигабит (или десятков гигабит) в секунду, данная методика неприменима в связи с высокими накладными расходами на организацию канала между сайтами.
Умнее всех поступают Procera и Allot. Идея похожа на реализацию Sandvine с тем отличием, что между сайтами пересылается не асимметричный трафик, а метаданные, явно характеризующие его. В общем случае можно считать, что это протокольные заголовки, хотя на самом деле всё чуть сложнее. За счёт подобной оптимизации требования к межсайтовым каналам связи намного более гуманны, относительно реализации Sandvine выигрыш может быть до 95%. Предвосхищая некоторые комментарии, отвечу сразу — да, это работает, подтверждено на практике на production сетях, внедрял лично своими руками.

Что дальше?

Теперь возникает логичный вопрос – ну и что теперь со всем этим делать? У оператора появляется достаточно мощный инструмент, при умелом использовании которого можно решать различные задачи по эксплуатации сети и её развитию.

Реализация QoS

С точки зрения эксплуатации, оператор может контролировать утилизацию подключенных через DPI каналов на уровне приложений. Раньше он решать задачи реализации QoS (Quality of Service) исключительно средствами построения очередей на основании маркировки трафика служебными битами в заголовках IP, 802.1q и MPLS, выделяя наиболее приоритетный трафик (разного рода VPN’ы, IPTV, SIP и т.д.), и гарантируя ему определённую пропускную способность в любой момент времени. Трафик типа Best Effort, к которому относится весь интернет трафик домашних абонентов (HSI — High Speed Internet), оставался фактически без контроля, что давало возможность тому же Bittorrent забрать себе всю свободную полосу, что, в свою очередь, вело к деградации любых других веб-приложений. С использованием DPI у оператора появляется возможность распределить канал между различными приложениями. К примеру, в ночные часы разрешить трафику Bittorrent забирать себе больше полосы, чем днём, в часы-пик, когда в сети ходит большое количество другого веб-трафика. Другая популярная мера у многих мобильных операторов – блокировка Skype-трафика, а также любых видов SIP-телефонии. Вместо полной блокировки оператор может разрешать работу данных протоколов, но на очень низкой скорости с соответствующей деградацией качества предоставления сервиса у конкретного приложения, чтобы вынудить пользователя платить за услуги традиционной телефонии, либо за специальный пакет услуг, разрешающий доступ к VoIP-сервисам.

Subscriber Management

Важным моментом является то, что правила, на основании которых выполняется шейпинг/блокировка, могут быть заданы посредством двух основных базисов – per-service или per-subscriber. В первом случае простейшим образом оговаривается, что конкретному приложению позволяется утилизировать определённую полосу. Во втором привязка приложения к полосе осуществляется для каждого подписчика или группы подписчиков независимо от других, что производится через интеграцию DPI с существующими OSS/BSS системами оператора. Т.е. можно настроить систему таким образом, что подписчик Вася, который за неделю накачал торрентов на 100 гигабайт, до конца месяца будет ограничен по скорости скачивания этих же торрентов на уровне 70% от купленного им тарифа. А у подписчика Пети, который купил дополнительную услугу под названием «Skype без проблем», трафик приложения Skype не будет блокироваться ни при каких условиях, но любой другой – легко. Можно сделать привязку к User-Agent и разрешить браузинг только при помощи рекомендуемых браузеров, можно делать хитрые редиректы в зависимости от типа браузера или ОС. Иными словами, гибкость тарифных планов и опций ограничена лишь здравым смыслом. Если же речь идёт о трафике мобильных операторов, то DPI позволяет контролировать загрузку каждой базовой станции в отдельности, справедливо распределяя ресурсы БС таким образом, чтобы все пользователи остались довольны качеством сервиса. Разумеется, данную задачу можно решать силами мобильного ядра, но это не всегда бюджетно. Раз уж я упомянул мобильных операторов, то хотелось бы отметить, что каждый уважающий себя производитель пакетного ядра EPC (Evolved Packet Core) для LTE интегрирует в свой PDN-GW функционал DPI, заточенный под решение задач мобильных операторов.

Зачем это всё надо?

Звучит это всё, конечно, не очень оптимистично, но для многих операторов по экономическим причинам значительно дешевле поставить систему DPI для контроля утилизации каналов, чем расширять аплинки. Причём, сделать это без особых потерь абонентской базы, т.к. давно известно, что большая часть трафика генерируется примерно 5% наиболее активных абонентов. И в этом случае оператору экономически целесообразней снизить абонентскую базу, но платить меньше денег за аплинки, т.к. уйдут самые активные качальщики, из-за которых оператор вынужден каждый месяц платить немаленькую сумму за аплинки. Это ночной кошмар любого маркетолога, но в некоторых случаях потерять клиентов – выгодно. Деликатность ситуации заключается в том, что рано или поздно наступит такой момент, когда все операторы так или иначе будут что-либо шейпить при помощи DPI. Т.е. если сегодня один оператор начнёт рубить торренты, самые активные качальщики разом уйдут к другому. После этого у того сильно скакнёт загрузка его каналов и клиенты начнут жаловаться на то, что плохо работает веб-браузинг. Оператор подумает, подсчитает, и в итоге купит DPI. И так до тех пор, пока все игроки на рынке не обзаведутся подобной системой. Разумеется, установка DPI не снимает с оператора задачу по периодическому расширению аплинков и увеличению скорости доступа для подписчиков. Просто теперь эти расширения не будут бесконтрольными. Т.е. оператор всегда будет знать трафик какого типа и в каком количестве пойдёт через его каналы, это будет прогнозируемо. Разумеется, когда речь идёт о коробках стоимостью $1M, дело не только в аплинках, необходимо это понимать. Моё личное мнение в первом приближении, как пользователя услуги широкополосного доступа в интернет, заключается в том, что что-либо резать и блокировать, конечно же, плохо и совершенно неправильно. Но, глядя глазами инженера на то, какими темпами растут объёмы трафика, использование DPI становится спасением для многих операторов, т.к. торренты сегодня способны забить намертво практически любой аплинк.

Новая модель услуг

Мы плавно перешли к задаче развития сети и её услуг. Глядя на то, как подписчики пользуются купленной ими полосой, какие приложения используют, оператор может изучать потребности каждой категории подписчиков и предлагать им более гибкие и совершенные тарифные планы. К примеру, основываясь на том, что подписчики тарифа Silver активно пользуются услугами сторонней SIP-телефонии, можно предложить им дополнительный пакет, позволяющий использовать аналогичный сервис, предоставляемый оператором, но со скидкой. Остальные подписчики при желании воспользоваться более дешёвой телефонией будут мотивированы переходить на более дорогой тариф, приобретая дополнительные бонусы в виде повышения скорости. Можно придумать много кейсов, это лишь один из них. Своё видение персонализированных сервисов представила компания Allot в своей презентации, выдержки из которой упоминаются в материале, когда-то опубликованном на хабре. Подход очень интересный, и выгодный как для пользователя, так и для оператора. Тенденции развития телекоммуникационного рынка таковы, что для операторов продавать трубу, как они делают сейчас, скоро будет просто невыгодно, есть масса исследований, подтверждающих это. ARPU не увеличивается, конкуренция высока, оборудование необходимо апгрейдить всё чаще и чаще, расходы операторов растут, а желание получать прибыль никуда не девается. Задача DPI в данном разрезе — реализовать новые модели предоставления услуг конечному пользователю. Некоторые мировые операторы маленькими шагами уже двигаются к данной идее. В России, очевидно, процесс этот будет долгим и мучительным, т.к. для достижения задачи необходимо перестраивать мозги абонентов на другую частоту, что очень непросто, т.к. отучить человека не качать торренты, а покупать легальный контент — непросто. Я бы не хотел сейчас запускать дискуссию на тему «А где мне брать легальный контент?», это отдельная песня, и я очень рад, что это сдвинулось с мёртвой точки (на примере ivi, omlet, zabava и т.п. совместно с возрастающими продажами Smart TV). Надеюсь, данные проекты не заглохнут. О Netflix я пока не мечтаю, но было бы здорово.

DPI отлично умеет работать в связке с различными VAS (Value Added Services) системами, такими как антиспам, антивирус, видеооптимизаторы и т.п. Суть функционала заключается в отводе части трафика по заданным администратором критериям, на сторонние устройства, для осуществления более глубокого анализа и обработки.

Довольно легко можно организовать предоставление пользователям услуг по родительскому контролю, которые становятся всё более и более актуальными.

Спецслужбы

В конце хотелось бы сказать пару слов о том, для чего также закупается DPI, кроме как для издевательств над абонентами. Оборудование DPI, в связи со своим умением видеть всё и вся, что происходит на сети, является весьма интересным устройством для товарищей в погонах, без которых сейчас никуда. При помощи DPI спецслужбы могут вести наблюдение за сетевой активностью того или иного пользователя. Можно перекрыть ему VPN, HTTPS и прочие прелести, делающие невозможным анализ контента. Разумеется, можно закрывать доступ пользователей к неугодным властям сайтам, что очень актуально в связи с последними событиями в законотворческой деятельности в России.

Сетевой нейтралитет

И, наконец, хотелось бы сказать пару слов о многострадальном сетевом нейтралитете, который существует в некоторых странах. Если коротко, то операторам в отсутствие перегрузок на аплинках нынче запрещено блокировать трафик законных/легальных приложений. Т.е. начать выборочную блокировку любого трафика теперь разрешается только в случае возникновения перегрузки. Но, в то же время, ещё нет чётких формулировок на тему того, какие именно приложения являются законными, а какие – нет. По логике, незаконным может быть только контент, а не приложения. К примеру, детская порнография явно относится к незаконному контенту, но протоколы HTTP и Bittorrent, посредством которых можно осуществлять его передачу – вполне себе легальны. Так что тут имеется ещё достаточно большой простор для споров, а тема, на мой взгляд, весьма интересна. Пока что у нас сетевым нейтралитетом не пахнет, посему у операторов на руках — все карты для управления трафиком при помощи DPI.

Вместо заключения

Надеюсь, данная заметка помогла кому-то немного структурировать свои знания относительно DPI. Я подумаю над тем, чтобы остановиться на каких-то моментах более детально в следующих опусах, ежели на них будет спрос, тема достаточно обширна. Чтобы избежать лишней полемики — лично я, как пользователь услуг ШПД, против того, чтобы что-либо резалось и блокировалось, что ни в коем случае не мешает мне делать свою работу. С радостью отвечу на вопросы.

DPI — фильтрация трафика

Эта технология ─ основа рекламных алгоритмов, а на ее базе Роскомнадзор создает суверенный рунет. Рассказыванием, что такое оборудование DPI и какие функции выполняет система.

DPI ─ что такое глубокая фильтрация данных

Технология DPI ─ это система глубокой фильтрации трафика, которая обнаруживает конкретные данные, а не только заголовки пакетов, как стандартная фильтрация. Пакет содержит в себе данные, пересылаемые абонентами друг другу. У пакета есть несколько “опознавательных знаков” ─ заголовок, адрес отправителя, адрес получателя и “тело” пакета. Именно последнее и исследуют DPI системы, проводя сигнатурный анализ.

Фильтрация происходит на основании правил, заданных оператором, компанией или сетевым администратором. Технология DPI проверяет пакеты, которые проходят через заданную точку, и принимает решение ─ пропускать трафик дальше или заблокировать. Глубокая проверка позволяет определить, из какой службы или приложения поступают сообщения. Например, китайские технологии deep packet inspection надежно защищают пользователей от вредоносных и опасных, по мнению государства, сайтов. Выполнить обход DPI можно с помощью некоторых приложений, программ или VPN.

Особенность технологии ─ глубокий анализ трафика на всех уровнях модели OSI. Система контролирует поток данных в сети, идентифицирует протоколы и приложения, фильтрует по URL, не позволяет вредоносными программам проникнуть и распространиться. DPI способна полностью заблокировать URL или часть кода.

Техники глубокого анализа пакетов

Сигнатурный анализ, или сопоставление шаблонов/сигнатур. Анализируется каждый пакет на основе базы известных атак в сети. Метод успешно отсекает уже ранее обнаруженные типы атак, но не защищает от новых.
Аномалия протокола. Хорошо защищает от неизвестных атак благодаря определениям протокола, в которых прописано, какой контент разрешен.
Система предотвращения вторжений, которая может блокировать атаки в реальном времени. Риск ложной тревоги частично компенсируется консервативной политикой.

Состав систем DPI

Разделение потока трафика на логические сессии;
Установление правил и параметров качества услуг;
Тарификация, применение правил к трафику;
Контроль баланса абонентов, применение скидок, тарификация сервисов ;
Информация о балансе абонента;
Информация о клиентских устройствах;
Кэширование данных;
Идентификация абонентов;
Хранение данных.

Зачем нужна фильтрация трафика

Маркетинг. Удивительно, но технологию DPI во всем мире используют больше для… маркетинга. Система анализирует трафик пользователя, определяет его интересы и позволяет точнее показывать нужную рекламу. Также с помощью протокола dpi можно:

сегментировать базу абонентов и предлагать услуги;
уведомлять абонентов о чрезвычайных ситуациях через браузер;
увеличивать скорость трафика;
блокировать устройства, раздающие интернет.

Фильтрация. Собственно, базовая функция DPI все же фильтрация данных. Это защита пользователей от вирусов, запрещенных сайтов, вредоносных программ, подспорье в борьбе с терроризмом.

Приоритезация трафика. Полезная функция при перегрузе полосы пропускания ─ Full DPI отбрасывает трафик с меньшим приоритетом, чтобы освободить полосу. Еще приоритезация позволяет пользователям просматривать видео без торможения, быстро загружать сайты и скачивать файлы. DPI дифференцирует трафик, равномерно распределяет потоки и предотвращает сетевые перегрузы.

Анализ трафика у операторов связи

Технологию DPI любят и используют российские провайдеры и мобильные операторы:

распределяют нагрузку, чтобы пользователи не замечали снижение скорости ─ например, в часы пик назначают низкий приоритет фоновым приложениям и загрузкам, а высокий ─ онлайн-видео, играм, браузерам;
ограничивают скорость интернета, если абонент использовал купленный месячный пакет трафика;
регулируют скорость торрентов, приложений и сервисов или блокируют их;
отслеживают, если пользователь раздает интернет с телефона на компьютер;
ограничивают доступ к запрещенным сайтам, которые работают по незащищенному протоколу HTTP.

Итоги

DPI улучшает сервис и безопасность абонентов, а в российских реалиях еще и помогает соответствовать законам. Управление производительностью и аналитика сети — еще одно преимущество технологии. Для операторов связи комбинация биллинг + DPI ─ это оптимальная грамотная тарификация и гарантия выполнения требований регуляторов.

Deep Packet Inspection: как работает DPI и зачем он нужен интернет-провайдерам

Поставщики интернет-услуг сталкиваются с многочисленными задачами, связанными с управлением производительностью сети, обеспечении безопасности и оптимизации предоставления услуг. Deep Packet Inspection (DPI) — технология, позволяющая провайдерам эффективно отслеживать, анализировать и контролировать сетевой трафик.

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.

Мультифункциональная платформа для управления трафиком

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.

Обычная фильтрация пакетов
Область применения
Анализирует полезную нагрузку пакета и метаданные
Фильтрует пакеты на основе информации о заголовке
Анализ пакетов
Углубленное изучение содержимого пакетов
Фокусируется только на информации в заголовке
Обнаружение протоколов
Точно идентифицирует протоколы и приложения
Ограниченные возможности по обнаружению конкретных протоколов
Гранулярность
Может классифицировать пакеты на основе определенных шаблонов
Обычно классифицирует пакеты на базовом уровне
Возможности безопасности
Эффективен в обнаружении и блокировке вредоносного ПО
Обеспечивает базовую защиту от известных угроз
Ресурсоемкость
Требует больше вычислительной мощности и памяти
Менее ресурсоемкий
Видимость сети
Обеспечивает подробную информацию о сетевом трафике
Ограниченная видимость за пределами информации о заголовках
Управление трафиком
Обеспечивает внедрение QoS и формирование полосы пропускания
Ограниченные возможности по формированию или приоритизации трафика

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.

dpi объяснение

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.

Глубокий пакетный анализ (DPI)

Использование мобильного широкополосного доступа находится на устойчивой траектории постоянного роста, за счет роста рынка “умных” мобильных устройств и NG-инфраструктуры, которая может обрабатывать больше данных на более высоких скоростях. Обеспечение выгодной доставки постоянно растущих объемов трафика с предоставлением QoS, является важной и всегда актуальной задачей для операторов, которая обеспечивает конкурентные преимущества.
Создание новых приложений, использующих новые возможности, порождает требование постоянного экспоненциального увеличения пропускной способности сетевой инфраструктуры.

Новые подходы и новые возможности в предоставлении услуг связи:

привлечение недовольных пользователей других операторов и провайдеров;
удержание абонентов среди существующего числа подписчиков;
увеличение среднего дохода с абонента (ARPU).

Именно для решения этих задач предлагается оборудование, выполняющее глубокий пакетный анализ – Deep Packet Inspection (DPI).

Что такое DPI?

Deep packet inspection (DPI) представляет собой технологию сетевого мониторинга, позволяющая оператору связи анализировать интернет трафик в режиме реального времени и принимать автоматизированные решения о дальнейших действиях над ним. Анализ трафика с помощью DPI оборудования дает операторам связи новые возможности, которые были недоступны ранее.

рис_DPI_1_rus

Например, DPI позволяет решить вопрос актуальности модернизации каналов связи, определить тенденции роста трафика и его типа, перейти на новый уровень формирования сервисных пакетов.

Сервисы завтрашнего дня

Сложно определить, какие именно услуги будут требовать пользователи в будущем, но основываясь на поведении потребителей сегодня, завтрашние предпочтения, скорее всего, составят эклектическую смесь существующего набора сервисов, сервисов на основе приложений и избирательности их использования (например, услуга родительский контроль – запрещение конкретных сервисов по требованиям отдельного пользователя). Если провайдеры будут готовы предоставлять сервисы нового уровня, тогда и они и их пользователи будут иметь преимущество, от имеющего источника генерации кастомизированных сервисов.
Конкретный набор услуг потребляемых клиентами должен будет варьироваться с таким же стремлением, с которым будет возникать желание индивидуализации сервисов пользователями широкополосного доступа, согласно своим уникальным требованиям.

Выбор DPI систем операторского класса

(На что необходимо обратить внимание при выборе DPI системы?)

1. DPI система должна удовлетворять требования сегодняшней производительности передачи данных (10+ Gbps) и быть масштабируемой, при необходимости использования системы с большей производительностью. Вдобавок, DPI система должна поддерживать сотни тысяч подписчиков и миллионы сессий (IP flows) параллельно, без потерь пользовательского QoE.
2. Важным в выборе является мощность DPI engine, обеспечивающего анализ сетевых приложений, сетевой интеллект и видимость всех предоставляемых сервисов. DPI система, также должна иметь мощный анализатор сессий в режиме реального времени с заданной производительностью, внося минимальные или не внося вовсе задержки при анализе приложений проходящих по сети.
3. Открытость и соответствие стандартам – важный фактор при выборе DPI системы. Открытая, стандартизированная платформа обеспечивает независимость от запатентированного (proprietary) оборудования и протоколов.

Операторы и поставщики услуг сталкиваются с бесконечными проблемами соответствия требованиям абонента и появления новых трендов в условиях жесткой конкуренции. При этом, теперь недостаточно просто увеличивать производительность каналов и основывать тарифные планы на большей пропускной способности на абонента. Необходимо кардинально менять подход к ценообразованию, переходя на тарифные планы на основе предоставляемого контента. Выполнять дифференциацию сервисов и тем самым создавать добавочную стоимость услуг, пользуясь этой возможностью как источником увеличения доходов. Понимание и контроль, предоставляемый DPI-системой, дает возможность провайдерам связи персонализировать сервисы, в результате чего повышать степень удовлетворенности клиентов (QoE), уменьшать отток абонентов и повышать ARPU ( Average revenue per user — средняя выручка на одного пользователя). Выбор DPI-систем должен быть основан на их открытости и соответствии отраслевым стандартам, проверенных возможностях и реальной производительности.