加密流量也能識(shí)別與管控——綠網(wǎng)借至強(qiáng)AI加速能力打造高效智能DPI方案

發(fā)布: 2022-09-22 18:08 | 作者: MSCBSC | 來(lái)源: 移動(dòng)通信網(wǎng) | 字體:  小  中  大 

剛剛發(fā)布的第50次 《中國(guó)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展?fàn)顩r統(tǒng)計(jì)報(bào)告》 顯示，中國(guó)網(wǎng)民已超10億，互聯(lián)網(wǎng)普及率接近75%,其不僅推動(dòng)了數(shù)字經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展，而且在滿足人民日益增長(zhǎng)的美好生活需要等方面都發(fā)揮了重要作用（http://www.cnnic.net.cn/gywm/xwzx/rdxw/20172017_7086/202208/t20220831_71825.htm）。隨著互聯(lián)網(wǎng)提供日益新穎而豐富的產(chǎn)品和服務(wù)，例如常見(jiàn)的語(yǔ)音視頻聊天、互動(dòng)游戲、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)、流媒體、網(wǎng)絡(luò)電視等等，網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商因此吸納了海量客戶資源，帶來(lái)了巨大的數(shù)據(jù)流量，但與此同時(shí)也產(chǎn)生了帶寬管理、內(nèi)容計(jì)費(fèi)、信息安全等一系列問(wèn)題。



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采用智能技術(shù)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)管理精細(xì)化



為應(yīng)對(duì)互聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)流量識(shí)別業(yè)務(wù)類型成為網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究的重要方向和運(yùn)營(yíng)商的迫切需求。通過(guò)業(yè)務(wù)識(shí)別系統(tǒng)，互聯(lián)網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商以及服務(wù)提供商能夠采集與分析互聯(lián)網(wǎng)中各種應(yīng)用產(chǎn)生的流量，識(shí)別不同的業(yè)務(wù)流量類型并進(jìn)行分類，進(jìn)而根據(jù)不同的業(yè)務(wù)類型提供相應(yīng)的保障響應(yīng)和服務(wù)品質(zhì)。

網(wǎng)絡(luò)流量分析和管理須精細(xì)化
面對(duì)這一需求，網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商開(kāi)始引入DPI，來(lái)提高網(wǎng)絡(luò)對(duì)報(bào)文應(yīng)用信息的感知能力，讓網(wǎng)絡(luò)流量分析和管理走向精細(xì)化。

DPI是Deep Packet Inspection的縮寫，中文名稱為“深度報(bào)文檢測(cè)”是一種流量監(jiān)測(cè)和控制技術(shù)，針對(duì)不同的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層載荷（例如HTTP、DNS等）進(jìn)行深度檢測(cè)，通過(guò)對(duì)報(bào)文的有效載荷檢測(cè)決定其合法性。

比如，可通過(guò)DPI將流量分為低延時(shí)(語(yǔ)音)、保證延時(shí)(網(wǎng)絡(luò)流量)、保證交付(應(yīng)用流量)和盡最大努力交付的應(yīng)用程序(文件共享)，以此更好地根據(jù)關(guān)鍵任務(wù)流量、非關(guān)鍵流量來(lái)優(yōu)化資源并減少網(wǎng)絡(luò)擁擠，保障各種服務(wù)有序開(kāi)展。

但隨著互聯(lián)網(wǎng)加密流量逐年攀升，傳統(tǒng)DPI方案已很難從報(bào)文中直接獲取信息并對(duì)流量進(jìn)行分類，必須尋找新的方法來(lái)完成協(xié)議分類任務(wù)。在此背景下，基于人工智能的網(wǎng)絡(luò)流量分析方案應(yīng)運(yùn)而生。

這種方式能夠通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)算法，利用采集的數(shù)據(jù)樣本，針對(duì)目標(biāo)協(xié)議生成相應(yīng)的模型文件，幫助系統(tǒng)在線運(yùn)行時(shí)能夠根據(jù)當(dāng)前的報(bào)文特征判斷出正確的應(yīng)用類型。但同時(shí)，這種AI方案也意味著需要CPU提供密集型運(yùn)算能力，對(duì)復(fù)雜的大流量數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)、分析和處理，平臺(tái)在性能方面可能遭遇挑戰(zhàn)。

尤其是，基于機(jī)器學(xué)習(xí)的網(wǎng)絡(luò)流量分析方案，額外增加了大量的特征學(xué)習(xí)等負(fù)載，會(huì)帶來(lái)較大的性能開(kāi)銷，導(dǎo)致CPU負(fù)載顯著提升，增加系統(tǒng)的整體性能壓力。

綠網(wǎng)打造智能DPI檢測(cè)方案
武漢綠色網(wǎng)絡(luò)信息服務(wù)有限責(zé)任公司（以下簡(jiǎn)稱“綠網(wǎng)”）， 秉承“因?yàn)閷Ｗ�，所以�?qiáng)大”的理念，公司致力于成為電信級(jí)網(wǎng)絡(luò)和安全設(shè)備及解決方案的領(lǐng)導(dǎo)者，面向網(wǎng)絡(luò)管理精細(xì)化需求，推出智能DPI檢測(cè)方案。

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圖一 綠網(wǎng)固網(wǎng)DPI解決方案架構(gòu)

該方案以協(xié)助運(yùn)營(yíng)商等實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)可視、可管、可控、可增值為宗旨，一站式地提供了針對(duì)加密流量的實(shí)時(shí)流量特征提取、學(xué)習(xí)建模、在線推斷等功能，能夠保障高性能的報(bào)文處理，實(shí)現(xiàn)高效的智能識(shí)別和智能控制能力。方案同時(shí)能夠?qū)⒕W(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為結(jié)構(gòu)化表單數(shù)據(jù)(XDR)，供上層平臺(tái)進(jìn)行大數(shù)據(jù)聯(lián)動(dòng)分析，為網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維、網(wǎng)絡(luò)安全、信息安全、網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和市場(chǎng)經(jīng)營(yíng)等工作提供強(qiáng)有力的支撐。綠網(wǎng)固網(wǎng)DPI解決方案主要包括采集、數(shù)據(jù)處理以及應(yīng)用分析三大部分，其中采集指DPI設(shè)備，負(fù)責(zé)采集流量數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)層提供統(tǒng)一數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，充分發(fā)揮大數(shù)據(jù)價(jià)值；應(yīng)用層負(fù)責(zé)統(tǒng)一進(jìn)行應(yīng)用孵化，提升數(shù)據(jù)價(jià)值。

固網(wǎng)DPI檢測(cè)方案因其數(shù)據(jù)采集機(jī)，也是系統(tǒng)的核心設(shè)備，對(duì)平臺(tái)性能要求非常高，主要用于流量的限速轉(zhuǎn)發(fā)、協(xié)議識(shí)別等功能，而這些功能對(duì)實(shí)時(shí)性要求很高。為了應(yīng)對(duì)加密流量快速增長(zhǎng)所帶來(lái)的分析難題，DPI方案引入了AI技術(shù)，用來(lái)補(bǔ)強(qiáng)DPI的功能，卻也對(duì)平臺(tái)性能提出了更苛刻要求，因此平臺(tái)的性能優(yōu)化刻不容緩。


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至強(qiáng)® 可擴(kuò)展平臺(tái)與英特爾® TADK軟硬結(jié)合，用實(shí)力解難題




英特爾近些年來(lái)一直致力于AI技術(shù)創(chuàng)新，推出了一系列軟硬件產(chǎn)品，幫助產(chǎn)業(yè)伙伴提升方案性能，加速AI落地。面對(duì)智能DPI方案開(kāi)發(fā)中遭遇的挑戰(zhàn)，綠網(wǎng)基于至強(qiáng)® 可擴(kuò)展平臺(tái), 嘗試引入英特爾® TADK來(lái)優(yōu)化方案的AI性能。


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圖二  英特爾® TADK開(kāi)發(fā)工具套件架構(gòu)

英特爾® TADK（Intel®Traffic Analytics Development Kit）是一組利用人工智能加速技術(shù)優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的庫(kù)和工具，涵蓋了典型的端到端利用人工智能/機(jī)器學(xué)習(xí)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)流量分析流水線。其基于機(jī)器學(xué)習(xí)的應(yīng)用分類，較傳統(tǒng)基于深度報(bào)文檢測(cè)的方法具備更廣泛的適用性，并且對(duì)于加密報(bào)文也有一定的檢測(cè)能力。此外，英特爾® TADK不但可以提取特征及給出推理結(jié)果，還能統(tǒng)計(jì)流量的協(xié)議類型占比、字節(jié)數(shù)目，并進(jìn)行較為完善的流量分析。

綠網(wǎng)智能DPI方案利用英特爾® TADK的優(yōu)異性能，一站式進(jìn)行性能優(yōu)化。比如在離線訓(xùn)練層面，實(shí)施基于流的業(yè)務(wù)分類；在線推斷階段，結(jié)合初始化時(shí)加載的機(jī)器學(xué)習(xí)模型，對(duì)每個(gè)流進(jìn)行推斷，按流輸出推斷結(jié)果，實(shí)現(xiàn)了對(duì)加密流量更加高效地采集、處理與分析。

與此同時(shí)，基于英特爾® 至強(qiáng)® 可擴(kuò)展處理器及英特爾® AVX-512，綠網(wǎng)利用至強(qiáng)® 可擴(kuò)展平臺(tái)兼顧通用計(jì)算和并行計(jì)算的能力，將方案的性能水平進(jìn)一步提升，實(shí)現(xiàn)了流量高效而精準(zhǔn)識(shí)別，從而幫助運(yùn)營(yíng)商實(shí)現(xiàn)多項(xiàng)價(jià)值，助其為網(wǎng)絡(luò)用戶提供更高質(zhì)量和更具性價(jià)比的服務(wù)：

  • 1.充分挖掘各類流量數(shù)據(jù)，為網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維、安全規(guī)劃、經(jīng)營(yíng)提供強(qiáng)有力支撐；
  • 2.保障高性能報(bào)文處理，更有效地應(yīng)對(duì)數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展所帶來(lái)的流量風(fēng)暴；
  • 3.以軟件優(yōu)化模式，降低傳統(tǒng)方案擴(kuò)展性能所帶來(lái)的硬件采購(gòu)、運(yùn)維、能耗等成本。



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不止于網(wǎng)絡(luò)，讓智能化為人們打造更美好體驗(yàn)




得益于英特爾® 至強(qiáng)® 可擴(kuò)展處理器和英特爾® TADK的AI加速能力的雙重加持，綠網(wǎng)智能DPI方案能夠更高效地采集網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，以及實(shí)施海量用戶上網(wǎng)數(shù)據(jù)的處理和挖掘，為運(yùn)營(yíng)商更有效利用網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，實(shí)施產(chǎn)品和服務(wù)優(yōu)化，從而實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)增值和提升用戶體驗(yàn)提供了有力支撐。

未來(lái)，英特爾將與綠網(wǎng)等合作伙伴攜手，進(jìn)一步推動(dòng)CPU、iGPU和FPGA等產(chǎn)品在網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)的應(yīng)用。以英特爾® 至強(qiáng)® 可擴(kuò)展處理器為硬件支持，利用業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)框架和TADK等軟件，助力網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商/服務(wù)商深挖流量?jī)r(jià)值，拓展業(yè)務(wù)，打造一體化服務(wù)的新型信息基礎(chǔ)設(shè)施。同時(shí)，英特爾也將在AI領(lǐng)域深入耕耘，進(jìn)一步驅(qū)動(dòng)網(wǎng)絡(luò)管理智能化轉(zhuǎn)型，助力垂直行業(yè)構(gòu)建更多AI應(yīng)用場(chǎng)景和優(yōu)質(zhì)服務(wù)，幫助人們打造更美好數(shù)字經(jīng)濟(jì)新體驗(yàn)。



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