文章目录
- 一、为什么需要xFlow
- 华为xFlow智能全流分析解决方案
- xFlow关键技术
- xFlow解决方案典型应用场景
xFlow提供全网全流智能分析、应用网络一体化运维功能。华为xFlow智能全流分析解决方案可以实现应用网络一体监控、应用故障一键诊断、应用体验主动保障，解决传统方案下的数据分散、成本过高、性能消耗等问题。
一、为什么需要xFlow
- 传统数据中心网络运维挑战
业务与网络数据分析主要面临以下三个方面的挑战：
- 跨组织运维，人肉式协同。业务/网络各自独立运维，多部门联合定位故障耗时3天；
- 运维数据分散，多系统割裂。网络数据分散在多个系统，无法满足一体化运维分析诉求；
- 生产数据量大，业务回溯难。企业存储生产数据量达1 PB/天，数据庞大多元，业务回溯难。
- 基于NPM的网络性能分析仍有局限性
根据Gartner定义，NPM（网络性能管理与分析，Network Performance Management）是利用数据源组合的监控工具，包括：网络设备健康度和事件、网络设备生成的流量数据、原始网络数据包，同时也是对用户体验到的网络服务质量进行测量、诊断和优化的过程，提供历史、实时和预测性的视图，深入了解网络及在网络上运行的应用的可用性和性能。
NPM数据分析方案在数据中心监控领域，主要进行网络性能分析，是应用和网络故障定位的关键必备工具，能够通过数据包分析，洞察网络及应用的可用性和性能。NPM方案着眼于解决传统业务与网络数据分析独立运维耗时长、运维数据分散、数据量大导致业务回溯难等问题。
然而，随着数据中心SDN云化，传统NPM方案的局限性日益凸显：
- Fabric内存在管理盲区。SDN云化后，数据中心内部的东西向流量比例高达71.5%，使大量应用间交互发生在Fabric内，而NPM仅监测南北向流量，只覆盖Fabric边界设备，无法感知Fabric内部逐跳转发问题，导致云化网络定界具体节点的故障。
- 云/网络无法快速定界。应用故障频发，导致fabric内所有leaf节点的流量需要镜像到NPM进行分析。对此，传统NPM方案部署成本过高，且云运维团队无法定界。
- 缺少关联分析网络设备对业务的影响。基于业务流识别异常，缺少关联分析网络设备对业务的影响。
华为xFlow智能全流分析解决方案
为了适应SDN云化新趋势，华为iMaster NCE-FabricInsight V100R023C00版本全新打造xFlow智能全流分析特性，提供全网全流智能分析、应用网络一体化运维功能。
首先，xFlow新型数据分析方案弥补了NPM方案在网络监测上的缺陷。应对NPM方案无法感知Fabric内部交互导致的云化网络故障定界问题，xFlow实现了Fabric内逐跳定界，端/网/应用分钟级诊断，全量日志聚合溯源，90＋典型网络故障，1分钟感知3分钟定位。
其次，为解决NPM部署成本高问题，xFlow方案在Fabric内按需全流免拉线，减少TAP网络及连线，降低了Leaf网络部署成本。
最后，应对缺少关联分析网络设备对业务影响的问题，xFlow实现网络设备和业务应用流双监控，提供网络风险评估、故障分析、日志聚合渊源，有效解决了该问题。在业务体验保障上，xFlow能够独立实现一体化分析业务和网络，主动保障业务体验；协同应用，快速定界故障，提前干预隐患。
- xFlow镜像网络组网拓扑
xFlow镜像网络组网拓扑如图1 xFlow镜像网络组网拓扑示意图所示：
xFlow镜像网络组网拓扑示意图
- 镜像方式（流怎么出来）：
1.端口镜像：全流可使用端口/VLAN/本地流镜像，以端口镜像为主；
2.ERSPAN：特征流、按需全流使用ERSPAN远程流镜像； - 转发网络（流怎么转发）：
1.带外网络：端口/VLAN/本地流镜像，需要观察口拉线直连到TAP网络，需额外占用物理口；
2.带内转发：远程流镜像场景，交换机转发所有被镜像流量到采集器，不额外占用物理口； - 采集平面（流怎么接收）：
1.xFlow探针：探针直连设备观察口，通过直连链路收包；探针直连TAP场景，通过TAP规则转发收包；
2.FI采集器：采集器集群南向平面IP，作为ERSPAN目的地址；在连接采集器的交换机上配置静态路由，接入交换机将路由发布到Underlay网络。
xFlow关键技术
xFlow全流镜像
xFlow全流镜像，即通过在关键网络位置开启全流镜像，实时记录网络性能。具体如下：
- 镜像方式（流怎么出来）：xFlow全流镜像可使用端口/VLAN/本地流镜像，一般以端口镜像为主。
- 转发网络（流怎么转发）：
1.端口/VLAN/本地流镜像，需要观察口直连到xFlow探针，额外占用物理口，适合小规模镜像场景；
2.端口/VLAN/本地流镜像，需要观察口拉线直连到TAP网络，额外占用物理口，适合中大规模镜像场景； - 采集平面（流怎么接收）：
1.xFlow探针通过直连链路收包，支持IP报文或VXLAN报文解析；
2.xFlow探针直连TAP网络接收包， 支持IP报文或VXLAN报文解析。
xFlow全流镜像如图1 xFlow全流镜像示意图所示：
xFlow全流镜像示意图
xFlow特征流镜像
xFlow特征流镜像基于ERSPAN技术，实现业务真实路径精准可视。具体而言，xFlow特征流镜像通过ERSPAN对TCP控制面报文（如SYN、FIN、RST等）进行镜像，实现对整网TCP流的采集和分析。分析器iMaster NCE FabricInsight可以获取到一条TCP流的以下信息：
- 报文转发路径信息（IP接入位置、逐跳设备、出入接口等）；
- TCP会话开始时间，结束时间，传输的Bytes；
- 会话异常：建连失败（TCP重传、被异常Reset等）、转发时延超阈值、TTL<3（疑似环路）等。
xFlow特征流镜像如图2 xFlow特征流镜像示意图所示：
xFlow特征流镜像示意图
xFlow按需镜像
xFlow按需镜像沿真实路径按需抓包，用更低成本实现应用报障诊断。对于ERSPAN流镜像最后一跳难定界、无质差定界能力这两个不足，xFlow解决方案通过三步解决问题：
- 输入报障的IP对，页面呈现IP接入位置、流路径路况；
- 选择设备按需抓包，缩小故障域，系统自动下发配置，实时抓包，免拉线；
- 系统逐包实时分析，给出故障定界结论、报文举证。
xFlow按需镜像如图3 xFlow按需镜像示意图所示：
xFlow按需镜像示意图
xFlow解决方案典型应用场景
xFlow技术所应用于以下关键方案。
全网性能监控
某银行通过NPM监控70+的核心业务系统，但无法看到网络设备状态和性能，需要登录多套系统监控。然而，监控多系统割裂，无全局视角，运维数据孤立，NMS系统监控设备指标，无法看清应用体验，NPM又看不见设备异常；此外，网络亚健康无法预测，被动排障缺少系统性预防手段。
xFlow解决方案可以实现应用网络一体化监控，应用/网络全域140+性能指标端到端可视，主动评估关键应用体验和全网质量，对40+的关键网络风险进行预测，系统性预测网络潜在风险，构筑主动预防体系，从而主动保障应用最佳体验。
故障诊断定界
面对传统网络系统故障定界难、耗时长、举证难的问题，xFlow解决方案采用镜像位置与策略：
- xFlow全流镜像，网络关键位置部署，全包分析，识别会话异常，分段定界；
- xFlow特征流镜像，POD内逐跳部署，还原流在POD内转发路径，逐跳定界；
- xFlow按需镜像，部署在指定leaf节点按需镜像全流。
通过采用镜像位置与策略，xFlow可以实现：
- 易操作：应用通断与质差问题全覆盖，一键式诊断；
- 排障快：应用网络关联分析，全路径分钟级定界；
- 举证全：网络路况、原始报文双重举证，数据可信可回溯。
关键应用重保
某智能制造厂商的生产线上Tibco等业务出现问题后损失巨大，因此对实时监控业务运行质量、途径网络质量的能力提出要求，希望可以有劣化早处理，避免影响生产业务。对此，xFlow解决方案拥有以下两方面的关键能力：
- 端/网络/应用全局实时监控，质量画像分析；
- 应用和网络协同，故障快速定界，隐患提前干预。
基于上述能力，xFlow解决方案可以实现：
- 一览全局：重保业务 端/网/应用 全局监控；
- 分析全域：“业务路径-网络路径-设备”协同，故障一键定界；
- 提早干预：路径上隐患早发现早处理，保障业务体验。
业务网络一体化运维
传统方案中，银行交易失败后难以定位是应用侧问题还是网络问题。
xFlow解决方案与现网某BPC系统对接，采用业务—交易—网络一体化运维策略，通过“值班室收到业务报障—业务部门分析交易性能—网络部门协同定界”三个步骤解决问题，由此实现：
- 一站式：SSO单点登录，UI一站式下钻操作；
- 一体化：看清“业务-交易-网络”一体化运维；
- 一键式：应用故障一键式诊断，网络数据自证清白。
