アプリケーションパフォーマンス管理におけるネットワークトラフィック分析

この記事では、ネットワークアプリケーションのパフォーマンスを監視および管理するためのネットワークトラフィック分析について説明し、リアルタイムネットワークトラフィック分析とレトロスペクティブネットワーク分析（RNA）の違いについて説明します。

はじめに

そのようなマーケティングトリックがあります。市場で需要がある製品またはサービスのプロパティを選択し、製品またはサービスにも需要があるこのプロパティがあることを宣言します。 誰もが歯の白さを必要としています-私たちの歯磨き粉も歯を白くするとしましょう。



アプリケーションパフォーマンス管理（APM、アプリケーションパフォーマンス管理、アプリケーションパフォーマンス監視）でも同じことが言えます。 今日、ネットワーク管理システムのほぼすべてのメーカーは、その製品でアプリケーションのパフォーマンスを管理できると主張しています。 もちろん、「ポニーは馬でもあります」が、APMが何であり、この誇りの名前を冠するためにツールキットに必要な機能を理解しましょう。

成熟したAPMソリューションの兆候

多くの場合、ビジネスアプリケーションの応答時間の測定とそのパフォーマンスの管理はほとんど同じです。 実際、これは完全に真実ではありません。 反応時間の測定は必要ですが、十分ではありません。



APMは、ITインフラストラクチャに関連するメトリックの測定、評価、文書化を含む複雑なプロセスであり、最も重要なことには、アプリケーションの品質とITインフラストラクチャの品質をリンクする機能を提供します。 つまり、アプリケーションが正常に動作していないことを判断するだけでなく、「犯人」を見つける必要もあります。 このためには、反応時間の測定に加えて、アプリケーションエラーを追跡し、クライアントとサーバーとの対話を制御し、傾向を確認する必要があります。 すべてのアクティブなネットワーク機器（スイッチ、ルーターなど）、すべてのサーバー、および通信チャネルに対して、これらすべてを同時に行う必要があります。



以下の表は、成熟したAPMソリューションの10の主要機能を示しています。

主な機能	解説
1.統合モニタリング	「災害の規模」と障害の根本原因を迅速に特定するには、例外なく、アプリケーションの動作を特徴付ける指標とITインフラストラクチャ全体の作業を特徴付ける指標を同時に監視する必要があります。
2.高レベルのレポート	企業全体のITサービスの提供の品質を理解する必要があります。 定義済みのダッシュボード、レポート、しきい値、ベースライン、およびクラッシュメッセージテンプレートを含める必要があります。 ドリルダウン（ドリルダウン）できるようにしてください。
3.安全なデータ交換を設定する機能	問題を迅速にトラブルシューティングし、キャパシティを計画するには、ITサービスのさまざまな部門間の協力が必要です。 したがって、成熟したAPMソリューションは、データを安全に交換する機能を提供する必要があります。 これは、リアルタイムデータと、統計、エキスパート、その他の処理の結果の両方に適用されます。
4.ネットワークパケットの継続的なキャプチャ	もちろん、SNMP、WMIなどを介してオブジェクトを制御することで、アプリケーションの品質を評価できますが、全体像を確認し、何が起こったのか、なぜ難しいのかを理解することができます。 （ヘッダーだけでなく）すべてのネットワークトラフィックを絶えず完全にキャプチャし、調査が必要なイベントが発生した場合は、キャプチャしたネットワークパケットの内容を分析する方が適切です。
5.アプリケーションの操作に関する詳細情報	アプリケーションの応答時間のみを分析するだけでは不十分です。 障害を迅速に診断するには、要求（アプリケーションが行うもの）、要求の実行方法、発生したエラーのコード、およびその他の情報に関する情報が必要です。
6.エキスパート分析	真剣な専門家の分析により、問題の診断が大幅にスピードアップします。これは、第一に、情報の分析プロセスを自動化することができ、第二に、問題がわかっている場合、すぐに使えるソリューションを得ることができるためです。
7.断面（複数セグメント/マルチホップ）分析	クラウドまたはWANを介して動作するビジネスアプリケーションが増えるにつれて、ネットワークトラフィックが通過するネットワークの各セグメント（同じパケット）で発生するすべての遅延とエラーを確認できるようにする必要があります。 これは、障害の根本原因を迅速に特定する唯一の方法です。
8.柔軟なベースライン	柔軟な（カスタマイズ可能な）ベースラインにより、内部アプリケーションとクラウドアプリケーションの両方を効果的に制御できます。 クラウドベースのアプリケーションの場合、制御メトリック（SLAで規定）のしきい値は通常静的（事前に知られている）であり、手動で設定されます。 内部アプリケーションの場合、動的ベースラインの方が適しています。 アプリケーションのパフォーマンスに応じて、時間の経過とともに自動的に変更されます。
9.情報フローの再構築の可能性	音声およびビデオ伝送の質の低下に関連する問題、および情報セキュリティの分野の問題を分析する場合、重要なイベントが発生した時点（およびその前後）でのネットワークアクティビティとアプリケーション操作を再現できることが重要です。
10.スケーラビリティ	コメントは不要だと思います。

ネットワークトラフィック分析

経験豊富なIT専門家は、上記の兆候の背後に、ネットワークトラフィックの分析に基づくAPMソリューションの耳が突出していると言うでしょう。 本当にそうです。



Network Instrumentsは、4種類のアプリケーションパフォーマンス管理ソリューションを識別します。

• 合成トランザクションソリューション（GUIロボット）
• サーバー側のソフトウェアエージェントを使用したソリューション
• クライアント側のソフトウェアエージェントを使用したソリューション
• ネットワークトラフィック分析ソリューション

このリストでは、ネットワークトラフィック分析に基づくソリューションが際立っています。



代理トランザクションに基づくソリューションやサーバーまたはクライアント側でソフトウェアエージェントを使用するソリューションとは異なり、データはシステムリソースを使用せずに収集されます。



通常、ネットワークトラフィックアナライザーは、複数のプローブとリモート管理コンソールで構成されます。 プローブはSPANポートに接続されます。これにより、ネットワークトラフィックの分析に基づくAPMソリューションは、サーバーリソース（サーバー側ソフトウェアエージェントや合成トランザクションのように）やクライアント（クライアント側）および追加のトラフィックを作成することなく（クライアント側の代理トランザクションおよびエージェントが行うように）。



分析自体は、アプリケーションレベルを含むすべてのレベルのネットワークプロトコルのデコードに基づいています。 たとえば、Network Instruments Observerは、SQL、MS-Exchange、POP3、SMTP、Oracle、Citrix、HTTP、FTPなどのアプリケーションおよびサービスのOSIモデルの7つのレベルすべてのデコードと分析をサポートしています。



ユーザーの知覚に最も近い遅延に関する情報を取得する場合、プローブはクライアントデバイスのできるだけ近くに接続されます。 確かに、この場合、多数のプローブが必要になります。 遅延に関する正確なデータがそれほど重要ではなく、使用するプローブの数を減らす必要がある場合、プローブはアプリケーションサーバーの近くに接続されます。 ただし、遅延の変化は両方の場合に表示されます。



ご注意 モニタリングスイッチを使用して、複数のSPANポートおよびTAPから情報を収集し、その後モニタリングシステムにリダイレクトすることもできます。 モニタリングスイッチは、初期トラフィック分析も実行できます。



2番目の重要なポイント。 Network Instrumentsがリストした4種類のソリューションはすべて、独自の利点と、他のソリューションよりも優れたタスクに対処する独自のアプリケーション分野を持っています。 たとえば、アプリケーションに関する最も詳細な情報は、ARM形状のAPIを介してサーバーまたはクライアント側のアプリケーションから直接情報を受信するソフトウェアエージェントによって収集できます。 この情報は、開発フェーズおよびアプリケーションの最初の実行中に非常に役立ちますが、通常の操作中は冗長になります。



一方、合成トランザクションとソフトウェアエージェントを備えたGUIロボットは、特定のアプリケーション（または複数のアプリケーション）の状態に関するデータを収集します。 一般に、コードに実装されたソフトウェアエージェントを使用すると、かなり高い要求が生じます。ベンダーは、特定の監視ツールのアプリケーションサポートを組み込むか、APIを提供する必要があります。 アプリケーションが実行されているコンテキストを見つけるために、他のツールを使用する必要があります（場合によっては、同じ包括的な監視システムに含まれている可能性があります）。



ネットワーク監視の従来のパラダイムは、外部情報源から取得したデータの集中収集、統合、分析です。 これらは、SNMPエージェント、WMIプロバイダー、さまざまなログなどです。 監視システムのタスクは、このデータを収集し、便利な形式で表示し、サービスリソースモデルを使用して分析し、何が起こっているのかを理解することです。 ProLAN監視システムを含む、ほぼすべての監視システムがこのように機能します 。



ネットワークプロトコルアナライザを使用すると、コンテキストをすぐに確認できます。



まず、ネットワークサービスとITインフラストラクチャのコンポーネントの作業の背景に対して、興味のあるアプリケーションがどのように機能したかを確認できます。 たとえば、マルチホップ分析を使用すると、サーバーとクライアント間の接続が切断されているなどの理由で、故障したルーターを特定できます。 原則として、ネットワークプロトコルアナライザーは、アプリケーションパフォーマンスの管理とITインフラストラクチャおよびセキュリティ管理の監視の両方の機能を同時に実行するユニバーサルソリューションとして使用できます。



第二に、個々のトランザクションおよび個々のパッケージのレベルで何が起こるかを確認できる他の方法はありません。 どのパケットが送信され、どのパケットが失われ、どのパケットが間違っていたのか（一般的なパケット数ではなく、特定のパケット） 個々のトランザクションレベルでのアプリケーションの分析は、ネットワークプロトコルアナライザーを使用してのみ実装できます。

ネットワークトラフィックの遡及分析

ネットワークトラフィック分析は、次の2つの方法で実行できます。

• リアルタイムのトラフィック分析（オンザフライ）
• 遡及トラフィック分析

レトロスペクティブトラフィック分析は、トラフィックのすべてまたは一部が最初にディスクに書き込まれ、次に分析されることを示唆しています。



それがどのように機能するのか、なぜ必要なのかを見てみましょう。例えば、 GigaStor -Network Instrumentsの記録と遡及的なトラフィック分析のためのソリューションです。 これは、ハードウェアプローブ、全二重ネットワークカード、データストレージ、ローカル管理コンソールを組み込んだハードウェアとソフトウェアの複合体です。 リモート管理を行うには、他のNetwork Instruments製品（前述のObserverまたはObserver Reporting Server）との統合が必要です。 ネットワークカードを使用すると、最大40 Gb / sのネットワークおよびディスクアレイからのトラフィックをキャプチャできます。最大5 PBのデータを保存できます（または、最大576 TBのSANにアップロードできます）。



ネットワークトラフィックを傍受することにより、アプリケーション、ユーザー、およびITインフラストラクチャで何が起こっているのかを知ることができます。 しかし、5分前、1時間前、1日前はどうしてわかるのでしょうか？ 従来の方法は、メトリックの値を取得してデータベースに書き込むことです。 大多数の監視システムも同様です。 メトリックの値と推定により、任意の時点で何が起こったのかを知ることができますが、それ以上のことはできません。 記録されたものを使用できます。 記録されなかったものは永久に失われます。



過去に戻って、GigaStorやこのクラスの他のソリューションが行うように（しかし、それらの多くはありません）、 すべてのトラフィックを記録するように、一方向にのみ興味がある瞬間に何が起こったのかを見ることができます。 これにより、そのようなソリューションの特定の機能が決まります。

• まず、非常に大きなディスク領域（テラバイトとペタバイトで測定）へのアクセス。
• 第二に、いわゆる タイムマシンの機能。これにより、時間を巻き戻して、過去の任意の瞬間にネットワーク上で何が起こったかを確認できます。

時間内に移動する能力は、次の2つの場合に特に重要です。

1. 問題が複雑な場合、不規則に繰り返されるか、どの領域に属するかが明確ではありません（「灰色の問題」）。
2. セキュリティ侵害がある場合。

両方のケースについて簡単に検討します。



最初のケースでは、システム管理者は情報不足に直面しています。 問題が不規則に現れる場合、追跡と再現が困難です。 同じことが複雑で「灰色」の問題にも当てはまります。 遡及分析により、問題の解決を数時間、場合によっては数日も短縮することにより、この情報不足を埋めることができます。



2番目のケースでは、問題を可能な限り迅速に解決する必要があります。そうしないと、修正が困難な結果が生じる可能性があります。 最も便利な方法は、時間をさかのぼって、間接的な兆候などを調査する時間を無駄にせずに、攻撃者のアクション、実際の発生状況を追跡することです。





1.成熟したAPMソリューションには、アプリケーションの応答時間を測定する機能だけでなく、測定結果の評価と問題の迅速な検出と診断を目的とした多くのプロパティも含まれます。



2. 4種類のAPMソリューションのうち、ネットワークアプリケーションのパフォーマンスを管理するための最も普遍的なものは、ネットワークプロトコルの分析に基づくソリューションです。



3.複雑で不規則に繰り返される問題、およびセキュリティ侵害に関連する問題を解決するには、ネットワークトラフィックのリアルタイム分析では不十分です。 これらの場合、ネットワークトラフィックの遡及的分析が適用され、ディスクなどへのトラフィックの記録が行われます。 タイムマシンの機能。