SPAN und TAP

Aus Foxwiki

Netzwerkanalyse mit SPANs und TAPs

Protokoll-Analysator wie Wireshark arbeitet als Software auf einem PC und ermittelt im Netzwerk relevante Probleme, Fehler und Ereignisse
  • Darüber hinaus tragen diese Werkzeuge zur Ermittlung der Ursachen einer schlechten Netzwerk-Performance bei
  • indem sie die individuellen Protokollinformationen und die zugehörigen Netzaktivitäten darstellen
Hierfür müssen die Daten in den Netzwerken erfasst werden
  • Dank SPANs und TAPs kein Problem
In geswitchten Netzen werden die für die Datenanalyse notwendigen Daten nicht an jeden Port übertragen
  • Ein Switch leitet nur Broadcasts und Pakete mit unbekannten Empfängeradressen an alle Ports weiter
  • Hat dieser die MAC-Adresse des Empfängers in seiner Switch-Tabelle, werden die betreffenden Pakete nur an den Port des Zielgeräts gesendet
  • Dies erfordert neue Suchstrategien zur Fehleranalyse

SPANs

Daher unterstützen die meisten Switche die Spiegelung von Switch-Ports mithilfe der Mirror-Port-Funktion
  • Dadurch wird der jeweils zu untersuchende Link auf einen anderen Port des Switches, an dem der Analysator angeschlossen ist, gespiegelt
  • Einige Hersteller sind dabei sogar in der Lage, den Verkehr mehrerer Switch-Ports auf einem Mirror-Port auszugeben
  • Der Mirror-Port wird auch als SPAN-Port (Switch Port ANalyser) oder Maintenance-Port bezeichnet
Die Weiterleitung der zu analysierenden Daten auf den Mirror-Port sollten Sie nur nutzen, wenn dieser die Datenmengen der gespiegelten Ports auch verkraftet
  • Ist dies nicht der Fall, gehen Pakete verloren
  • Auf der sicheren Seite sind Sie, wenn der Spiegel-Port dieselbe Bandbreite aufweist wie der Quell-Port
  • Darüber hinaus beeinträchtigt das Mirroring die Switch-Performance, da der Switch für die Spiegelung alle Pakete duplizieren muss
Auch der gespiegelte Port kann in seiner Performance einbrechen und die Fehlersuche produziert erst wirklich Probleme
  • Zum anderen verzerrt das Port-Mirroring die Analyse, weil ein Switch defekte Pakete automatisch verwirft
  • Daher werden SPAN-Ports in der Praxis nur als ergänzende Messstellen für Ad-hoc-Analysen genutzt

TAPs

Für die genaue Erfassung der Messdaten kommen heute Test Access Points (TAPs) (oder auch Link-Splitter genannt) zum Einsatz
  • Diese Geräte werden direkt in die zu überwachende Netzverbindung eingeschleift
  • TAPs arbeiten absolut passiv und erzeugen keine Fehler und funktionieren auch bei einem Stromausfall
Ein TAP dupliziert (hochohmige Anschaltung) alle Pakete und erzeugt aus einem Vollduplex-Link zwei Halbduplex-Datenströme mit dem Rx- und dem Tx-Verkehr
  • Dadurch muss der Netzanalysator mit zwei Netzwerkkarten ausgerüstet sein
  • Die Analysesoftware fügt die beiden Ströme anschließend wieder zu einem Trace zusammen
Die TAPs werden in Reihe in eine Netzwerkverbindung (Kupfer, Glas) eingeschleift
  • Dadurch ist sichergestellt, dass alle Pakete (auch fehlerhafte) der Analyse beziehungsweise dem Monitoring zugeführt werden
  • Durch komplexe Filterfunktionen können diese Werkzeuge die Anwendungsleistung erheblich verbessern und nur relevante Verkehrsflüsse weiterleiten
  • Besonders durch den Einsatz von High Speed-Verbindungen (10 GBit/s, 40 GBit/s oder höher) explodieren die Kosten der Verkehrsanalyse
Tritt ein Fehler im TAP auf, überbrückt ein Relais den TAP und sorgt dafür, dass im Ruhezustand die zu messende Verbindung auf jeden Fall erhalten bleibt
  • Ein Verbindungsabbruch in der Hauptstrecke tritt nicht auf beziehungsweise wird auf der Transportschicht kompensiert
https://www.it-administrator.de/article-203944

Ist ein TAP wirklich besser als ein SPAN Port?

Jedem Informatiker mit Netzwerkkenntnissen ist die Diskussion über die Vor- und Nachteile zwischen TAPs (Test Access Points) und Mirror Ports (Port Spiegelung) bekannt.
  • Sind TAPs wirklich das einzige Mittel, um Sichtbarkeit im Netzwerk zu gewähren? Wir führen verschiedene Argumente für beide Seiten ins Feld und ziehen ein Fazit.
SPAN Ports (Switch Port ANalyser) und TAPs dienen dazu, Netzwerkverkehr zu spiegeln und an Out-of-Band-Tools wie Intrusion-Detection-Systeme, Netzwerkrekorder oder Netzwerkanalyse-Tools zu senden.
  • Bei einem SPAN Port handelt es sich um einen dedizierten Port auf einem verwalteten Switch, um Kopien von Netzwerkpaketen an dort angeschlossene Tools zu senden.
  • Dem gegenüber ist ein TAP ein dediziertes Gerät, um Netzwerkverkehr passiv aufzuteilen.
  • TAPs spiegeln Netzwerkverkehr in Echtzeit und auf getrennten Kanälen in beiden Richtungen.

SPAN Port

Argumente für SPAN Ports sind schnell abgehandelt
  • Geringe Kosten, da vorhandene Hardware genutzt wird.
  • Fernkonfigurierbar über das Netzwerk.
  • Optimal, um mehrere Geräte „mal eben“ mit einem Notebook zu überwachen.
Ebenso sind Nachteile übersichtlich
* Verwirft Pakete auf stark beanspruchten Vollduplex-Verbindungen.
  • Eine Überbuchung beeinträchtigt zusätzlich das Timestamping, wodurch Antwortzeiten verfälscht und dementsprechend eine Analyse zusätzlich erschwert werden.
  • Filtert Fehler der physikalischen Schicht heraus.
  • Das Kopieren der Pakete belastet die CPU des Switches.
  • SPAN Ports sind im Vergleich zu der Anzahl der Ports, die möglicherweise überwacht werden müssen, in ihrer Anzahl begrenzt und verbrauchen Ports, die andernfalls den produktiven Netzwerkverkehr übertragen würden.
SPAN-Ports eignen sich daher besser für Situationen, in denen verloren gegangene Pakete die Netzwerkanalyse nicht beeinträchtigen und in denen Kosten eine Rolle spielen.
  • Um „mal eben“ einen Drucker und drei Rechner zu überwachen, eignen sich SPAN Ports somit hervorragend.

TAP

TAPs erfassen den gesamten bidirektionalen Verkehr, spiegeln diesen jeweils auf einen separaten Kanal und verwerfen keine Pakete.
  • Damit bieten TAPs 100% Sichtbarkeit.
  • Passive TAPs benötigen keinen Strom und werden vor allem in Glasfasernetzwerken verwendet, wo das eintreffende Licht so aufgeteilt wird, dass 100% des Verkehrs auf den gespiegelten Fasern zu sehen sind.
  • Kupfer-Ethernet-TAPs benötigen zwar Strom, verfügen jedoch häufig über eine ausfallsichere Bypass-Technologie, die das Risiko von Service-Unterbrechungen im Falle eines Stromausfalls eliminiert.
Die Vorteile von TAPs lassen sich wie folgt zusammenfassen
  • TAPs spiegeln oder kopieren bidirektionale Datenströme gleichzeitig und sind von Bandbreiten und Auslastung unabhängig, wodurch das Risiko von Paketverlust vollständig eliminiert wird.
  • TAPs bieten volle Transparenz in Vollduplex-Netzwerken.
  • Erfasst alle Pakete (auch physische Fehler) und sind damit Protokollunabhängig
Die Verwendung von TAPs erfordert allerdings finanzielle Mittel für Kauf und Einbau

Fazit

Einfach zusammengefasst
  • TAPs sind eine Schlüsselkomponente und sollten in jedem System eingesetzt werden, das 100%ige Sichtbarkeit und Verlässlichkeit erfordert
  • In Netzwerkumgebungen mit mittlerer bis hoher Auslastung ist es empfehlenswert, TAPs einzusetzen.
  • Hierbei gilt zu beachten, dass die Installation eines TAP in eine bestehende Netzwerkverbindung eine kurze Kabeltrennung erfordert, sodass TAPs in der Regel während eines Wartungsfensters installiert werden sollten.
  • TAPs bereits in Planungsphasen für neue Netzwerke zu berücksichtigen reduziert Ausfälle und bietet 100%ige Sichtbarkeit des Netzwerkverkehrs.
Für Ad-hoc-Überwachungen und Analysen mit geringen Datenmengen eigenen sich dagegen SPAN Ports am besten.
Es besteht kein Zweifel daran, dass sowohl TAPs als auch SPAN Ports bei korrekter Verwendung Sichtbarkeit auf den Netzwerkverkehr bieten können.
  • Daher können wir folgenden Merksatz formulieren: TAPs sollten verwendet werden, wo die Anforderungen an die Infrastruktur es rechtfertigen und SPAN Ports, wenn es nicht anders möglich ist.

https://www.magellan-net.de/de/aktuelles/blog/details/port-mirroring-ist-ein-tap-wirklich-besser-als-ein-span-port/

Mirror-Port oder Router/Bridge

Auch wenn Lync ziemlich viel per TLS verschlüsselt und auch Outlook/Exchange/ActiveSync bevorzugt per SSL kommuniziert, so kann ein erfahrener Consultant aus einem Netzwerkmitschnitt doch sehr gut erkennen, was passiert und was eben auch nicht funktioniert.
  • Viele Basisfunktionen sind unverschlüsselt und so kann an gut sehen, welche DNS-Anfragen der Client macht und wie die Antworten darauf ausfallen.
  • Auch einfache Protokolle (SNMP, TFTP, FTP, NTP) lassen sich erkennen.
  • Selbst RTP ist zumindest erfassbar.
  • für Server ist es auch interessant, welche Clients über welche Ports auf den Server zugreifen.
  • Quasi eine Abbildung von NETFLOW/SFlow, wenn der Switch es nicht kann oder Sie darauf nicht zugreifen dürfen.
  • Beachten Sie aber, dass eine interessante Verbindung bidirektional doppelt so viel Daten liefern kann, wie ein Mirrorport mit der gleichen Geschwindigkeit weiter geben kann.
  • Um an diese Daten zu kommen können Sie verschiedene Wege gehen:* passiver "TAP"Nicht erst die NSA kennt diese Technik, um passiv an einem Kabel einfach "mit zu lauschen".
  • Wer ein Glasfaser etwas "biegt" kann so eine kleine Menge des Lichts auskoppen und auffangen.
  • Bei Kupferleitungen geht dies durch Übertrager.
  • Es gibt auch für Ethernet mittlerweile elektronische Bauteile, die eingeschliffen werden und die Signale abgreifen.
  • Dennoch ist dies ein eher aufwändiges Verfahren und eine schnelle Suche liefert ein paar "Selbstbauprojekte" mit Kabeln oder teure Komponenten:Datei:Bild2.png
  • Port-MirroringAm einfachsten ist es wirklich einen Hub oder Switch dazwischen zu schalten, der auf Layer2 die Pakete weiter gibt und die fraglichen Pakete also Kopie an einen zusätzlichen Port sendet.
  • Hierfür stelle ich weiter unten eine kleine Lösung vor.
  • Bridge samt MitschnittEine dritte Variante besteht darin den Überwachungscomputer quasi als "Switch/Bridge" in das Netzwerk zu integrieren.
  • Das kann sogar mit einem normalen Windows-Client erfolgen.
  • Sie können mit einem Windows PC nämlich eine Verbindung "überbrücken".
  • Dies geht in den erweiterten Netzwerkeinstellungen:Datei:Bild3.png
  • Windows als NAT-RouterEine abgewandelte Funktion hierbei kann man dank" Internet Connection Sharing" mit Windows umsetzen.
  • Eine Netzwerkkarte geht wie gewohnt zum Haus-LAN und die zweite Karte wird als "Intern" definiert.
  • Der Testclient ist also in einem eigenen "Subnetz" und bekommt vom Windows-"Gateway" eine IP-Adresse und das Default Gateway.
  • Alle Pakete des Clients werden durch den Windows PC als "NAT-Router" in das andere LAN geleitet.
  • Auch hier kann auf dem Windows Gateway der Verkehr mitgeschnitten werden.Datei:Bild4.png
Die beiden Konfigurationen mit einem Windows PC als Vermittler ist natürlich auch mit anderen Betriebssystemen möglich.
  • Sie benötigen aber zwei Netzwerkkarten.
  • Wer also mit einem Notebook unterwegs ist, muss eine zweite Netzwerkkarte z. B.  über USB anbinden.
  • Diese kosten auch nicht mehr viel aber ohne weiteres Equipment ist nur ein Gerät anschließbar und der Durchsatz häng von diesem Zwischenstück ab.
  • für eine "Ad Hoc"-Analyse ist dies aber durchaus eine Option.
  • Nebenbei kann der PC selbst auch noch im Netzwerk arbeiten, d.h.
  • wenn keine 802.1x-Authentifizierung den Zugriff verhindert, können Sie so an einem Port zwei Endgeräte betreiben.

Ein Switch

  • z. B.  NetGear GS105Ev2, DLink DGS-1100-05
Da es für 100/1000 Megabit nur Switche gibt und keine Hubs mehr möglich sind, muss also ein Switch ins Haus, der einen Mirror-Port hat, klein und mobil ist und idealerweise nicht viel Geld kostet.
  • Natürlich gibt es sehr leistungsfähige Switches wie z. B.  einen "CISCO SG 200-08P 8-port Gigabit PoE Smart Switch", der 8 Ports, SNMP, PoE für ca. 160€ oder unter 100€ ohne PoE mitbringt.
  • Aber er kann schon wieder "zu viel" und ist mit dem Netzteil auch nicht gerade mobil.
Für weniger als 25€ gibt es einen interessanteren Switch für den Zweck von NetGear.

Datei:Bild5.png

Wem die 5 Ports nicht reichen, dann den GS108E mit 8 Ports kaufen, der kaum teurer aber eben größer ist.
  • Es gibt noch Varianten mit PoE-Port, die dann aber noch größer., schwerer und teurer sind.
  • ich beschränke mich daher auf den kleinsten GS-105E.
Auch andere Hersteller haben entsprechende Switche, z. B.  DLink DSG-1100-05.
  • der auch Mirroring und sogar SNMP anbietet.* ProSafeNetgear  Plus Switcheshttp://www.netgear.de/products/business/switches/prosafe-plus-switches/
  • DLink DGS-1100 Seriehttp://www.dlink.com/de/de/products/dgs-1100-series-gigabit-smart-switches
Er unterstützt zwar kein Monitoring per Webbrowser oder SNMP, sondern nur über eine proprietäre Software, die anscheinend recht unkonventionell per UDP Broadcasts auf Port 63321/63322 kommuniziert, aber bezüglich Spiegelung auch ohne Handbuch konfiguriert werden kann.

Datei:Bild6.png

So einfach kann der Verkehr von Port 4 auf Port 5 spiegeln.
  • Man kann sogar mehrere Ports auswählen.
Hinweis
Ein Computer am Zielport kann dennoch selbst auch noch weiter arbeiten.
  • Wenn er aber ein Paket versendet, welches dann über einen der Quellport weitergeleitet wird, dann bekommt er das Paket zusätzlich auch noch mal zu sehen.
  • Auch eingehende Pakete an einem Quellport, die ohnehin beim Zielport landen, werden dupliziert.
  • Dies müssen Sie beim Mitschneiden berücksichtigen.
Über die Funktion "Kabeltester" soll man sogar ermitteln können, wie weit ein Fehler vom Switch entfernt ist
  • Die Stromversorgung übernimmt ein kleines Steckernetzteil mit 12V/1A.
  • Soweit ist alles perfekt.
  • Der Zugang zum Switch ist mit einem Passwort gesichert (Default = password) und der Switch bezieht per DHCP eine eigene IP-Adresse.
Kleiner Hinweis
Die Software verbindet sich per HTTP mit Adobe, um die aktuelle Version der AIR-Software zu prüfen und weiterhin per HTTPS zu "my.netgear.com".
  • Vermutlich, um den Registrierungsstatus des Switches zu erhalten.
  • Interessanterweise kann man den Switch entgegen den Aussagen in Formen schon per HTTP ansprechen und es erscheint eine Kennwortabfrage.
  • Aber in keiner Beschreibung gibt es einen Hinweis auf diese Zugangsdaten und was dann damit möglich ist.
Netgear stellt aber auch eine Firmware zum Download bereit und da kann man schon mal allein mit einem Texteditor reinschauen und wird fündig

Datei:Bild7.pngBlick mit Texteditor in GS105Ev2_V1.2.0.5.bin

Seit Juni 2014 gibt es eine neue Firmware "GS105Ev2_V1.3.0.1 ", in der die Kennworte zumindest nicht mehr so einfach ersichtlich sind.
Mit dem Benutzernamen "ntgrUser" und dem Kennwort "debugpassword" ist eine Anmeldung möglich.

Datei:Bild8.png

Mehr als einer leeren Webseite mit einer Bestätigung habe ich noch nicht erhalten.
  • Weiterhin habe noch die Paarung "dniUser" und "password" gefunden, die aber nicht für die Webanmeldung taugt.
  • Schaut man weiter im Code, dann finden sich durchaus Menüs, die man aber vermutlich eher per SSH oder Telnet erreichen könnte.
  • Ein Portscan per NMAP hat aber nicht

Datei:Bild9.png

Ein Portscan mit NMAP hat aber keinen weiteren TCP-Port angezeigt, was aber nicht heißt, dass die Box nicht auf UDP-Pakete reagiert.
C
\>nmap -p1-65535 192.168.178.47
Starting Nmap 6.01 ( http://nmap.org ) at 2014-07-05 18
12 Mitteleuropäische Sommerzeit
Nmap scan report für 192.168.178.47
Host is up (0.094s latency).
Not shown
65534 filtered ports
PORT STATE SERVICE

80/tcp open http

MAC Address
xx:xx:xx:xx:xx:xx (Unknown)
Vielleicht muss man diese Zugänge erst "aufschließen", denn es finden sich noch weitere HTML-Fragmente mit "Form POST"-Anweisungen, die anscheinend die MAC-Adresse setzen, Firmware aktualisieren oder einen "ProdUCE Burn-In" aktivieren.

/style.css /prodUCE_burn.cgi /register_debug.cgi /bootcode_update.cgi)

Das bekommt man schon heraus, ohne die CPU-Plattform zu können oder den Code zu dekompilieren.
Aufgrund der "bekannten" Default Kennworte würde ich den Switch nicht in kritischen Umgebungen einsetzen, wenn jemand mit dem DebugUser" z. B.  das Hauptkennwort ändern könnte und damit heimlich ein Mirroring aufsetzen könne.
Interessanter ist da eher die Abwärme, die einen Hinweis auf den Strombedarf sein kann.
  • Weder Netzteil noch Switch wurden nennenswert warm.
  • Wer mag, dann den Switch sogar aufschrauben.
  • Viel ist aber wirklich nicht mehr drin.
  • Anscheinend ist die gesamte "Elektrik" in ein paar Chips verschwunden.
  • Auf der Rückseite ist auch ein Schalter für "Factory Default"

Datei:Bild10.png

Interessant ist natürlich schon, dass so eine Box samt Netzteil weniger kostet als ein Arduino Ethernet oder RasPi ohne Gehäuse und Netzteil.
  • Wenn man von den 20€ netto noch den Vertrieb und Logistik abzieht, dann sprechen wir hier wirklich nur noch von minimalen Herstellungskosten.
Da kann man dann doch mal drüber weg schauen, dass der Switch kein SNMP oder HTTP spricht und die Bandbreitensteuerung recht rudimentär ist.

Datei:Bild11.png

Auch QoS ist wohl eher ein Feigenblatt

Datei:Bild12.png

Beides könnte aber reichen, um im Heimbereich z. B.  eine DSL-Leitung etwas "fairer" den Teilnehmern zuzuweisen.

19,90€ netto zzgl. MwSt. Und Versand ist immer noch ganz wenig Geld für die gebotene Leistung, auch wenn die Sicherheit durch die Default Kennworte nicht ganz klar ist.

  • für ein Test und Demo-Feld ist die gebotene Leistung mehr als ausreichend und Insbesondere die Mirror-Funktion ist für mich das Kaufkriterium gewesen, um mal schnell und unkompliziert einem VoIP-Endgerät auf die Finger zu schauen, wenn ich auf dem Gerät selbst nicht mit Debugtools arbeiten kann.

Datei:Bild13.png

  • Eine Info über eine neue Firmware habe ich aber nicht bekommen.
Abgerufen von „https://wiki.foxtom.de/index.php?title=SPAN_und_TAP&oldid=69816“