네트워크 패킷 실시간 수집분석 효율적인 중복제거 및 특이사항 필터링

네트워크 (LAN,WAN)

네트워크 패킷 실시간 수집분석 효율적인 중복제거 및 특이사항 필터링

날으는물고기 2024. 5. 15. 00:06

sFlow: UDP packet replication using Open vSwitch

네트워크 패킷을 syslog를 통해 수집할 때, 데이터의 양이 많아 중복 항목을 효율적으로 제거하는 방법(Network Packet Deduplication Strategies)은 여러 가지가 있습니다. 중복 데이터를 제거하는 것은 저장 공간을 절약하고, 분석을 더 빠르고 정확하게 만들어줍니다.

해시 함수 사용: 각 패킷에 대한 해시 값을 계산하고, 이 값을 기반으로 중복을 확인합니다. SHA-256 또는 MD5와 같은 해시 함수를 사용하여 각 패킷의 고유한 지문을 생성할 수 있습니다. 이 방법은 데이터의 무결성 검사에도 유용합니다.
데이터 정규화: 데이터를 분석하기 전에, 가능한 한 모든 패킷을 표준 형식으로 정규화합니다. 이것은 IP 주소, 타임스탬프 등의 필드에서 발생할 수 있는 미세한 차이를 제거하여 중복 검사의 정확성을 높일 수 있습니다.
타임 윈도우 기반 필터링: 네트워크 트래픽이 매우 높은 환경에서는, 모든 패킷을 실시간으로 분석하는 것이 비현실적일 수 있습니다. 대신, 타임 윈도우(예: 1분 간격)를 설정하고, 그 시간 동안의 패킷만을 분석하여 중복을 제거합니다.
인덱싱 및 데이터베이스 최적화: 중복 검사를 위해 데이터베이스를 사용하는 경우, 중복 검사를 빠르게 수행하기 위해 인덱스를 적절하게 구성합니다. 예를 들어, 패킷의 소스 IP, 대상 IP, 포트 번호, 프로토콜과 같은 필드에 인덱스를 생성하여 검색 시간을 단축할 수 있습니다.
스트림 처리 도구 사용: Apache Kafka, Apache Flink, 또는 Apache Spark와 같은 스트림 처리 도구를 사용하여 대용량 데이터 스트림에서 중복을 실시간으로 필터링할 수 있습니다. 이러한 도구들은 대규모 데이터를 처리하도록 최적화되어 있으며, 유연한 데이터 파이프라인 구성을 지원합니다.
집계 및 요약: 특정 조건 또는 기준에 따라 데이터를 집계하거나 요약하여 저장하는 것도 하나의 방법입니다. 예를 들어, 같은 출발지와 목적지 IP 주소를 가진 패킷의 수를 집계하여 저장함으로써, 저장 공간을 절약하고 분석을 용이하게 할 수 있습니다.

중복 제거 전략을 선택할 때는, 네트워크 환경의 특성, 처리해야 할 데이터의 양, 그리고 분석의 목적을 고려해야 합니다. 경우에 따라서는 여러 가지 방법을 조합하여 사용하는 것이 더 효과적일 수 있습니다.

syslog를 사용하여 네트워크 패킷 정보와 같은 데이터를 실시간으로 정제하는 것은 처리 속도와 효율성을 고려해야 하는 복잡한 작업입니다. 실시간 데이터 정제 과정은 데이터를 수집, 변환 및 필터링하여 저장소나 분석 시스템으로 전달하기 전에 불필요하거나 중복된 데이터를 제거하는 것을 목표로 합니다. 다음은 syslog를 통해 실시간으로 데이터를 정제하는 과정에 대한 설명입니다.

1. 실시간 데이터 수집

syslog 서버 설정: 네트워크 장비, 서버, 애플리케이션에서 발생하는 로그를 실시간으로 수집하기 위해, syslog 서버를 구성합니다. syslog는 UDP 포트 514를 통해 메시지를 전송하는 것이 일반적이지만, 데이터의 신뢰성을 위해 TCP를 사용할 수도 있습니다.
로그 포맷 표준화: 수집되는 로그의 포맷을 표준화하여 처리의 일관성을 보장합니다. RFC 5424와 같은 표준을 따르는 것이 좋습니다.

2. 실시간 데이터 정제

스트림 처리: Apache Kafka와 같은 스트림 처리 시스템을 이용하여 로그 데이터를 실시간으로 처리합니다. Kafka는 대규모 로그 데이터를 효율적으로 처리할 수 있는 분산 메시징 시스템입니다.
데이터 필터링 및 변환: 로그 메시지를 처리하는 파이프라인에서 필요 없는 정보를 필터링하고, 필요한 정보를 추출하거나 변환합니다. 예를 들어, 중요하지 않은 정보를 제거하거나, IP 주소와 같은 데이터를 해시 값으로 변환하여 개인 정보 보호 규정을 준수할 수 있습니다.
중복 데이터 제거: 해시 함수를 사용하여 각 로그 메시지의 고유한 지문을 생성하고, 이를 기반으로 중복된 메시지를 식별 및 제거합니다. 이 과정은 메모리 내 데이터 구조(예: 해시 테이블) 또는 Apache Spark와 같은 분산 데이터 처리 시스템에서 수행할 수 있습니다.

3. 실시간 데이터 저장 및 분석

데이터 저장소 전송: 정제된 로그 데이터를 데이터베이스, 데이터 웨어하우스, 또는 분석 시스템으로 전송합니다. 이 데이터는 후속 분석, 모니터링, 보고서 생성에 사용됩니다.
시각화 및 모니터링: Elasticsearch, Logstash, Kibana(ELK 스택) 또는 Grafana와 같은 도구를 사용하여 정제된 데이터를 시각화하고, 실시간 모니터링을 구성합니다.

실시간 처리의 고려 사항

처리 성능: 대용량 데이터를 실시간으로 처리하려면, 처리 시스템의 성능과 확장성을 고려해야 합니다.
데이터 무결성 및 손실 방지: 네트워크 오류 또는 시스템 장애가 발생할 경우 데이터 손실을 방지하기 위한 메커니즘을 구현해야 합니다.
보안 및 개인 정보 보호: 로그 데이터를 처리할 때는 보안 및 개인 정보 보호 규정을 준수해야 합니다.

실시간 데이터 정제는 로그 데이터의 품질을 높이고, 저장 비용을 줄이며, 분석의 정확성을 개선하는 데 도움이 됩니다. 각 단계를 신중하게 계획하고, 적절한 도구와 기술을 선택하는 것이 중요합니다.

Logstash를 사용하여 로그 데이터를 수집할 때 최근 정보를 기억하고 동일한 유형의 데이터가 다시 나타났을 때 기록하지 않는 방식으로 처리하는 것은 가능하지만, Logstash의 기본 기능만으로는 직접적인 구현이 어려울 수 있습니다. 그러나, Logstash의 필터 플러그인을 활용하거나 외부 시스템과의 연동을 통해 비슷한 기능을 구현할 수 있습니다.

방법 1: fingerprint 플러그인과 elasticsearch 필터 플러그인 사용

이 방법은 로그 메시지의 해시를 생성하여 동일한 메시지가 이미 처리되었는지 확인하는 방식입니다.

fingerprint 플러그인을 사용하여 로그의 해시 생성
- 로그 메시지의 해시를 생성하여, 각 로그에 대한 고유한 식별자를 만듭니다. 이를 통해 동일한 로그가 다시 수집되었는지 확인할 수 있습니다.
elasticsearch 필터 플러그인을 사용하여 동일한 해시를 가진 로그 확인
- 생성된 해시를 기반으로 Elasticsearch에서 동일한 해시를 가진 로그가 이미 존재하는지 확인합니다. 이미 존재하는 경우, 해당 로그는 기록하지 않고 건너뜁니다.

예제 Logstash 설정

input {
  # 여기에 로그를 수집하는 input 설정
}

filter {
  fingerprint {
    source => ["message"] # 로그 메시지를 기반으로 해시를 생성
    method => "SHA256"
    target => "[@metadata][fingerprint]"
  }

  elasticsearch {
    hosts => ["http://localhost:9200"]
    index => "logstash-*" # 검색할 인덱스 패턴
    query => "_exists_:[@metadata][fingerprint] AND [@metadata][fingerprint]:%{[@metadata][fingerprint]}"
    fields => [] # 매칭되는 경우 가져올 필드 (여기서는 필요 없음)
    enable_sort => false
    if [tags] !~ /_exists_/ {
      drop { } # 이미 존재하는 경우 로그를 처리하지 않음
    }
  }
}

output {
  # 처리된 로그를 출력하는 output 설정
}

고려사항

성능: Elasticsearch 필터 플러그인을 사용하여 매 로그 메시지마다 조회를 수행하는 것은 성능에 영향을 줄 수 있습니다. 특히 로그 데이터의 양이 많을 경우, Elasticsearch에 부하를 주거나 처리 지연을 초래할 수 있습니다.
데이터 지연: Elasticsearch에 로그가 기록되고 인덱싱되어 조회 가능해지기까지는 약간의 지연 시간이 발생할 수 있습니다. 이로 인해 매우 짧은 시간 간격으로 동일한 로그가 수집될 경우 중복 제거에 실패할 수 있습니다.
복잡한 설정: 이 방식은 Logstash와 Elasticsearch 간의 통신 및 쿼리를 구성해야 하기 때문에, 설정이 다소 복잡해질 수 있습니다.

실제 환경에서는 이 방법이 최적의 해결책이 될 수도, 아닐 수도 있습니다. 따라서, 성능 테스트와 함께 특정 환경에 맞는 다른 최적화 방안을 고려하는 것이 중요합니다.

Logstash를 사용하여 로그 데이터를 처리하면서 최근 해시값을 별도의 데이터베이스(DB)에 저장하고, 해당 DB를 질의하여 중복되지 않는 경우에만 Elasticsearch에 로그 데이터를 기록하는 방법은 데이터 중복을 효과적으로 관리할 수 있는 좋은 전략입니다. 이 방식을 구현하기 위해서는 몇 가지 단계를 거쳐야 합니다.

1. 데이터베이스 선택 및 설정

데이터베이스 선택: Redis, MongoDB, 또는 기타 적합한 데이터베이스를 중복 확인용 DB로 선택할 수 있습니다. Redis는 메모리 기반의 데이터 저장소로서 빠른 데이터 쓰기와 조회가 가능해 로그 데이터 처리에 적합할 수 있습니다.
데이터베이스 설정: 선택한 데이터베이스에 대한 설정을 완료하고, Logstash 서버에서 접근 가능하도록 합니다.

2. Logstash 설정

Logstash 설정은 크게 세 부분으로 구성됩니다. 입력(input), 필터(filter), 출력(output).

입력(Input)

Logstash의 입력 플러그인을 사용하여 로그 데이터를 수집합니다. 이는 파일, syslog, HTTP 등 다양한 소스에서 올 수 있습니다.

필터(Filter)

fingerprint 플러그인을 사용하여 로그 메시지의 해시 생성
- 이 플러그인은 로그 메시지로부터 고유한 해시 값을 생성합니다. 이 해시 값은 데이터베이스에 저장될 것입니다.
커스텀 스크립트 또는 플러그인 사용하여 데이터베이스 질의
- Logstash의 ruby 필터 플러그인을 사용하여 커스텀 Ruby 코드를 작성하거나, 데이터베이스와 직접 통신할 수 있는 플러그인(예: logstash-filter-redis 등)을 사용할 수 있습니다. 이 코드 또는 플러그인은 생성된 해시 값을 사용하여 데이터베이스를 질의하고, 해당 해시 값이 이미 존재하는지 확인합니다.
- 존재하지 않는 경우, 데이터베이스에 해시 값을 저장합니다.
- 존재하는 경우, 이 로그 이벤트를 처리하지 않도록 합니다.

출력(Output)

Elasticsearch에 로그 데이터 기록
- 중복이 아닌 로그 데이터만 Elasticsearch에 기록합니다.
- 이는 if 조건문을 사용하여 처리할 수 있습니다. 예를 들어, 데이터베이스 질의 결과를 기반으로 특정 태그를 추가하거나 제거한 후, 이 태그의 유무에 따라 Elasticsearch에 데이터를 보내거나 보내지 않도록 설정할 수 있습니다.

예제 Logstash 필터 설정

아래 예시는 Ruby 필터를 사용하여 간단한 데이터베이스 질의 로직을 구현하는 방법을 보여줍니다. 실제 구현 시에는 선택한 데이터베이스와의 통신 방법에 따라 코드가 달라질 것입니다.

filter {
  fingerprint {
    source => ["message"]
    method => "SHA256"
    target => "fingerprint"
  }

  ruby {
    # Ruby 코드를 사용하여 DB 질의 로직 구현
    # 이 부분은 선택한 DB와 통신하는 실제 코드로 대체해야 함
    code => "
      require 'redis'
      redis = Redis.new(host: 'localhost', port: 6379)
      fingerprint = event.get('fingerprint')
      if redis.exists(fingerprint)
        event.cancel
      else
        redis.set(fingerprint, '')
      end
    "
  }
}

주의사항

성능 고려: DB에 대한 추가적인 질의가 성능에 영향을 줄 수 있으므로, 처리 속도와 부하를 고려하여 적절한 데이터베이스와 인프라를 선택해야 합니다.
데이터베이스 관리: 데이터베이스 크기가 커지는 것을 관리하기 위한 정책(예: 만료 정책 설정)이 필요할 수 있습니다.

이 방법은 데이터 중복을 효과적으로 관리할 수 있지만, 구현 복잡성과 성능에 주의해야 합니다. 실제 환경에서의 테스트와 조정을 통해 최적의 설정을 찾는 것이 중요합니다.

Elasticsearch에서 수집된 정보를 5분 단위로 가져와서 GPT를 활용해 보안 관점에서 특이사항 없는 부분을 필터링하고, 분석 및 대응이 필요한 내용을 정리하여 Slack으로 전송하는 작업 흐름은 n8n(노드 기반 워크플로우 자동화 도구)을 사용하여 구성할 수 있습니다. 이 과정은 크게 데이터 수집, 데이터 처리 및 분석, 그리고 알림 전송의 세 부분으로 나눌 수 있습니다.

1. 데이터 수집: Elasticsearch에서 데이터 가져오기

Cron Node: n8n에서 Cron 노드를 사용하여 5분마다 워크플로우가 실행되도록 설정합니다. 이는 정기적으로 Elasticsearch에서 최신 정보를 가져오는 트리거 역할을 합니다.
HTTP Request Node: Elasticsearch에 저장된 로그 데이터를 조회하기 위해 HTTP Request 노드를 설정합니다. 이 노드를 사용하여 Elasticsearch의 REST API를 호출하고, 특정 인덱스에서 최근 5분 간의 데이터를 검색하는 쿼리를 실행합니다.

2. 데이터 처리 및 분석: GPT를 활용한 필터링 및 분석

Function Node 또는 Code Node: Elasticsearch에서 가져온 데이터를 처리하기 위해 n8n의 Function 노드 또는 Code 노드를 사용합니다. 이 노드에서는 데이터를 GPT 모델에 입력하기 적합한 형식으로 변환하는 스크립트를 작성합니다.
GPT 모델 호출: 현재 n8n에는 직접적으로 GPT 모델을 호출하는 노드가 없으므로, HTTP Request 노드를 통해 GPT API를 호출할 수 있습니다. 이 때, 전처리된 데이터를 GPT 모델에 전달하고, 보안 관점에서 분석이 필요한 항목을 식별합니다.

3. 알림 전송: Slack으로 결과 전송

Slack Node: n8n의 Slack 노드를 사용하여 GPT 모델로부터 분석 및 대응이 필요한 항목에 대한 요약을 Slack 채널로 전송합니다. 이를 통해 관련 팀이 신속하게 대응할 수 있도록 합니다.

예시 워크플로우 구성

Cron Node 설정: 5분마다 작업을 실행하도록 구성합니다.
HTTP Request Node 설정: Elasticsearch에 쿼리를 실행하여 최근 5분 동안의 로그 데이터를 가져옵니다.
Function Node 또는 Code Node 설정: 가져온 데이터를 GPT 모델이 처리할 수 있는 형식으로 변환합니다.
HTTP Request Node 설정 (GPT API 호출): 변환된 데이터를 GPT 모델에 전달하고 분석을 요청합니다.
Slack Node 설정: GPT 모델로부터 받은 분석 결과 중 대응이 필요한 항목을 Slack으로 전송합니다.

고려 사항

API 요금: GPT 모델 호출은 비용이 발생할 수 있으므로, 필요한 호출 횟수와 비용을 고려해야 합니다.
데이터 보안: 보안 로그 정보를 처리하고 전송하는 과정에서 데이터 보안과 개인 정보 보호 규정을 준수해야 합니다.
에러 처리: 워크플로우에서 HTTP 요청 실패나 API 호출 오류 등의 예외 상황을 처리할 수 있도록 에러 처리 로직을 구현해야 합니다.

n8n 워크플로우를 통해 이러한 과정을 자동화함으로써, 보안 로그 데이터의 실시간 분석과 대응을 효율적으로 관리할 수 있습니다.

Elasticsearch 대신 Kibana에서 Alert 기능을 활용하여 5분마다 수집한 정보를 n8n으로 전송하고, n8n에서 이를 GPT를 통해 검토한 후 분석 결과를 Slack으로 전송하는 워크플로우는 보다 직접적인 Kibana의 알림 기능과 n8n의 처리 능력을 결합한 자동화 과정입니다. 이 접근 방식은 Kibana의 강력한 알림 기능을 활용하여 로그 데이터의 분석을 자동화하고, 관련된 팀에게 중요한 정보를 신속하게 전달할 수 있습니다.

1. Kibana Alert 설정

Alert 생성: Kibana에서는 Elasticsearch의 데이터에 기반한 조건을 충족하는 경우 알림을 생성할 수 있는 Alert 기능을 제공합니다. 5분마다 실행되도록 Alert를 설정하고, 특정 조건(예: 로그 수준이 ERROR, 특정 키워드 포함 등)에 따라 Alert를 발생시킵니다.
Webhook을 통한 알림 전송: Alert 조건이 충족될 때 n8n 워크플로우를 트리거하는 Webhook URL로 알림을 전송하도록 설정합니다. Kibana의 Alert 액션에서 Webhook URL을 구성하여 사용할 수 있습니다.

2. n8n 워크플로우 구성

Webhook으로 데이터 수신

Webhook Node: n8n에서 Webhook 노드를 사용하여 Kibana Alert에서 전송된 데이터를 수신합니다. 이 노드는 Kibana로부터 알림 데이터를 받아 다음 처리 단계로 전달하는 역할을 합니다.

데이터 처리 및 분석

HTTP Request Node (GPT API 호출): 수신된 알림 데이터를 GPT에 전달하여 분석을 수행합니다. 여기서는 알림 데이터를 GPT가 이해할 수 있는 형식으로 변환하여 API를 통해 요청을 보냅니다.
Function Node 또는 Code Node: 필요한 경우, GPT의 응답을 처리하고 요약하거나, 분석 및 대응이 필요한 사항을 추출하기 위해 추가적인 데이터 처리를 수행할 수 있습니다.

Slack으로 결과 전송

Slack Node: 최종 분석 결과를 Slack 채널로 전송합니다. 이를 통해 관련 팀이 실시간으로 중요한 정보를 받아볼 수 있으며, 필요한 조치를 취할 수 있습니다.

예시 워크플로우 구성

Webhook Node: Kibana Alert로부터 데이터를 수신합니다.
HTTP Request Node: GPT에 데이터 분석을 요청합니다.
Function Node: 분석 결과를 처리합니다.
Slack Node: 분석 결과를 Slack에 전송합니다.

고려사항

보안 및 개인 정보: 전송되는 데이터에 민감한 정보가 포함되어 있을 수 있으므로, 처리 과정에서의 보안과 개인 정보 보호를 고려해야 합니다.
에러 처리 및 로깅: Webhook 수신, GPT 모델 호출, Slack 전송 등 각 단계에서 발생할 수 있는 예외 사항을 적절히 처리하고 로깅해야 합니다.
API 요금 및 할당량: GPT 모델을 호출할 때 발생할 수 있는 비용과 API 할당량을 고려해야 합니다.

Kibana의 Alert 기능과 n8n의 워크플로우 자동화를 결합함으로써, 로그 데이터의 실시간 모니터링 및 분석을 통해 보안 상의 중요 사항을 신속하게 식별하고 대응할 수 있는 효과적인 시스템을 구축할 수 있습니다. 보안 이슈에 대한 신속한 대응을 Slack을 통해 조직 내에 공유할 수 있습니다. 이 과정은 보안 운영의 효율성을 크게 향상시킬 수 있습니다.

Kibana의 Alert 기능을 사용하여 개별 건별로 알림을 설정하는 대신, 일정 시간 동안 누적된 로그 데이터를 모아서 처리하고 싶은 경우, Kibana의 Transform 기능과 Alert를 조합하여 사용하는 방법을 고려할 수 있습니다. 이 방법을 통해, 특정 시간 동안의 로그 데이터를 집계하고, 그 집계된 결과를 기반으로 알림을 발송할 수 있습니다. 하지만, 기본적으로 Kibana Alert는 집계된 건수나 통계에 기반한 알림은 설정할 수 있지만, 집계된 각 건의 Raw 데이터까지 직접적으로 전달하는 기능은 제한적입니다.

다만, Elasticsearch의 집계(Aggregations) 기능과 Transform 기능을 사용하여 일정 시간 동안의 데이터를 요약하거나, 변환한 후, 이를 Alert의 기반 데이터로 활용하는 방식으로 원하는 결과를 얻을 수 있습니다. 이후 Kibana의 Alert 기능을 이용하여 특정 조건을 만족하는 경우에만 알림을 발송하는 워크플로우를 설정할 수 있습니다.

집계 및 변환을 통한 Raw 데이터 처리 방법

Transform 설정: Elasticsearch에서 Transform 기능을 사용하여 원하는 시간 단위로 데이터를 집계하고, 집계된 결과를 새로운 인덱스로 저장합니다. 이 과정에서 각 로그의 Raw 데이터를 요약하거나, 특정 필드의 값을 집계할 수 있습니다.
Kibana Alert 설정: Transform을 통해 생성된 새로운 인덱스를 대상으로 Kibana Alert를 설정합니다. 이 Alert는 Transform에 의해 집계된 데이터에 대한 조건을 검사하고, 해당 조건을 만족하는 경우에 알림을 발생시킵니다.
Webhook을 통한 데이터 전송: Alert 액션으로 Webhook을 설정하고, 조건을 만족하는 경우 n8n이나 다른 워크플로우 자동화 도구로 집계된 데이터를 전송합니다. Webhook 페이로드에는 집계된 데이터의 상세 정보를 포함시킬 수 있으나, 각 개별 로그 이벤트의 Raw 데이터를 직접 전달하는 것은 구현 방식에 따라 달라질 수 있습니다.

Webhook 페이로드 커스터마이징

Kibana의 Alert와 연동된 Webhook 액션에서는 페이로드를 커스터마이즈할 수 있습니다. 이를 통해 필요한 데이터 포맷을 정의하고, Transform을 통해 생성된 인덱스에서 얻은 데이터를 포함시켜 전송할 수 있습니다. 하지만, 각 건의 Raw 데이터를 전체적으로 전송하는 것은 데이터 크기와 처리 복잡성 때문에 실용적인 한계가 있을 수 있습니다.

고려사항

데이터 볼륨과 성능: 대량의 로그 데이터를 처리하고, 이를 기반으로 Transform을 실행하며, Kibana Alert를 설정하는 과정에서 발생할 수 있는 데이터 볼륨과 처리 성능에 대해 주의해야 합니다.
Alert 조건의 정확성: 정확한 알림을 위해서는 Transform 설정과 Kibana Alert의 조건이 명확하고, 정확하게 구성되어야 합니다.

집계된 데이터의 상세 정보를 활용하여 보다 효율적으로 알림을 설정하고자 한다면, Elasticsearch와 Kibana의 기능을 최대한 활용하면서, 워크플로우 자동화 도구와의 연동을 통해 필요한 정보를 적절히 전달받을 수 있는 구조를 설계해야 합니다.

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