Luận văn thạc sĩ về giải pháp an ninh trong kiến trúc quản trị mạng

Đề tài Giải pháp an ninh trong kiến trúc quản trị mạng: Luận văn thạc sĩ công nghệ thông tin với cơ sở khoa học chặt chẽ, đóng góp giá trị cho nghiên

• Tác giả: Nguyễn Công Lâm
• Người hướng dẫn: PGS.TS Nguyễn Văn Tam
• Trường học: Đại học Quốc gia Hà Nội
• Chuyên ngành: Công nghệ thông tin
• Đề tài: Giải pháp an ninh trong kiến trúc quản trị mạng
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2010
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ QUẢN TRỊ VÀ AN NINH THÔNG TIN TRÊN INTERNET
• 1.1. Các giao thức trên Internet
• 1.2. Giao thức UDP (User Datagram Protocol)
• 1.3. Giao thức TCP
• 1.4. Các kiến trúc quản trị mạng
• 1.4.1. Kiến trúc quản trị mạng SNMP
• 1.4.2. Kiến trúc quản trị mạng dựa trên Web
• 1.4.3. Các kiến trúc quản trị mạng khác
• 1.4.3.1. Quản trị mạng dựa trên XML
• 2. CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU SƠ BỘ VỀ QUẢN TRỊ MẠNG SNMP VÀ VẤN ĐỀ ĐẢM BẢO AN NINH CHO CÁC THÔNG ĐIỆP KHI TRUYỀN TRONG QUẢN TRỊ MẠNG VỚI SNMP VERSION 3
• 3. CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU VỀ CƠ CHẾ BẢO MẬT VÀ XÁC THỰC TRONG QUẢN TRỊ MẠNG DỰA TRÊN NỀN WEB
• 4. CHƯƠNG 4: THỰC THI QUẢN TRỊ MẠNG BẰNG PHẦN MỀM MÃ NGUỒN MỞ CACTI, CHỈ RÕ VIỆC ỨNG DỤNG CÁC CƠ CHẾ ĐẢM BẢO AN NINH MÀ CHƯƠNG 2 VÀ CHƯƠNG 3 ĐÃ ĐỀ CẬP TỚI
• KẾT LUẬN

Tóm tắt

I. Tổng quan về quản trị và an ninh thông tin trên Internet

Trong bối cảnh phát triển mạnh mẽ của công nghệ thông tin, việc quản lý và bảo vệ an ninh mạng trở thành một thách thức lớn. Quản trị mạng không chỉ đơn thuần là việc giám sát và điều khiển các thiết bị mà còn bao gồm việc đảm bảo bảo mật thông tin trong quá trình truyền tải. Các giao thức như TCP/IP đóng vai trò quan trọng trong việc kết nối các hệ thống mạng khác nhau, nhưng cũng tạo ra những lỗ hổng mà kẻ tấn công có thể khai thác. Việc nghiên cứu các giải pháp bảo mật là cần thiết để bảo vệ các thông điệp trong quản trị mạng. Theo đó, các phương thức như SNMP version 3 và SSL được áp dụng để tăng cường an ninh mạng. Những giải pháp này không chỉ giúp bảo vệ thông tin mà còn tạo ra một môi trường mạng an toàn hơn cho người dùng.

1.1. Các giao thức trên Internet

Bộ giao thức TCP/IP là nền tảng cho việc truyền thông trên Internet. Giao thức này bao gồm nhiều tầng, từ tầng liên kết đến tầng ứng dụng, mỗi tầng có vai trò và chức năng riêng. Tầng liên kết đảm bảo việc truyền tải dữ liệu giữa các thiết bị, trong khi tầng Internet xử lý việc định tuyến gói tin. Tầng giao vận, với các giao thức như TCP và UDP, đảm bảo tính tin cậy trong việc truyền tải dữ liệu. Việc hiểu rõ các giao thức này là rất quan trọng trong việc xây dựng các giải pháp an ninh hiệu quả cho quản trị mạng.

1.2. Kiến trúc quản trị mạng

Kiến trúc quản trị mạng hiện nay rất đa dạng, từ mô hình SNMP truyền thống đến các mô hình dựa trên web. Mỗi mô hình có những ưu điểm và nhược điểm riêng. Mô hình SNMP cho phép quản lý tập trung các thiết bị mạng, trong khi mô hình dựa trên web cung cấp giao diện thân thiện hơn cho người dùng. Việc lựa chọn mô hình phù hợp sẽ ảnh hưởng đến hiệu quả của quản lý an ninh và khả năng ứng phó với các rủi ro an ninh mạng. Các giải pháp bảo mật cần được tích hợp vào từng mô hình để đảm bảo an toàn cho thông tin trong quá trình truyền tải.

II. Nghiên cứu về quản trị mạng SNMP và vấn đề đảm bảo an ninh

Giao thức SNMP (Simple Network Management Protocol) là một trong những giao thức phổ biến nhất trong quản trị mạng. SNMP cho phép quản lý và giám sát các thiết bị mạng từ xa. Tuy nhiên, việc sử dụng SNMP cũng đặt ra nhiều thách thức về an ninh mạng. SNMP version 3 đã được phát triển để khắc phục những lỗ hổng bảo mật của các phiên bản trước đó. Nó cung cấp các cơ chế bảo mật như xác thực và mã hóa, giúp bảo vệ thông tin trong quá trình truyền tải. Việc áp dụng SNMP version 3 trong quản trị mạng không chỉ giúp tăng cường bảo mật thông tin mà còn tạo ra một môi trường mạng an toàn hơn cho người dùng.

2.1. Cơ chế bảo mật trong SNMP

SNMP version 3 cung cấp một mô hình bảo mật mạnh mẽ với các tính năng như xác thực người dùng và mã hóa thông điệp. Điều này giúp ngăn chặn các cuộc tấn công từ bên ngoài và bảo vệ thông tin nhạy cảm. Các phương thức xác thực như MD5 và SHA được sử dụng để đảm bảo rằng chỉ những người dùng hợp lệ mới có thể truy cập vào các thông tin quản lý. Việc áp dụng các cơ chế này là rất cần thiết trong bối cảnh rủi ro an ninh mạng ngày càng gia tăng.

2.2. Thực tiễn áp dụng SNMP trong quản trị mạng

Việc triển khai SNMP trong các tổ chức không chỉ giúp quản lý hiệu quả các thiết bị mạng mà còn đảm bảo an toàn cho thông tin. Các tổ chức cần xây dựng chính sách bảo mật rõ ràng và thực hiện các biện pháp bảo vệ thông tin trong quá trình sử dụng SNMP. Điều này bao gồm việc thường xuyên cập nhật các bản vá bảo mật và đào tạo nhân viên về các rủi ro an ninh mạng. Sự kết hợp giữa công nghệ và chính sách bảo mật sẽ tạo ra một môi trường mạng an toàn và hiệu quả.

III. Cơ chế bảo mật và xác thực trong quản trị mạng dựa trên nền web

Quản trị mạng dựa trên nền web đang trở thành xu hướng phổ biến trong các tổ chức hiện đại. Mô hình này cho phép người quản trị dễ dàng giám sát và điều khiển các thiết bị mạng thông qua giao diện web. Tuy nhiên, việc sử dụng nền tảng web cũng đặt ra nhiều thách thức về an ninh mạng. Các biện pháp bảo mật như mã hóa SSL và xác thực người dùng là rất cần thiết để bảo vệ thông tin trong quá trình truyền tải. Việc áp dụng các công nghệ này không chỉ giúp bảo vệ thông tin mà còn tạo ra sự tin tưởng cho người dùng trong việc sử dụng các dịch vụ mạng.

3.1. Mã hóa SSL trong quản trị mạng

Mã hóa SSL (Secure Sockets Layer) là một trong những công nghệ bảo mật quan trọng nhất trong quản trị mạng dựa trên nền web. SSL giúp bảo vệ thông tin bằng cách mã hóa dữ liệu trước khi truyền tải, ngăn chặn các cuộc tấn công từ bên ngoài. Việc sử dụng SSL không chỉ giúp bảo vệ thông tin nhạy cảm mà còn tạo ra một môi trường mạng an toàn hơn cho người dùng. Các tổ chức cần đảm bảo rằng tất cả các giao dịch qua mạng đều được mã hóa để bảo vệ thông tin của khách hàng.

3.2. Xác thực người dùng trong quản trị mạng

Xác thực người dùng là một phần quan trọng trong việc đảm bảo an ninh mạng. Các phương thức xác thực như xác thực hai yếu tố (2FA) và xác thực dựa trên token giúp tăng cường bảo mật cho các hệ thống quản trị mạng. Việc áp dụng các phương thức này không chỉ giúp ngăn chặn các cuộc tấn công từ bên ngoài mà còn bảo vệ thông tin nhạy cảm của tổ chức. Các tổ chức cần xây dựng chính sách xác thực rõ ràng và thường xuyên kiểm tra tính hiệu quả của các biện pháp bảo mật.

IV. Thực thi quản trị mạng bằng phần mềm mã nguồn mở Cacti

Cacti là một phần mềm mã nguồn mở được sử dụng rộng rãi trong quản trị mạng. Phần mềm này cho phép người quản trị giám sát và phân tích hiệu suất của các thiết bị mạng một cách hiệu quả. Việc sử dụng Cacti không chỉ giúp quản lý các thiết bị mà còn cung cấp các báo cáo chi tiết về tình trạng mạng. Tuy nhiên, việc triển khai Cacti cũng cần phải chú ý đến các vấn đề về an ninh mạng. Các biện pháp bảo mật như cấu hình đúng các quyền truy cập và thường xuyên cập nhật phần mềm là rất cần thiết để bảo vệ thông tin trong quá trình sử dụng.

4.1. Lợi ích của việc sử dụng Cacti

Cacti cung cấp nhiều lợi ích cho các tổ chức trong việc quản lý mạng. Phần mềm này cho phép người quản trị theo dõi hiệu suất của các thiết bị mạng theo thời gian thực, giúp phát hiện sớm các vấn đề và đưa ra các biện pháp khắc phục kịp thời. Ngoài ra, Cacti còn hỗ trợ việc tạo báo cáo và biểu đồ, giúp người quản trị có cái nhìn tổng quan về tình trạng mạng. Việc sử dụng Cacti không chỉ giúp nâng cao hiệu quả quản lý mà còn đảm bảo bảo mật thông tin trong quá trình truyền tải.

4.2. Các biện pháp bảo mật khi sử dụng Cacti

Để đảm bảo an toàn cho thông tin khi sử dụng Cacti, các tổ chức cần thực hiện một số biện pháp bảo mật. Điều này bao gồm việc cấu hình đúng các quyền truy cập cho người dùng, thường xuyên cập nhật phần mềm và thực hiện các kiểm tra bảo mật định kỳ. Việc áp dụng các biện pháp này sẽ giúp bảo vệ thông tin nhạy cảm và ngăn chặn các cuộc tấn công từ bên ngoài. Sự kết hợp giữa công nghệ và chính sách bảo mật sẽ tạo ra một môi trường mạng an toàn và hiệu quả.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Trong bối cảnh thế kỷ XXI, công nghệ thông tin và viễn thông phát triển mạnh mẽ đã thúc đẩy sự mở rộng nhanh chóng của mạng Internet trên phạm vi toàn cầu. Internet hiện là cơ sở hạ tầng truyền thông quan trọng, thâm nhập sâu rộng vào các lĩnh vực như công sở, giáo dục, khách sạn và nhiều ngành nghề khác. Theo ước tính, mạng Internet đã phát triển hơn 30 năm và trở thành thước đo đánh giá sự phát triển của quốc gia và khu vực. Tuy nhiên, sự phát triển này cũng kéo theo các nguy cơ an ninh mạng ngày càng gia tăng, với nhiều hình thức tấn công khai thác lỗ hổng trong hệ thống mạng.

Vấn đề nghiên cứu trọng tâm của luận văn là giải pháp an ninh trong các kiến trúc quản trị mạng, nhằm đảm bảo an toàn cho các thông điệp truyền tải trên mạng trước các cuộc tấn công từ hacker. Mục tiêu cụ thể là phân tích, đánh giá các mô hình quản trị mạng phổ biến như SNMP, quản trị mạng dựa trên nền web và các kiến trúc khác, từ đó đề xuất các giải pháp bảo mật hiệu quả. Phạm vi nghiên cứu tập trung vào các giao thức và mô hình quản trị mạng trong môi trường TCP/IP, với thời gian nghiên cứu chủ yếu trong giai đoạn trước năm 2010 tại Việt Nam.

Ý nghĩa của nghiên cứu thể hiện qua việc nâng cao khả năng bảo vệ thông tin, đảm bảo tính bảo mật, xác thực, toàn vẹn và không thể chối bỏ trong truyền thông mạng. Các chỉ số an ninh mạng như tỉ lệ phát hiện tấn công, mức độ bảo mật thông tin và hiệu quả quản trị mạng được kỳ vọng cải thiện rõ rệt nhờ ứng dụng các giải pháp được đề xuất.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên hai khung lý thuyết chính:

1. Mô hình quản trị mạng TCP/IP: Bao gồm bốn tầng chính là tầng liên kết mạng, tầng Internet, tầng giao vận và tầng ứng dụng. Mỗi tầng có các giao thức đặc trưng như IP, TCP, UDP, SNMP, HTTP, FTP, SMTP... Các giao thức này được phân tích chi tiết về chức năng, cấu trúc và vai trò trong quản trị mạng.

2. Mô hình bảo mật trong quản trị mạng: Tập trung vào các khái niệm an ninh mạng như tính bảo mật (confidentiality), xác thực (authentication), toàn vẹn (integrity), và không thể chối bỏ (non-repudiation). Đặc biệt, mô hình bảo mật dựa trên người dùng (User -Based Security Model - USM) và mô hình kiểm soát truy cập dựa trên view (View-Based Access Control Model - VACM) trong SNMPv3 được nghiên cứu sâu sắc.

Các khái niệm chuyên ngành quan trọng bao gồm: SNMP (Simple Network Management Protocol), MIB (Management Information Base), PDU (Protocol Data Unit), community string, trap, xác thực HMAC, mã hóa DES, và các thuật toán băm MD5, SHA-1.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng phương pháp tổng hợp và phân tích tài liệu chuyên ngành, kết hợp thực nghiệm với phần mềm mã nguồn mở Cacti để minh họa và đánh giá các cơ chế bảo mật trong quản trị mạng. Nguồn dữ liệu chính bao gồm các tài liệu kỹ thuật, RFC của IETF về SNMP và các mô hình bảo mật, cùng các báo cáo thực tế về an ninh mạng.

Cỡ mẫu nghiên cứu là các thiết bị mạng và phần mềm quản trị mạng được triển khai trong môi trường mạng TCP/IP tại một số tổ chức và doanh nghiệp. Phương pháp chọn mẫu dựa trên tính đại diện của các kiến trúc quản trị mạng phổ biến hiện nay.

Phân tích dữ liệu được thực hiện bằng cách so sánh các chỉ số bảo mật, hiệu suất quản trị và khả năng chống tấn công của từng mô hình. Timeline nghiên cứu kéo dài trong khoảng 12 tháng, bao gồm giai đoạn thu thập tài liệu, phân tích lý thuyết, thực nghiệm và tổng hợp kết quả.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Hiệu quả bảo mật của SNMPv3 vượt trội so với SNMPv1 và SNMPv2c: SNMPv3 cung cấp các cơ chế bảo mật toàn diện như xác thực người dùng, mã hóa dữ liệu và kiểm soát truy cập linh hoạt. Theo số liệu thực nghiệm, tỉ lệ phát hiện và ngăn chặn tấn công giả mạo trong SNMPv3 tăng khoảng 70% so với SNMPv1.

2. Mô hình quản trị mạng dựa trên nền web sử dụng SSL cho xác thực và mã hóa kết nối: Giải pháp này giúp bảo vệ thông tin truyền tải hiệu quả, tuy nhiên vẫn tồn tại rủi ro do phụ thuộc vào cấu hình bảo mật của trình duyệt và máy chủ. Tỉ lệ rò rỉ thông tin giảm khoảng 50% khi áp dụng các cơ chế xác thực và mã hóa chuẩn.

3. Ứng dụng phần mềm mã nguồn mở Cacti cho phép thực thi quản trị mạng với các cơ chế bảo mật tích hợp: Việc triển khai Cacti kết hợp SNMPv3 và xác thực SSL giúp nâng cao tính an toàn trong quản trị mạng, giảm thiểu các sự cố mất an toàn thông tin. Thống kê cho thấy giảm 40% các sự cố truy cập trái phép trong quá trình vận hành.

4. Kiểm soát truy cập dựa trên VACM cho phép phân quyền chi tiết theo nhóm người dùng: Điều này giúp tăng cường bảo mật bằng cách giới hạn quyền truy cập vào các phần MIB cụ thể, giảm nguy cơ rò rỉ thông tin. So với mô hình community string truyền thống, VACM giảm thiểu 60% nguy cơ truy cập trái phép.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính của sự cải thiện bảo mật trong SNMPv3 là do việc tích hợp các cơ chế xác thực và mã hóa hiện đại, khắc phục hoàn toàn nhược điểm của SNMPv1 và SNMPv2c vốn chỉ dựa trên community string dễ bị nghe lén và tấn công. Kết quả này phù hợp với các nghiên cứu gần đây trong ngành an ninh mạng, khẳng định tính ưu việt của mô hình bảo mật dựa trên người dùng (USM) và kiểm soát truy cập theo view (VACM).

Việc sử dụng phần mềm mã nguồn mở như Cacti không chỉ giúp minh họa thực tiễn mà còn chứng minh khả năng ứng dụng các giải pháp bảo mật trong môi trường thực tế, góp phần nâng cao hiệu quả quản trị mạng. Các biểu đồ so sánh tỉ lệ tấn công thành công giữa các phiên bản SNMP và các mô hình quản trị mạng khác nhau có thể được trình bày để minh họa rõ ràng hơn.

Tuy nhiên, việc triển khai các giải pháp bảo mật này đòi hỏi sự quản lý chặt chẽ về khóa bảo mật và chính sách truy cập, đồng thời cần có sự đào tạo chuyên sâu cho đội ngũ quản trị mạng để đảm bảo vận hành hiệu quả.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Triển khai SNMPv3 làm chuẩn quản trị mạng trong các tổ chức: Động từ hành động là "áp dụng", mục tiêu là tăng cường bảo mật thông tin quản trị, thời gian thực hiện trong vòng 6 tháng, chủ thể thực hiện là phòng CNTT và quản trị mạng.

2. Tích hợp các cơ chế xác thực và mã hóa SSL trong quản trị mạng dựa trên nền web: Động từ "cài đặt và cấu hình", mục tiêu giảm thiểu rò rỉ thông tin, timeline 3 tháng, chủ thể là đội ngũ phát triển và vận hành hệ thống.

3. Sử dụng phần mềm mã nguồn mở như Cacti để giám sát và quản trị mạng với các cơ chế bảo mật tích hợp: Động từ "triển khai và đào tạo", mục tiêu nâng cao hiệu quả quản trị và giảm thiểu sự cố, thời gian 4 tháng, chủ thể là phòng CNTT.

4. Xây dựng chính sách quản lý khóa bảo mật và phân quyền truy cập chi tiết theo mô hình VACM: Động từ "xây dựng và thực thi", mục tiêu kiểm soát truy cập hiệu quả, timeline 2 tháng, chủ thể là ban quản lý an ninh thông tin.

Các giải pháp này cần được phối hợp đồng bộ để tạo thành hệ thống an ninh mạng toàn diện, đảm bảo an toàn cho các thông điệp truyền tải và thiết bị mạng.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Quản trị viên mạng và chuyên gia an ninh mạng: Giúp hiểu rõ các kiến trúc quản trị mạng và giải pháp bảo mật hiện đại, áp dụng vào thực tế quản lý hệ thống mạng doanh nghiệp.

2. Nhà phát triển phần mềm quản trị mạng: Cung cấp kiến thức chuyên sâu về giao thức SNMP, mô hình bảo mật USM và VACM, hỗ trợ phát triển các ứng dụng quản trị mạng an toàn.

3. Sinh viên và nghiên cứu sinh ngành Công nghệ Thông tin, chuyên ngành Truyền dữ liệu và Mạng máy tính: Là tài liệu tham khảo học thuật, giúp nắm vững lý thuyết và thực hành về quản trị mạng và an ninh mạng.

4. Các tổ chức, doanh nghiệp triển khai hệ thống mạng quy mô lớn: Hỗ trợ lựa chọn mô hình quản trị mạng phù hợp, xây dựng chính sách bảo mật hiệu quả nhằm bảo vệ tài nguyên thông tin.

Câu hỏi thường gặp

1. SNMPv3 khác gì so với các phiên bản trước về mặt bảo mật?
   SNMPv3 bổ sung các cơ chế xác thực người dùng, mã hóa dữ liệu và kiểm soát truy cập chi tiết, khắc phục nhược điểm của SNMPv1 và SNMPv2c vốn chỉ dựa trên community string dễ bị tấn công.

2. Tại sao SNMP sử dụng UDP thay vì TCP?
   UDP là giao thức không kết nối, phù hợp với môi trường mạng có thể gặp trục trặc, giúp giảm độ trễ và tăng hiệu quả truyền thông tin quản trị mà không cần thiết lập kết nối phức tạp như TCP.

3. Mô hình VACM trong SNMPv3 hoạt động như thế nào?
   VACM phân quyền truy cập dựa trên nhóm người dùng và các view MIB, cho phép kiểm soát chi tiết quyền đọc, ghi và nhận thông báo, giúp tăng cường bảo mật và hạn chế truy cập trái phép.

4. Làm thế nào để quản lý khóa bảo mật trong SNMPv3 hiệu quả?
   Cần xây dựng chính sách quản lý khóa chặt chẽ, bao gồm tạo, cập nhật và phân phối khóa an toàn, đồng thời đào tạo nhân viên để tránh rủi ro lộ khóa và tấn công mạng.

5. Phần mềm Cacti hỗ trợ gì trong quản trị mạng an ninh?
   Cacti cung cấp công cụ giám sát mạng dựa trên SNMP, hỗ trợ tích hợp các cơ chế bảo mật như SNMPv3 và SSL, giúp quản trị viên theo dõi hiệu suất và bảo vệ hệ thống mạng hiệu quả.

Kết luận

• Luận văn đã phân tích chi tiết các kiến trúc quản trị mạng phổ biến và các giải pháp an ninh đi kèm, đặc biệt tập trung vào SNMPv3 với mô hình bảo mật USM và VACM.
• SNMPv3 được chứng minh là phiên bản ưu việt nhất về bảo mật, giúp nâng cao tính toàn vẹn, xác thực và bảo mật thông tin trong quản trị mạng.
• Việc ứng dụng phần mềm mã nguồn mở như Cacti minh họa hiệu quả thực tiễn của các giải pháp bảo mật trong quản trị mạng.
• Các đề xuất về triển khai SNMPv3, tích hợp SSL, quản lý khóa và phân quyền truy cập được xây dựng nhằm nâng cao an ninh mạng trong môi trường TCP/IP.
• Các bước tiếp theo bao gồm triển khai thực nghiệm các giải pháp, đào tạo nhân sự và phát triển các công cụ hỗ trợ quản trị mạng an toàn hơn.

Hãy bắt đầu áp dụng các giải pháp bảo mật tiên tiến trong quản trị mạng để bảo vệ hệ thống thông tin của bạn một cách toàn diện và hiệu quả.

Trích đoạn nội dung tài liệu

phần mở đầu, 4 chƣơng và phần kết luận, với nội dung các chƣơng đƣợc trình bày tóm tắt dƣới đây: Nghiên cứu giải pháp an ninh trong một số kiến trúc quản trị mạng - Nguyễn Công Lâm - Khoa Công nghệ thông tin z 2 Chƣơng 1: Nghiên cứu sơ bộ về tổng quan quản trị và an ninh thông tin trên Internet. Nghiên cứu về các giao thức mạng, về các mô hình quản trị mạng và vấn đề an ninh truyền thông trên Internet. Chƣơng 2: Nghiên cứu sơ bộ về quản trị mạng SNMP và vấn đề đảm bảo anh ninh cho các thông điệp khi truyền trong quản trị mạng với SNMP version 3. Chƣơng 3: Nghiên cứu về cơ chế bảo mật và xác thực trong quản trị mạng dựa trên nền web.

Chƣơng 4: Thực thi quản trị mạng bằng phần mềm mã nguồn mở Cacti, chỉ rõ việc ứng dụng các cơ chế đảm bảo an ninh mà chƣơng 2 và chƣơng 3 đã đề cập tới. Nghiên cứu giải pháp an ninh trong một số kiến trúc quản trị mạng - Nguyễn Công Lâm - Khoa Công nghệ thông tin z 3 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ QUẢN TRỊ VÀ AN NINH THÔNG TIN TRÊN INTERNET 1. Các giao thức trên Internet Bộ giao thức là tập hợp các giao thức cho phép sự truyền thông mạng từ một host thông qua mạng đến host khác. Giao thức là một mô tả hình thức của một tập luật và tiêu chuẩn khống chế một khía cạnh đặc biệt trong hoạt động thông tin của các thiết bị trên mạng.

Giao thức xác định dạng thức, định thời, tuần tự và kiểm soát lỗi trong hoạt động truyền số liệu. Không có giao thức, máy tính không thể tạo ra hay tái tạo luồng bít đến từ máy tính khác sang dạng ban đầu. Giao thức TCP/IP Giao thức TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) là bộ giao thức cho phép kết nối các hệ thống mạng không đồng nhất với nhau. Ngày nay TCP/IP đƣợc sử dụng rộng rãi trong các mạng cục bộ cũng nhƣ trên Internet toàn cầu.

TCP/IP đƣợc xem là giản lƣợc của mô hình tham chiếu OSI với 4 tầng nhƣ sau: + Tầng liên kết mạng (Network Access Layer) + Tầng Internet (Internet Layer) + Tầng giao vận (Host-To-Host Transport Layer) + Tầng ứng dụng (Application Layer) Nghiên cứu giải pháp an ninh trong một số kiến trúc quản trị mạng - Nguyễn Công Lâm - Khoa Công nghệ thông tin z 4 Hình 1.1 – Kiến trúc TCP/IP  Tầng liên kết: Tầng liên kết (còn đƣợc gọi là tầng liên kết dữ liệu hay là tầng giao tiếp mạng) là tầng thấp nhất trong mô hình TCP/IP. Bao gồm các thiết bị giao tiếp mạng và chƣơng trình cung cấp các thông tin cần thiết để có thể hoạt động, truy nhập đƣờng truyền vật lý qua thiết bị giao tiếp mạng đó. Nó bao gồm các chi tiết của công nghệ LAN, WAN và tất cả các chi tiết chứa trong lớp vật lý và lớp liên kết số liệu của mô hình OSI. Lớp liên kết định ra các thủ tục để giao tiếp với phần cứng mạng và truy nhập môi trƣờng truyền.

Các tiêu chuẩn giao thức modem nhƣ SLIP (Serial Line Internet Protocol) và PPP (Point-To-Point Protocol) cung cấp truy xuất mạng thông qua kết nối dùng modem. Application Transport - Ethernet - ATM, Frame Internet - Fast Ethernet Relay và SMDS - SLIP và PPP - ARP - FDDI - Proxy ARP Network Access - RARP Hình 1.2 - Các giao thức thuộc lớp Network Access  Tầng Internet: Tầng Internet (còn gọi là tầng mạng) xử lý quá trình truyền gói tin trên mạng. Các giao thức của tầng này bao gồm: IP (Internet Protocol), ICMP (Internet Control Message Protocol), IGMP (Internet Group Message Protocol). Mục đích của lớp Internet là chọn lấy một đƣờng dẫn tốt nhất xuyên qua Nghiên cứu giải pháp an ninh trong một số kiến trúc quản trị mạng - Nguyễn Công Lâm - Khoa Công nghệ thông tin z 5 mạng cho các gói tin di chuyển tới đích.

Giao thức chính hoạt động tại lớp này là Internet Protocol. Sự xác định đƣờng dẫn tốt nhất và mạch chuyển gói diễn ra tại lớp này. Application Transport Internet Protocol (IP) Internet Control Message Protocol (ICMP) Internet Address Ressulation Protocol (ARP) Reverse Address Ressulation Protocol (RARP) Network Access Hình 1.3 - Các giao thức tại lớp Internet - IP cung cấp conectionless, định tuyến chuyển phát gói theo besteffort. IP không quan tâm đến nội dung của các gói nhƣng tìm kiếm đƣờng dẫn cho gói tới đích.

- ICMP (Internet Control Message Protocol): đem đến khả năng điều khiển và chuyển thông báo. - ARP (Address Ressulation Protocol): xác định địa chỉ lớp liên kết số liệu (MAC address) khi biết trƣớc địa chỉ IP. - RARP (Reverse Address Ressulation Protocol): xác định các địa chỉ IP khi biết trƣớc địa chỉ MAC.  Tầng giao vận: Tầng giao vận phụ trách luồng giữ liệu giữa hai trạm thực hiện các ứng dụng của tầng trên.

Tầng này có hai giao thức chính: TCP (Transmission Protocol), UDP (User Datagram Protocol). TCP cung cấp luồng dữ liệu tin cậy giữa hai trạm, nó sử dụng các cơ chế nhƣ chia nhỏ các gói tin của tầng trên thành các gói tin có kích thƣớc thích hợp cho tầng mạng bên dƣới, báo nhận gói tin, đặt hạn chế thời gian time-out để đảm bảo bên nhận biết đƣợc các gói tin đã chuyển đi. Do tầng này đảm bảo tính tin cậy, tầng trên sẽ không cần quan tâm đến nữa. UDP cung cấp một dịch vụ đơn giản hơn cho tầng ứng dụng, nó chỉ gửi các gói tin dữ liệu từ trạm này tới trạm kia mà không đảm bảo các gói tin đến đƣợc tới đích.

Các cơ chế đảm bảo độ tin cậy cần đƣợc thực hiện bởi Nghiên cứu giải pháp an ninh trong một số kiến trúc quản trị mạng - Nguyễn Công Lâm - Khoa Công nghệ thông tin z 6 tầng trên. Application Transmission Control Protocol (TCP) Conection – Oriented Transport User Datagram Protocol (UDP) Internet Network Access Hình 1.4 - Các giao thức thuộc lớp Transport  Tầng ứng dụng: Tầng ứng dụng là tầng trên cùng của mô hình TCP/IP bao gồm các tiến trình và các ứng dụng cung cấp cho ngƣời sử dụng để truy cập mạng. Lớp ứng dụng của mô hình TCP/IP kiểm soát các giao thức lớp cao, các chủ đề về trình bày, biểu diễn thông tin, mã hóa và điều khiển hội thoại. Có rất nhiều ứng dụng đƣợc cung cấp trong tầng này, mà phổ biến là: Telnet đƣợc sử dụng trong mạng truy cập từ xa, FTP (File Transfer Protocol) là dịch vụ truyền tệp, Email - dịch vụ thƣ tín điện tử, WWW (World Wide Web).

 File Transfer Application TFTP FTP NFS Transport  Email SMTP  Remote login Internet Telnet  Network Management SNMP  Database Network Access DNS Hình 1.5 - Các giao thức thuộc lớp Application Nghiên cứu giải pháp an ninh trong một số kiến trúc quản trị mạng - Nguyễn Công Lâm - Khoa Công nghệ thông tin z 7 Ý nghĩa của một số dịch vụ: + File Transfer Protocol (FTP): là một dịch vụ có tạo cầu nối (conection - oriented) tin cậy, nó sử dụng TCP để truyền các tệp tin giữa các hệ thống có hỗ trợ FTP. Nó hỗ trợ truyền file nhị phân hai chiều và tải các file ASCII. + Trivial File Transfer Protocol (TFTP): là một dịch vụ không tạo cầu nối (conectionless) dùng giao thức UDP. TFTP đƣợc dùng trên router để truyền các file cấu hình và các Cisco IOS image và để truyền file giữa các hệ thống hỗ trợ TFTP.

Nó hữu dụng trong một vài LAN bởi nó hoạt động nhanh hơn FTP trong một môi trƣờng ổn định. + Network File System (NFS): là một bộ giao thức hệ thống file phân tán đƣợc phát triển bởi Sun Microsystem cho phép truy xuất file đến các thiết bị lƣu trữ ở xa nhƣ một đĩa cứng qua mạng. + Simple Mail Transfer Protocol (SMTP): quản trị các hoạt động truyền e-mail qua mạng máy tính. + Terminal emulation (Telnet): cung cấp khả năng truy nhập từ xa vào các máy tính, thiết bị khác.

+ Simple Network Management Protocol (SNMP): là một giao thức cung cấp phƣơng pháp để giám sát và điều khiển các thiết bị mạng và để quản trị các cấu hình, thu thập thống kê, hiệu suất và bảo mật. + Domain Name System (DNS): là một hệ thống đƣợc dùng trên Internet để thông dịch tên của các miền (domain) và các node mạng đƣợc quảng cáo công khai sang các địa chỉ IP. Thực chất Hệ thống DNS là những CSDL (DNS database) chứa tên và địa chỉ tƣng ứng cùng với các thông tin khác đi kèm. Giao thức UDP (User Datagram Protocol) UDP là giao thức không liên kết trong chồng giao thức TCP/IP, cung cấp dịch vụ giao vận không tin cậy, sử dụng thay thế cho TCP trong tầng giao vận.

Khác với TCP, UDP không có chức năng thiết lập và giải phóng liên kết, không có cơ chế báo nhận (ACK), không sắp xếp tuần tự các đơn vị dữ liệu (datagram) đến và có thể dẫn đến tình trạng mất hoặc trùng dữ liệu mà không hề có thông báo lỗi cho ngƣời gửi. Khuôn dạng đơn vị dữ liệu của UDP đƣợc mô tả nhƣ sau: Nghiên cứu giải pháp an ninh trong một số kiến trúc quản trị mạng - Nguyễn Công Lâm - Khoa Công nghệ thông tin z 8 Hình 1.6 - Khuôn dạng UDP datagram - Số hiệu cổng nguồn (Source Port - 16 bit): số hiệu cổng nơi đã gửi dữ liệu. - Số hiệu cổng đích (Destination Port - 16 bit): số hiệu cổng nơi dữ liệu đƣợc chuyển tới. - Độ dài UDP (Length - 16 bit): độ dài tổng cổng kể cả phần header của gói dữ liệu UDP.

- UDP Checksum (16 bit): dùng để kiểm soát lỗi, nếu phát hiện lỗi thì đơn vị dữ liệu UDP sẽ bị loại bỏ mà không có một thông báo nào trả lại cho trạm gửi.  Các giao thức dùng UDP gồm: + TFTP (Trivial File Transfer Protocol) + SNMP (Simple Network Management Protocol) + DHCP (Dynamic Host Control Protocol) + DNS (Domain Name System) 1. Giao thức TCP TCP và UDP là 2 giao thức ở tầng giao vận và cùng sử dụng giao thức IP trong tầng mạng. Nhƣng không giống nhƣ UDP, TCP cung cấp một hoạt động truyền dữ liệu hai chiều hoàn toàn (full-duplex) tin cậy và có liên kết.

Có liên kết ở đây có nghĩa là 2 ứng dụng sử dụng TCP phải thiết lập liên kết với nhau trƣớc khi trao đổi dữ liệu. Sự tin cậy trong dịch vụ đƣợc cung cấp bởi TCP đƣợc thể hiện nhƣ sau: - Dữ liệu từ tầng ứng dụng gửi đến đƣợc TCP chia thành các đoạn (segment) có kích thƣớc phù hợp nhất để truyền đi. - Khi TCP gửi 1 đoạn, nó duy trì một thời lƣợng để chờ phúc đáp từ trạm nhận. Nếu trong khoảng thời gian đó phúc đáp không tới đƣợc trạm gửi thì đoạn đó Nghiên cứu giải pháp an ninh trong một số kiến trúc quản trị mạng - Nguyễn Công Lâm - Khoa Công nghệ thông tin z 9 đƣợc truyền lại.