CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ MẠNG MÁY TÍNH VÀ VẤN ĐỀ 1. Tổng quan đề tài 1. Khái quát về mạng máy tính Mạng máy tính là một hệ thống các máy tính đơn lẻ được kết nối với nhau thông qua các thiết bị kết nối mạng và phương tiện truyền thông (giao thức mạng và môi trường truyền dẫn) theo một kiến trúc nào đó và các máy tính này trao đổi thông tin qua lại với nhau. Nếu một máy tính này có thể gửi hoặc nhận dữ liệu đến từ một máy tính khác từ xa, thì hai máy tính này được cho là trong một mạng.
Mạng là một nhóm các thiết bị được kết nối với nhau. Mạng có thể được phân loại thành nhiều đặc điểm khác nhau, chẳng hạn như phương tiện được sử dụng để vận chuyển dữ liệu, giao thức truyền thông được sử dụng, quy mô, cấu trúc liên kết, lợi ích và phạm vi tổ chức. Mạng máy tính bao gồm hai hoặc nhiều máy tính được liên kết để chia sẻ tài nguyên như máy in, các thiết bị khác, chương trình,… trao đổi tệp hoặc cho phép giao tiếp điện tử. Các máy tính trong mạng máy tính có thể được liên kết thông qua cáp, đường dây điện thoại, sóng vô tuyến, vệ tinh hoặc chùm ánh sáng hồng ngoại.
Ứng dụng của mạng máy tính: - Một mạng cung cấp phương tiện để trao đổi dữ liệu giữa các máy tính và cung cấp các chương trình và dữ liệu cho mọi người - Nó cho phép chia sẻ tài nguyên của máy - Kết nối mạng cũng cung cấp chức năng sao lưu. - Kết nối mạng cung cấp một môi trường mạng linh hoạt. Các máy tính đặt xa nhau cũng có thể kết nối trao đổi dữ liệu cho nhau thông qua mạng. Các thành phần cơ bản Để một hệ thống an ninh mạng hoạt động tốt nó bao gồm rất nhiều thành phần, hoạt động trên các nền tảng và môi trường khác nhau như: - Các thiết bị đầu cuối: Máy tính, điện thoại, máy quét, máy in… các thiết bị này được kết nối với nhau qua thiết bị kết nối hoặc môi trường truyền dẫn.
- Môi trường truyền dẫn: Gồm các thiết bị kết nối không dây như bộ truyền tín hiệu, bộ phát sóng, sóng điện từ… - Thiết bị kết nối vật lý: Dây nối, modun,…. được kết nối trực tiếp từ thiết bị đầu cuối này sang thiết bị đầu cuối khác. 2 - Phần mềm cho phép thực hiện việc trao đổi thông tin giữa các máy tính: Là những ứng dụng, chương trình được cài đặt trên các thiết bị đầu cuối và có chức năng chia sẻ dữ liệu qua các đường truyền không dây. Kiến trúc mạng máy tính và các dịch vụ 1) Kiến trúc khách/chủ (Client/Server): Là một loại mô hình mạng máy tính bao gồm 2 thành phần là máy chủ và máy tính.Trong đó máy chủ đóng vai trò cung cấp các dịch vụ theo yêu cầu của máy khách.1: Mô hình mạng khách/chủ(Client/Server) 2)Kiến trúc mạng hàng ngang(peer-to-peer) Mạng hàng ngang là một mô hình mạng máy tính bình đẳng.
Tất cả các máy tính trong mạng đều có quyền và nghĩa vụ như nhau.Chúng vừa là máy chủ vừa là máy khách.2: Mô hình mạng mạng hàng ngang(peer-to-peer) 3 1. Cấu trúc liên kết mạng Cấu trúc liên kết mạng biểu thị cách thức mà các thiết bị trong mạng nhìn thấy mối quan hệ logic hoặc vật lý của chúng với nhau. Mạng máy tính có thể được phân loại theo cấu trúc liên kết mạng mà mạng dựa trên. Sau đây là một số cấu trúc điển hình.
1) Mạng tuyến tính (Bus network) Cấu trúc mạng ở dạng liên kết điểm – đa điểm. Tất cả các thiết bị được kết nối với cáp và giao tiếp qua một kênh chia sẻ duy nhất trên một mạch điện dùng chung. Mỗi đoạn cáp được giới hạn trong một khoảng độ dài nào đó do các vấn đề về suy hao tín hiệu ở tần số sóng mang.3: Cấu trúc mạng tuyến tính (Bus network) 2) Mạng hình sao (Star network) Mạng hình sao là mạng cục bộ (LAN) trong đó tất cả các nút (máy trạm hoặc các thiết bị khác) được kết nối trực tiếp với một máy tính trung tâm chung. Các máy trạm được kết nối gián tiếp với nhau thông qua máy tính trung tâm.
Trong một số mạng hình sao, máy tính trung tâm cũng có thể hoạt động như một máy trạm.4: Cấu trúc mạng hình sao (Star network) 4 3) Mạng hình vòng (Ring network) Cấu trúc liên kết vòng là một cấu hình mạng nơi các kết nối thiết bị tạo ra một đường dẫn dữ liệu hình tròn. Mỗi thiết bị được nối mạng được kết nối với hai thiết bị khác, giống như các điểm trên một vòng tròn. Cùng với nhau, các thiết bị trong cấu trúc liên kết vòng được gọi là mạng vòng. Trong mạng vòng, các gói dữ liệu di chuyển từ thiết bị này sang thiết bị khác cho đến khi chúng đến đích.
Hầu hết các cấu trúc liên kết vòng cho phép các gói chỉ di chuyển theo một hướng, được gọi là mạng vòng một hướng. Một số khác cho phép dữ liệu di chuyển theo một trong hai hướng, được gọi là hai chiều.5: Cấu trúc mạng hình vòng (Ring network) 4) Mạng hình lưới (Mesh network) Là một mạng mà trong đó tất cả máy tính và thiết bị mạng được kết nối với nhau. Thiết lập cấu trúc liên kết này cho phép hầu hết các đường truyền được phân phối ngay cả khi một trong các kết nối gặp sự cố. Nó là một cấu trúc liên kết thường được sử dụng cho các mạng không dây.
Dưới đây là một ví dụ trực quan về thiết lập máy tính đơn giản trên mạng sử dụng cấu trúc liên kết lưới.6: Cấu trúc mạng hình lưới (Mesh network) 5 5) Mạng cấu trúc liên kết cây hoặc phân cấp Cấu trúc liên kết cây có thể được bắt nguồn từ cấu trúc liên kết hình sao. Cấu trúc hình cây có một hệ thống phân cấp của các chùm khác nhau, giống như các nhánh trong một cái cây. Các dịch vụ của mạng Internet 1) E-mail Đây là dịch vụ gửi thư điện tử phổ biến trên trên Internet. Nó cho phép người dùng gửi, nhận, chuyển tiếp các thư điện tử (kể cả thư có tệp đính kèm).
2) WWW (World Wide Web) Là hệ thống cung cấp thông tin dựa trên siêu văn bản. Nó có thể coi như là dịch vụ tin đa phương tiện, nó cho phép người dùng trình duyệt, tìm kiếm, truyền và tổ chức liên kết các trang web trên internet. 3) FTP (File Transfer Protocol) Là dịch vụ truyền tệp (file) trên mạng. Các file được truyền được định dạng dưới dạng văn bản, hình ảnh, video., các phần mềm ứng dụng có thể sử dụng miễn phí hoặc thử nghiệm.
4) Telnet Là dịch vụ truy nhập từ xa. Đây là một công cự cơ bản của Internet. Telnet cho phép người sử dụng có thể truy cập vào một máy tính và khai thác các tài nguyên của máy đó hoàn toàn giống như đang ngồi trước máy của mình. 5) Chat Là dịch vụ cho phép hội thoại trực tuyến (gồm có: text chat, voice chat, video chat).
Chat là phương tiện thời gian thực, nghĩa là những từ bạn gõ vào máy tính sẽ xuất hiện gần như tức thời trên màn hình của người nhận và trả lời của họ cũng sẽ xuất hiện trên màn hình của bạn như vậy. 6) NewsGroup Là dịch vụ cho phép một nhóm người sử dụng mạng để trao đổi thông tin xung quanh một đề tài. 7) Usenet Là dịch vụ cho phép tập hợp vài ngàn nhóm NewsGroup. Những nhóm trao đổi tin tức theo những chủng loại chuyên môn nhất định (máy tính, khoa học, tin tức,.
6 Giống như bản tin một người có thể gửi đi để những người khác có thể đọc và trả lời hay tranh luận. 8)VoIP Là dịch vụ điện thoại truyền qua giao thức Internet. 9) Video Conference Là dịch vụ truyền hình hội nghị. Dịch vụ này đã giúp cho những người ở các vị trí địa lí cách xa nhau có thể nhìn thấy hình ảnh của nhau, nói chuyện được với nhau thông qua một phòng họp ảo.
10) WAP (Wireless Application Protocol) Là giao thức truyền thông mang lại rất nhiều ứng dụng thiết bị đầu cuối di động như E-mail, wed, mua bán trực tuyến,ngân hàng trực tuyến,thông tin chứng khoán. Các nguyên tắc nền tảng của an ninh mạng Đối với nhiều tổ chức, doanh nghiệp, cá nhân thì thông tin và dữ liệu đóng một vai trò hết sức quan trọng trong đời sống và có khi ảnh hưởng tới sự tồn vong của họ. Vì vậy, việc bảo mật những thông tin và dữ liệu đó là điều vô cùng cần thiết, nhất là trong bối cảnh hiện nay các hệ thống thông tin ngày càng được mở rộng và trở nên phức tạp dẫn đến tiềm ẩn nhiều nguy cơ không lường trước được. Điều này cho thấy vai trò cốt yếu của an ninh mạng trong việc bảo hệ hệ thống mạng.
Và nền tảng quan trọng của an ninh mạng bao gồm 3 yếu tố: - Confidentiality (Tính bí mật) - Integrity (Tính toàn vẹn) - Availability (Tính sẵn sàng) Tùy thuộc vào ứng dụng và hoàn cảnh cụ thể, mà một trong ba nguyên tắc này sẽ quan trọng hơn những cái khác. Mô hình bộ ba CIA Confidentiality, Integrity, Availability, được gọi là: Mô hình bộ ba CIA. Ba nguyên tắc cốt lõi này phải dẫn đường cho tất cả các hệ thống an ninh mạng. Bộ ba CIA cũng cung cấp một công cụ đo (tiêu chuẩn để đánh giá) đối với các thực hiện an ninh.
Mọi vi phạm bất kỳ một trong ba nguyên tắc này đều có thể gây hậu quả nghiêm trọng đối với tất cả các thành phần có liên quan. Tính bí mật Bí mật là sự ngăn ngừa việc tiết lộ trái phép những thông tin quan trọng, nhạy cảm. Đó là khả năng đảm bảo mức độ bí mật cần thiết được tuân thủ và thông tin quan trọng, nhạy cảm đó được che giấu với người dùng không được cấp phép. Tính bí mật của thông tin có thể đạt được bằng cách giới hạn truy cập về cả mặt vật lý, ví dụ như tiếp cận trực tiếp tới thiết bị lưu trữ thông tin đó hoặc logic, ví dụ như truy cập thông tin đó từ xa qua môi trường mạng.
Sau đây là một số cách thức như vậy: - Khóa kín và niêm phong thiết bị. - Yêu cầu đối tượng cung cấp credential, ví dụ, cặp username + password hay đặc điểm về sinh trắc để xác thực. - Sử dụng firewall hoặc ACL trên router để ngăn chặn truy cập trái phép. - Mã hóa thông tin sử dụng các giao thức và thuật toán mạnh: SSL/TLS, AES, … Đối với an ninh mạng thì tính bí mật rõ ràng là điều đầu tiên được nói đến và nó thường xuyên bị tấn công nhất.