CHƯƠNG 1 GIAO THỨC QUẢN LÝ MẠNG ðƠN GIẢN 1. Tổng quan giao thức 1.1 Lịch sử Ngày nay, việc quản lý, khai thác một mạng lưới bao gồm các router, các switch, máy chủ, trở lên khó khăn và phức tạp. Ngoài việc phải ñảm bảo tất cả các thiết bị chạy liên tục mà còn phải tối ưu hiệu suất làm việc của từng thiết bị. ðiều này có thể ñược hỗ trợ bởi giao thức quản lý mạng ñơn giản:SNMP.
SNMP ñược giới thiệu năm 1988 bởi Tổ chức kiến trúc Internet IAB[6], ñể ñáp ứng nhu cầu quản lý các thiết bị sử dụng giao thức IP ngày càng tăng. SNMP cung cấp cho người sử dụng một tập ñược gọi là “ñơn giản” các thao tác cho phép quản lý các thiết bị từ xa. Trước sự phát triển không ngừng gia tăng và phức tạp của mạng internet tháng 4 năm 1993, SNMPv2 trở thành tiêu chuẩn quản lí mạng ñơn giản thay thế SNMPv1. SNMPv2 bổ sung một số vấn ñề mà SNMPv1còn thiếu như nhận thực và bảo mật.
Tuy nhiên, SNMPv2 khá phức tạp và khó tương thích với SNMPv1[4]. Năm 1997, SNMPv3 ra ñời nhằm tương thích với các giao thức ña phương tiện trong quản lí mạng, phát triển trên nền java và ñưa ra kiến trúc và giao thức mới như giao thức quản lí ña phương tiện HMMP.2 Khái niệm SNMP SNMP là giao thức quản lý mạng ñơn giản dịch từ cụm từ “Simple Network Management Protocol”. Giao thức này ñược sử dụng rất phổ biến ñể giám sát và ñiều khiển các thiết bị mạng IP. SNMP là một thành phần của tập hợp các giao thức truyền thông phù hợp với Internet và các mạng tương tự ñược ñịnh nghĩa bởi IETF.
Nó bao gồm một tập hợp các tiêu chuẩn quản lý mạng, giao thức tầng ứng dụng, lược ñồ cơ sở dữ liệu và tập hợp các ñối tượng dữ liệu[13]. SNMP là giao thức ñơn giản, do nó ñược thiết kế ñơn giản trong cấu trúc thông ñiệp và thủ tục hoạt ñộng, và còn ñơn giản trong bảo mật (ngoại trừ SNMP version 3). 14 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Giao thức SNMP cung cấp một phương thức ñơn giản nhằm quản lý tập trung mạng TCP/IP. Người quản trị có thể thông qua giao thức này ñể quản lý các hoạt ñộng hay thay ñổi các trạng thái hệ thống mạng.
Giao thức SNMP ñược sử dụng ñể quản lý các hệ thống Unix, Window…, các thiết bị mạng như router, gateway, firewall, switch…, thông qua một số phần mềm cho phép quản trị với SNMP[6]. Ví dụ cho việc sử dụng hệ thống quản trị SNMP với giao thức SNMP trên phần mềm với các ứng dụng trong hệ thống mạng: Theo dõi tốc ñộ ñường truyền của một router, biết ñược tổng số byte truyền/nhận Lấy thông tin máy chủ có bao nhiêu ổ cứng, mỗi ổ cứng còn trống bao nhiêu Tự ñộng nhận cảnh báo khi thiết bị switch có 1 cổng bị down ðiều khiển tắt các cổng trên switch.3 RFC và các phiên bản SNMP IETF là tổ chức ñã ñưa ra chuẩn SNMP thông qua các RFC. SNMP version 1: Chuẩn của giao thức SNMP ñược ñịnh nghĩa trong RFC 1157 và là một chuẩn ñầy ñủ của IETF. Vấn ñề bảo mật của SNMP v1 dựa trên nguyên tắc cộng ñồng, không có nhiều mật khẩu, chuổi văn bản thuần và cho phép bất kỳ một ứng dụng nào ñó dựa trên SNMP có thể hiểu các chuỗi này ñể có thể truy cập vào các thiết bị quản lý.
Có 3 quyền tiêu biểu: read- only, read-write và trap[6]. SNMP version 2: Phiên bản này dựa trên các chuỗi “community”. Do ñó phiên bản này ñược gọi là SNMPv2c, ñược ñịnh nghĩa trong RFC 1905, 1906, 1907, và ñây chỉ là bản thử nghiệm của IETF. Mặc dù chỉ là thử nghiệm nhưng nhiều nhà sản xuất ñã ñưa nó vào thực nghiệm[6].
SNMP version 3: Là phiên bản tiếp theo ñược IETF ñưa ra. Nó ñược khuyến nghị làm bản chuẩn, ñược ñịnh nghĩa trong RFC1905, RFC1906, RFC1907, RFC2571, RFC2572, RFC2573, RFC2574 vàRFC 2575. Nó hỗ trợ các kiểu truyền thông riêng tư và có xác nhận giữa các thực thể[6]. 15 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.2 Mô hình giao thức 1.1 Manager và Agent Trong SNMP có 3 vấn ñề cần quan tâm: Manager, Agent và MIB.
MIB là cơ sở dữ liệu dùng phục vụ cho Manager và Agent. Manager: Manager là một máy tính có chạy các chương trình có thể thực hiện một số chức năng quản lý mạng. Manager có thể xem như là NMS. NMS có khả năng thăm dò và thu thập các cảnh báo từ các Agent trong mạng.
Thăm dò trong quản lý mạng là cách ñặt ra các câu truy vấn ñến các Agent ñể có ñược thông tin về thiết bị mạng mà agent ñang thường chú. Các cảnh báo của Agent là cách mà Agent báo với NMS khi có sự cố xảy ra. Cảnh bảo của Agent ñược gửi một cách không ñồng bộ, không nằm trong việc trả lời truy vấn của NMS. NMS dựa trên các thông tin trả lời của Agent ñể có các phương án giúp mạng hoạt ñộng hiệu quả hơn.
Ví dụ khi ñường dây T1 kết nối tới Internet bị giảm băng thông nghiêm trọng, router sẽ gửi một thông tin cảnh báo tới NMS. NMS sẽ có một số hành ñộng như là lưu lại thông tin ñó, giúp ta có thể biết việc gì ñã xảy ra với thiết bị. Các hành ñộng này của NMS phải ñược cài ñặt trước[6]. Agent: Agent là một phần trong các chương trình chạy trên các thiết bị mạng cần quản lý.
Nó có thể là một chương trình ñộc lập như các deamon trong Unix, hoặc ñược tích hợp vào hệ ñiều hành như IOS của Cisco trên router. Ngày nay, ña số các thiết bị hoạt ñộng trong mạng IP ñược cài ñặt SMNP agent. Các nhà sản xuất ngày càng muốn phát triển các agent trong các sản phẩm của họ ñể công việc của người quản lý hệ thống hay quản trị mang ñơn giản hơn. Các agent cung cấp thông tin cho NMS bằng cách lưu trữ các hoạt ñộng khác nhau của thiết bị.
Một số thiết bị thường gửi một thông báo “tất cả ñều bình thường” khi nó chuyển từ một trạng thái xấu sang một trạng thái tốt. ðiều này cho phép xác ñịnh khi nào thì một sự cố ñược giải quyết[6]. 16 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.1 - Mối quan hệ giữa NMS và agent 1.2 Hoạt ñộng của SNMP Hoạt ñộng của SNMP theo mô hình sau: Hình 1.2 - Mô hình hoạt ñộng SNMP SNMP sử dụng UDP ñể truyển tải dữ liệu giữa các Manager và các Agent, nó sử dụng cổng 161 ñể gửi và nhận thông ñiệp, cổng 162 ñể nhận trap từ thiết bị ñang theo dõi[6]. 17 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.3 Bảo mật trong SNMP SNMPv1 và SNMPv2 sử dụng khái niệm của Community ñể thiết lập xác thực giữa Manager và Agent.
Một Agent ñược cấu hình với 3 Community: read- only, read-write, và trap. Giống như tên của nó, read-only cho phép chỉ ñọc giá trị dữ liệu nhưng không cho phép sửa và khởi tạo dữ liệu. Ví dụ cho phép ta ñọc số gói ñược truyền qua cổng của router nhưng không cho phép ta khởi tạo lại giá trị của bộ ñếm này. Read-write cho phép chúng ta ñọc và sửa giá trị dữ liệu, với Community này ta có thể ñọc số gói truyền qua cổng và khởi tạo lại bộ ñếm như trong ví dụ trên, và sự kiện khởi tạo lại hoặc làm một số hành ñộng khác là sự thay ñổi cấu hình của router.
Cuối cùng, chuỗi community trap cho phép ta nhận các trap(thông báo không ñồng bộ) từ agent[6]. Do sử dụng community như là mật khẩu nên SNMPv1 là giao thức rất yếu về bảo mật. Các gói tin ñược gửi ñi dưới dạng thuần văn bản nên không phòng chống ñược kiểu tấn công bằng cách nghe lén(sniffer). SNMPv2 cố gắng giải quyết vấn ñề này dựa trên các cách tiết cận chặt chẽ hơn.
Một phiên bản gọi là SNMPv2 party-based tiếp cận theo hướng: Tùy từng yêu cầu về xác thực và tính bảo mật mà có thể sử dụng các kênh khác nhau ñể trao ñổi thông tin. Tuy nhiên, với nhiều nỗ lực ñể tăng cường bảo mật trong SNMP ñã dẫn tới ba phiên bản không tương thích với nhau là: SNMPv2p hay SNMPv2 party- based, SNMPv2u hay SNMPv2 user-based và SNMPv2*. Các phiên bản này ñã thất bại trong việc tìm ñược sử hỗ trợ của các nhà sản xuất và dừng lại ở bản thảo, rồi chuyển sang quá khứ. Cuối cùng, một sự thỏa hiệp ñược thực hiện và kết quà là chuẩn SNMPv2c hay SNMP community-string-based.
ðây là một bước tụt lùi khi quay lại sử dụng community như SNMPv1, tuy nhiên chuẩn này lại ñược hỗ trợ của IETF cũng như cách nhà sản xuất. Trong tài liệu này, khi nói ñến SNMPv2 là ám chỉ SNMPv2c. Vấn ñề về bảo mật chỉ ñược giải quyết triệt ñể chỉ khi xuất hiện phiên bản SNMPv3[2]. SMNPv3 ra ñời chủ yếu ñể giải quyết vấn ñề còn hạn chế về bảo mật trong hai phiên bản trước.
Phiên bản này không có sự thay ñổi về giao thức, không có 18 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com thêm PDU mới, chỉ có một vài quy chuẩn mới, khái niệm và thuật ngữ mới, cũng không nằm ngoài việc làm tăng tính chính xác. Thay ñổi quan trọng nhất trong SNMPv3 này là sử dụng khái niệm SNMP entity thay cho cả manager và agent. Mỗi SNMP entity gồm một SNMP engine và một hoặc nhiều SNMP application. Sự thay ñổi về khái niệm này quan trọng ở chỗ thay ñổi về kiến trúc, tách biệt hai phần của hệ thống SNMP, giúp cho việc thực hiện các chính sách bảo mật.
ðiểm quan trọng là SNMPv3 vẫn tương thích ngược với các phiên bản trước[2].4 Cấu trúc thông tin quản lý (SMI) SMI cung cấp một phương pháp ñể ñịnh nghĩa các ñối tượng bị quản lý và cách ñối xử với chúng. Một Agent sở hữu một danh sách các ñối tượng mà nó theo dõi. Một trong những ñối tượng là trạng thái của một Cổng(Interface) của một router(ví dụ up, down, testing). Danh sách chung này ñịnh nghĩa các thông tin mà NMS có thể sử dụng ñể xác ñịnh sức khỏe của toàn thiết bị có agent hỗ trợ[6].
MIB có thể xem như một cơ sở dữ liệu quản lý các ñối tượng mà Agent theo dõi. Bất kỳ kiểu trạng thái hoặc thống kê thông tin có thể truy nhập bởi NMS ñều ñược ñịnh nghĩa trong MIB. SMI cung cấp phương pháp quản lý ñối tượng trong khi MIB thì ñịnh nghĩa(sử dụng cú pháp SMI) chính các ñối tượng ñó. Giống như một từ ñiển trình diễn cách ñánh vần một từ và ñưa ra ý nghĩa hoặc ñịnh nghĩa của nó, một MIB ñịnh nghĩa một tên dưới dạng văn bản cho một ñối tượng bị quản lý và giải thích ý nghĩa của nó[6].