Mở đầu Giới thiệu đề tài, trình bày sơ lược về mục tiêu, đối tượng nghiên cứu, phạm vi nghiên cứu. Chương 2 - Tình hình nghiên cứu và kiến thức nền tảng Trinh bày và giải thích các cơ sở lý thuyết, kiến thức liên quan đến đề tài NFV. Bên cạnh đó, trình bày về tình hình nghiên cứu của NFV trong và ngoài nước. Chương 3 - Phân tích và thiết kế hệ thống Trình bày phương pháp thực hiện, cách tiếp cận của đề tài.
Tiến hành phân tích và thiết kế sơ đồ hệ thống. Chương 4 - Hiện thực, triển khai hệ thống Trình bày các công nghệ triển khai dựa trên sơ đồ hệ thống đã thiết kế ở chương 3. Trình bày các thông tin phần cứng của hệ thống. Thực hiện cài đặt, cấu hình, kết nối các thành phan của hệ thống.
Tiến hành ảo hoá các chức năng mạng dựa trên các mô hình đã được đề ra. Chương5 - Kết quả thứ nghiệm và đánh giá 15 Xây dựng các mô hình chuỗi dich vụ dé tiến hành triển khai và thử nghiệm. Thử nghiệm các tấn công DOS vào mô hình đã tạo bằng cách sử dụng hping3 theo dạng ICMP flood, SYN flood. Tién hành đo thời gian tạo các chức năng ảo hoá, xem xét nguồn tài nguyên khi thực hiện triển khai chuỗi dịch vụ và tài nguyên khi thử nghiệm kịch bản tan công.
Kết hợp với kết quả thử nghiệm đề đánh giá mô hình đã triển khai. Chương 6 - Tổng kết và hướng phát triển Tổng kết các nội dung đã nghiên cứu trong đề tài, các thuận lợi và khó khăn trong quá trình thực hiện. Từ đó đề xuất các hướng phát triển của đề tài có thể tiếp tục thực hiện trong tương lai. Tình hình nghiên cứu Một vài bài báo đã đưa ra những nghiên cứu và phát triển giải pháp kết hợp NEV vào ha tang mạng khả lập trình SDN.
Tiêu biểu có thể nói đến một vài công trình như sau: * Cao và cộng sự [1] đã đề xuất một framework, NFV-VITAL (Virtualization Impact on Throughput and Load), để mô tả đặc tính của hiệu suất VNF dựa trên sở thích của người dùng và các tài nguyên có sẵn. Khả năng mở rộng cao của các cá thé bảo mật ảo cho phép giảm xác suất rơi các gói tin trong quá trình phân tích mạng. Do đó, đảm bảo tỉ lệ phát hiện mối đe doa cao, độc lập với các biến thể lưu lượng. Tính linh hoạt này cũng có thể được tăng cường nhờ sự điều phối tiên tiến của nền tang IoT dựa trên MANO, và có thé cân bằng tải các VNF bảo mật qua các nút biên phân tán.
» Để giải quyết những thách thức về bảo mật IoT, Choi và cộng sự [2] đã đề xuất the SDIoT security framework cho cấu hình của môi trường IoT được xác định bang phần mềm (software-defined IoT environments). Phương pháp tiếp cận kết hợp các tính năng SDN với phân tích bảo mật Big Data đề cung cấp một loạt các cơ chế bảo vệ cho các thiết bị IoT. Bên cạnh đó, một Reactive security framework dựa trên SDN và Chuỗi chức năng dich vụ (SFC) đã được thiết kế đặc biệt cho các khu công nghiệp điện gió. Sau khi phát hiện các mối đe dọa bảo mật tiềm ẩn, giải pháp được đề xuất có thể thực hiện cấu hình lại lưu lượng mạng tự động, điều khiển lưu lượng độc hại hướng tới các cơ chế bảo mật cụ thể, chẳng hạn như các honeypots SCADA, và được điều chỉnh cho phù hợp với hoạt động của khu công nghiệp điện gió.
+ Một kiến trúc dé điều phối SDN, NFV và các cơ chế bảo mật IoT thông dụng đã được đề xuất trong dự án EU H2020 ANASTACIA [3] [4]. Đặc biệt, mặt phẳng Điều phối Bảo mật nhằm mục đích thực thi việc triển khai và câu hình các trình kích hoạt bảo mật vật lý / ảo theo cách tự động. Bằng cách tận dụng các kết quả đầu ra của các thành phần Giám sát (Monitoring) và Phản ứng (Reaction), mặt phẳng Điều phối 17 Bao mật (Security Orchestation plane) có thé xác định các sai lệch tiềm 4n so với các chính sách bảo mật được yêu cầu và thực thi động các biện pháp đối phó thích hợp. Cơ sở lý thuyết và kiến thức nền tảng 2.
Network Functions Virtualization (NFV) Ao hóa Chức năng mang (Network Function Virtualization — NFV) [14] áp dụng công nghệ ao hóa (Virtualization) [14] vào các máy chu, thiết bị chuyên mạch và thiết bị lưu trữ pho thông nhằm tạo ra một môi trường dé triển khai các hàm chức năng mạng ảo hóa (Virtualized Network Function — VNE) [14] có chức năng tương tự như trên các thiết bị mạng chuyên dụng. Công nghệ NFV cho phép ta tách biệt các hàm chức năng mang (Network Function - NF) như: Load Balancer (LB), Firewall, Intrusion Detection System (IDS).khỏi các thiết bị vật lý chuyên biệt và triển khai các NF này dưới hình thức phần mềm có thê chạy trong môi trường ảo hóa trên các thiết bị phần cứng phổ thông. Các thiết bị vật lý lúc này không còn là các phần cứng độc quyên của các hãng nữa, mà có thé là các máy chủ, thiết bị chuyên mạch và thiết bị lưu trữ dữ liệu phô thông.1 Lợi ích Sử dụng hạ tầng ảo hóa trên các thiết bị phần cứng phô thông sẽ tiết kiệm rất nhiều chi phí đầu tư ban đầu. Đồng thời, việc bảo dưỡng, mở rộng, thu hồi hay kết thúc dịch vụ cũng dễ dàng và kinh tế hơn.
Bên cạnh đó, nhà cung cấp dịch vụ hoàn toàn có thê chủ động được mã nguồn các phần mềm chức năng mạng của mình, giảm bớt sự phụ thuộc vào chỉ phí bản quyền trên các thiết bị phần cứng mạng chuyên dụng trước kia. Thêm vào đó triển khai các dịch vụ mạng một cách nhanh chóng là một trong những ưu điểm quan trọng nhất của NFV. Nhờ tận dụng công nghệ ảo hóa và điện toán đám mây, các kỹ sư có thể cài đặt, thử nghiệm và triển khai các dịch vụ mạng với thời gian được rút ngắn đi rất nhiều so với trước. Ngoài ra thông qua các ham API, các tập tin cau hình mẫu được dựng sẵn, các đoạn script tự động dé quan tri vién hé thống có thê triển khai dịch vụ, kiểm soát luồng dữ liệu, tài nguyên hệ thống.
một cách dé dàng, linh động, tập trung và tránh được nhiều sai sót từ con người. Cuối cùng là có thể linh hoạt trong việc đáp ứng nhu 18 cầu khách hàng. Hệ thống có thể nhanh chóng khởi tạo thêm, thu hẹp lại hay thay đổi các dịch vụ dé đáp ứng nhu cầu đột biến từ khách hàng như khi đột ngột ứng phó với luồng dữ liệu lớn hoặc có sự cô Xảy Ta. Quá trình phát triển Định nghĩa về NFV bắt nguồn từ các nhà cung cấp dịch vụ mạng.
Họ là những người luôn tìm kiếm giải pháp dé thúc day việc triển khai các dịch vụ mang mới được nhanh hơn, tốt hơn từ đó thu về lợi nhuận cao hơn. Những hạn chế của các thiết bị phần cứng đòi hỏi họ phải áp dụng công nghệ ảo hóa vào hệ thống mạng của họ. Vì chung mục đích như vậy, nhiều nhà cung cấp dịch vụ đã hợp tác với nhau và thành lập nên nhóm ETSI ISG NFV (ETSI Industry Specification Group for Network Functions Virtualization) [12] thuộc ETSI vào tháng 11 năm 2012. Day là nhóm có nhiệm vụ phát triển các yêu cầu và kiến trúc dé áp dụng ảo hóa cho các chức năng trong hệ thống mạng viễn thông.
ETSI ISG NEV gồm có sự tham gia của bảy nhà mạng viễn thông hang đầu là: AT&T, BT, Deutsche Telekom, Orange, Telecom Italia, Telefonica va Verizon. Kién tric ETSI đã dé ra một mô hình kiến trúc tông quan cho một hệ thống NFV Hình 2. Mô hình này được số đông cộng đồng phát trién chấp nhận và tuân thủ. Theo ETSI, một nền tảng NEV sẽ gồm có ba khối chính như hình là: * Các hàm chức năng mang đã được ảo hóa (Virtualized Network Function — VNEF): VNF là các phần mềm đảm nhiệm các chức năng mang (Network Function) đã được ao hóa, chạy trên ha tầng mạng được ảo hóa (Network Functions Virtualisation Infrastructure - NFVI), được quan lý bởi khối điều phối va quản lý (MANO).
Nói một cach đơn giản thì VNF là một máy ảo được cai đặt các chức năng mạng ảo. Điều này giúp việc triển khai, quản lý và điều phối các VNE trở nên linh hoạt và dé dàng hơn. Mỗi một VNF sẽ có những thông tin cấu hình cũng như cách thức hoạt động, chức năng cụ thể. Các thông tin này của từng VNF sé được mô ta trong các tập tin gọi là Virtualized Network Function Descriptor (VNFD).
VNEFD bao 19 gồm các mô tả về cau hình của một VNF như: số vCPU, memory, image, thông tin về các kết nối va các interfaces. * Khối hạ tang ảo hóa chức năng mạng (Network Functions Virtualisation Infrastructure — NFVI): là tập hợp các phần cứng và phần mềm dùng dé khởi tạo môi trường cho các VNE hoạt động bên trên. Về phần cứng, NFVI bao gồm các tài nguyên tính toán, lưu trữ, các thiết bị định tuyến, chuyên mạch mạng. Về phần mềm bao gồm lớp ảo hóa hypervisor, các trình điều khiển driver tương tác với các thiết bị vật lý, các trình điều khiến thiết bị mạng (OpenFlow, firmware).
Do là một kiến trúc mở đã được định nghĩa và tiêu chuẩn hóa bởi ETSI nên ta có thé lựa chọn nhiều công nghệ khác nhau dé đảm trách vai trò NFVI mà không phụ thuộc vào bất kỳ một hãng nào cả. Một mô hình triển khai NFV có thể gồm nhiều công nghệ NFVI nhưng vẫn tương tác được với nhau. Một số giải pháp NFVI phô biến là OpenStack, CloudStack, VMware vSphere. * Khối điều phối và quan lý (NFV Manage and Orchestrate - NFV M&O) hay thường gọi tắt là MANO: đảm nhiệm việc điều phối và quản lý vòng đời của các tài nguyên vật lý, quản lý các phần mềm hỗ trợ ảo hóa, quản lý vòng đời của các VNE.
NFV MANO có thê tương tác với nhiều hệ thống NFVI khác nhau do các interface giao tiếp đã được ETSI thống nhất. Điều này giúp tăng tính linh hoạt cho giải pháp NFV. Các nhà phát triển hệ thống NFV giờ đây không cần phải tập trung xây dựng một giải pháp NFV đầy đủ bao gồm cả khối NEVI, MANO và các VNF mà chỉ cần tập trung vào một thành phan MANO. Trong khối MANO, ta có các khối con: NFV Orchestrator đảm nhiệm quản lý dịch vụ mạng (Network Services) hay có thé hiểu là quản lý chức năng của VNF và các gói VNF, quản lý vòng đời của dich vụ mạng, tài nguyên toàn hệ thống, chứng thực, cấp quyền sử dụng tài nguyên cho NFVI (Network Functions Virtualization Infrastructure).