Tổng quan nghiên cứu

Luận văn này tập trung vào việc tìm hiểu lý thuyết và mô hình quản trị mạng, sau đó áp dụng thử nghiệm tại Thông tấn xã Việt Nam (TTXVN). Vấn đề nghiên cứu xuất phát từ nhu cầu cấp thiết nâng cấp hệ thống mạng hiện có của TTXVN, đặc biệt là xây dựng mô hình kết nối hiệu quả giữa trung tâm máy chủ tại Hà Nội và Hồ Chí Minh. Mục tiêu chính là triển khai nâng cấp hệ thống dữ liệu tại Hà Nội và bổ sung hệ thống dự phòng tại Hồ Chí Minh, đảm bảo hiệu quả làm việc của nhân viên, khai thác tối đa tài nguyên và bảo vệ dữ liệu.

Nghiên cứu được thực hiện trong phạm vi hệ thống mạng của TTXVN, tập trung vào việc đánh giá hiện trạng, đề xuất giải pháp và thử nghiệm mô hình mới. Thời gian thực hiện từ năm 2019 đến 2022. Ý nghĩa của luận văn nằm ở việc đưa ra giải pháp cụ thể, có tính ứng dụng cao, giúp TTXVN nâng cao hiệu suất, tính bảo mật và khả năng sẵn sàng của hệ thống mạng, từ đó nâng cao hiệu quả hoạt động của toàn cơ quan. Theo ước tính, việc nâng cấp hệ thống có thể giúp tăng 15% hiệu suất làm việc của nhân viên và giảm 20% nguy cơ mất mát dữ liệu.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên kiến trúc mô hình mạng 3 lớp của Cisco (lớp truy nhập, lớp phân phối và lớp nhân) để đơn giản hóa việc xây dựng hệ thống mạng, đảm bảo độ tin cậy, khả năng mở rộng, dễ bảo trì, quản lý và tiết kiệm chi phí. Bên cạnh đó, luận văn áp dụng lý thuyết về EtherChannel, VCS Fabric, vPC và VRRP để tăng cường khả năng dự phòng, tối ưu hóa băng thông và quản lý mạng hiệu quả hơn.

Các khái niệm chính được sử dụng trong luận văn bao gồm:

  • VLAN (Virtual LAN): Mạng cục bộ ảo, cho phép chia mạng LAN thành nhiều đoạn nhỏ, tăng tính bảo mật và tiết kiệm băng thông.
  • QoS (Quality of Service): Chất lượng dịch vụ, đảm bảo ưu tiên băng thông cho các ứng dụng quan trọng.
  • DDoS (Distributed Denial of Service): Tấn công từ chối dịch vụ phân tán, một hình thức tấn công mạng nguy hiểm.
  • IPS (Intrusion Prevention System): Hệ thống ngăn chặn xâm nhập, bảo vệ mạng khỏi các cuộc tấn công.
  • CDN (Content Delivery Network): Mạng phân phối nội dung, giúp tăng tốc độ truy cập và giảm tải cho máy chủ gốc.

Phương pháp nghiên cứu

Luận văn sử dụng kết hợp các phương pháp nghiên cứu sau:

  • Nghiên cứu tài liệu: Nghiên cứu các tài liệu lý thuyết về mô hình mạng, giao thức mạng, an ninh mạng và các giải pháp công nghệ liên quan.
  • Khảo sát thực tế: Khảo sát hiện trạng hệ thống mạng của TTXVN, bao gồm cơ sở hạ tầng, thiết bị, cấu hình và các vấn đề tồn tại. Cụ thể, khảo sát 1000 người dùng về nhu cầu sử dụng và băng thông.
  • Phân tích và thiết kế: Phân tích dữ liệu khảo sát, đánh giá các giải pháp công nghệ và thiết kế mô hình mạng mới phù hợp với yêu cầu của TTXVN.
  • Thử nghiệm và đánh giá: Triển khai thử nghiệm mô hình mạng mới, đánh giá hiệu năng và tính bảo mật của hệ thống.
  • Tham khảo ý kiến chuyên gia: Trao đổi, tham khảo ý kiến của các chuyên gia trong lĩnh vực mạng máy tính và an toàn thông tin.

Nguồn dữ liệu sử dụng bao gồm:

  • Thông tin về hệ thống mạng hiện tại của TTXVN.
  • Các tài liệu kỹ thuật về thiết bị mạng, giao thức mạng và an ninh mạng.
  • Kết quả khảo sát người dùng và đánh giá của chuyên gia.

Cỡ mẫu được khảo sát là 1000 người dùng và phương pháp chọn mẫu là ngẫu nhiên phân tầng theo các đơn vị, phòng ban khác nhau.

Lý do lựa chọn phương pháp phân tích: Mô hình mạng được phân tích, so sánh các thông số trước và sau khi triển khai giải pháp. Các thông số bao gồm: tốc độ truyền tải, độ trễ, và khả năng chịu tải của hệ thống.

Timeline nghiên cứu:

  • Tháng 5/2019 - 12/2019: Nghiên cứu lý thuyết và khảo sát thực tế.
  • Tháng 1/2020 - 6/2020: Phân tích và thiết kế mô hình mạng mới.
  • Tháng 7/2020 - 12/2021: Triển khai thử nghiệm và đánh giá hiệu năng.
  • Tháng 1/2022 - 4/2022: Viết báo cáo và hoàn thiện luận văn.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  • Hiện trạng hệ thống mạng TTXVN: Hệ thống mạng hiện tại được thiết kế theo mô hình 3 lớp, tuy nhiên còn tồn tại một số hạn chế như: hiệu suất chưa cao, khả năng mở rộng hạn chế, quản lý phức tạp và chưa đảm bảo an toàn thông tin. Theo khảo sát, 60% người dùng đánh giá tốc độ mạng chưa đáp ứng yêu cầu công việc.
  • Mô hình mạng mới: Đề xuất mô hình mạng mới với kiến trúc phân lớp rõ ràng, sử dụng các công nghệ tiên tiến như EtherChannel, VCS Fabric, vPC, VRRP và CDN. Mô hình mới giúp tăng hiệu suất, khả năng mở rộng, tính bảo mật và khả năng sẵn sàng của hệ thống.
  • Hiệu quả của mô hình mới: Kết quả thử nghiệm cho thấy mô hình mạng mới giúp tăng 30% tốc độ truyền tải dữ liệu, giảm 25% độ trễ và tăng 40% khả năng chịu tải của hệ thống. Bên cạnh đó, hệ thống an ninh mạng được tăng cường giúp giảm đáng kể nguy cơ tấn công và mất mát dữ liệu.
  • Thử nghiệm tấn công DDoS: Thử nghiệm tấn công DDoS cho thấy hệ thống có khả năng phát hiện và ngăn chặn các cuộc tấn công hiệu quả. Lưu lượng tấn công giảm từ 80Mbps xuống 0Mbps sau khi kích hoạt tính năng bảo vệ.

Thảo luận kết quả

Mô hình mạng mới được thiết kế dựa trên các tiêu chuẩn và khuyến nghị của các hãng công nghệ hàng đầu như Cisco, Brocade. Việc áp dụng các công nghệ tiên tiến như EtherChannel, VCS Fabric, vPC, VRRP và CDN giúp tối ưu hóa hiệu suất, tính bảo mật và khả năng sẵn sàng của hệ thống.

So với các nghiên cứu trước đây, luận văn này tập trung vào việc đưa ra giải pháp cụ thể, có tính ứng dụng cao cho TTXVN. Một nghiên cứu gần đây về mô hình mạng cho doanh nghiệp vừa và nhỏ chỉ tập trung vào việc cải thiện hiệu suất, chưa chú trọng đến tính bảo mật và khả năng sẵn sàng.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ so sánh hiệu suất (tốc độ, độ trễ, khả năng chịu tải) của hệ thống mạng trước và sau khi nâng cấp.

Đề xuất và khuyến nghị

Để triển khai thành công mô hình mạng mới, luận văn đưa ra các đề xuất và khuyến nghị sau:

  1. Nâng cấp thiết bị mạng: Đầu tư các thiết bị mạng mới như switch Cisco Nexus 9372P, router ASR1001-X và firewall HP Tipping Point 8010F. Việc này giúp tăng hiệu suất, khả năng mở rộng và tính bảo mật của hệ thống. Thời gian thực hiện: 6-12 tháng. Chủ thể thực hiện: Ban quản lý dự án và các đơn vị liên quan.
  2. Triển khai hệ thống bảo mật: Triển khai hệ thống IPS, hệ thống phòng chống tấn công DDoS và các giải pháp bảo mật khác. Điều này giúp bảo vệ hệ thống mạng khỏi các cuộc tấn công và mất mát dữ liệu. Mục tiêu: giảm 90% nguy cơ tấn công mạng. Thời gian thực hiện: 3-6 tháng. Chủ thể thực hiện: Đội ngũ kỹ thuật và chuyên gia an ninh mạng.
  3. Xây dựng trung tâm dữ liệu dự phòng: Xây dựng trung tâm dữ liệu dự phòng tại Hồ Chí Minh với kiến trúc và cấu hình tương tự trung tâm dữ liệu chính tại Hà Nội. Việc này giúp đảm bảo khả năng sẵn sàng của hệ thống trong trường hợp xảy ra sự cố. Thời gian thực hiện: 12-18 tháng. Chủ thể thực hiện: Ban quản lý dự án và các đơn vị liên quan.
  4. Đào tạo nguồn nhân lực: Tổ chức các khóa đào tạo, tập huấn cho đội ngũ kỹ thuật viên về các công nghệ mới và kỹ năng quản trị, vận hành hệ thống mạng. Điều này giúp đảm bảo hệ thống được vận hành hiệu quả và an toàn. Mục tiêu: 100% kỹ thuật viên được đào tạo. Thời gian thực hiện: thường xuyên, liên tục. Chủ thể thực hiện: Phòng tổ chức cán bộ và các đơn vị liên quan.
  5. Xây dựng quy trình quản lý: Thiết lập các quy trình quản lý, vận hành và bảo trì hệ thống mạng một cách chặt chẽ. Việc này giúp đảm bảo hệ thống hoạt động ổn định và an toàn. Mục tiêu: 100% quy trình được xây dựng và tuân thủ. Thời gian thực hiện: 3-6 tháng. Chủ thể thực hiện: Đội ngũ kỹ thuật và các đơn vị liên quan.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Các nhà quản lý CNTT: Luận văn cung cấp cái nhìn tổng quan về các mô hình quản trị mạng hiện đại, giúp họ đưa ra quyết định đầu tư và nâng cấp hệ thống mạng phù hợp với nhu cầu của tổ chức. Use case: Xây dựng kế hoạch nâng cấp hệ thống mạng cho doanh nghiệp.
  2. Các kỹ sư mạng: Luận văn cung cấp kiến thức chuyên sâu về các giao thức, công nghệ mạng và các giải pháp an ninh mạng, giúp họ thiết kế, triển khai và quản trị hệ thống mạng hiệu quả. Use case: Triển khai và cấu hình hệ thống mạng mới cho doanh nghiệp.
  3. Các chuyên gia an ninh mạng: Luận văn cung cấp thông tin về các nguy cơ tấn công mạng và các giải pháp phòng chống, giúp họ bảo vệ hệ thống mạng khỏi các cuộc tấn công và mất mát dữ liệu. Use case: Xây dựng hệ thống bảo mật cho doanh nghiệp.
  4. Sinh viên và nghiên cứu sinh ngành CNTT: Luận văn là tài liệu tham khảo hữu ích cho sinh viên và nghiên cứu sinh ngành CNTT, giúp họ hiểu rõ hơn về các vấn đề thực tế trong lĩnh vực mạng máy tính và an toàn thông tin. Use case: Nghiên cứu về các mô hình quản trị mạng và an ninh mạng.

Câu hỏi thường gặp

  1. Mô hình mạng 3 lớp của Cisco có ưu điểm gì? Mô hình mạng 3 lớp giúp đơn giản hóa việc xây dựng hệ thống mạng, đảm bảo độ tin cậy, khả năng mở rộng, dễ bảo trì, quản lý và tiết kiệm chi phí. Mỗi lớp có chức năng riêng biệt, giúp giảm tải cho thiết bị và tăng hiệu suất hệ thống. Ví dụ, lớp truy nhập tập trung vào kết nối người dùng, lớp phân phối tập trung vào định tuyến và lớp nhân tập trung vào chuyển mạch tốc độ cao.

  2. EtherChannel là gì và tại sao cần sử dụng EtherChannel? EtherChannel là một kỹ thuật nhóm hai hay nhiều đường kết nối vật lý thành một đường ảo duy nhất, giúp tăng tốc độ truyền dữ liệu và tăng khả năng dự phòng cho hệ thống. Khi một trong các liên kết bị lỗi, lưu lượng sẽ tự động chuyển sang liên kết khác. Ví dụ, có thể gộp 2-8 đường GE thành một EtherChannel để tăng băng thông lên đến 8Gbps.

  3. VCS Fabric là gì và có lợi ích gì so với các công nghệ khác? VCS Fabric là một công nghệ Ethernet Fabric mang tính cách mạng, giúp cải thiện việc sử dụng mạng, tăng tính khả dụng, nâng cao khả năng mở rộng hệ thống và đơn giản hóa đáng kể kiến trúc mạng trung tâm dữ liệu. VCS Fabric cho phép các thiết bị chuyển mạch hoạt động như một cụm ảo hóa, giúp loại bỏ giao thức chống vòng lặp và tăng hiệu suất hệ thống.

  4. Tại sao cần xây dựng trung tâm dữ liệu dự phòng (DR)? Trung tâm dữ liệu dự phòng giúp đảm bảo khả năng sẵn sàng của hệ thống trong trường hợp xảy ra sự cố tại trung tâm dữ liệu chính (DC). Khi DC gặp sự cố, DR sẽ tự động chuyển sang hoạt động, giúp duy trì hoạt động liên tục của doanh nghiệp và giảm thiểu tổn thất. Theo thống kê, các doanh nghiệp có DR có khả năng phục hồi sau thảm họa cao hơn 80%.

  5. Các biện pháp bảo mật nào nên được triển khai trong hệ thống mạng? Nên triển khai các biện pháp bảo mật như: firewall, IPS, hệ thống phòng chống tấn công DDoS, phân vùng mạng, kiểm soát truy cập, mã hóa dữ liệu và giám sát an ninh. Các biện pháp này giúp bảo vệ hệ thống mạng khỏi các cuộc tấn công và mất mát dữ liệu. Ví dụ, firewall giúp kiểm soát lưu lượng truy cập, IPS giúp phát hiện và ngăn chặn xâm nhập, và hệ thống phòng chống tấn công DDoS giúp bảo vệ hệ thống khỏi các cuộc tấn công từ chối dịch vụ.

Kết luận

  • Luận văn đã nghiên cứu và đề xuất mô hình mạng mới cho TTXVN, giúp nâng cao hiệu suất, tính bảo mật và khả năng sẵn sàng của hệ thống.
  • Mô hình mạng mới được thiết kế dựa trên các tiêu chuẩn và khuyến nghị của các hãng công nghệ hàng đầu, sử dụng các công nghệ tiên tiến như EtherChannel, VCS Fabric, vPC, VRRP và CDN.
  • Kết quả thử nghiệm cho thấy mô hình mạng mới giúp tăng 30% tốc độ truyền tải dữ liệu, giảm 25% độ trễ và tăng 40% khả năng chịu tải của hệ thống.
  • Hệ thống an ninh mạng được tăng cường giúp giảm đáng kể nguy cơ tấn công và mất mát dữ liệu.
  • Trong 6-12 tháng tới, TTXVN nên tập trung vào việc triển khai các giải pháp đã được đề xuất trong luận văn để nâng cao hiệu quả hoạt động của toàn cơ quan.

Luận văn này hy vọng sẽ là tài liệu tham khảo hữu ích cho các nhà quản lý CNTT, kỹ sư mạng, chuyên gia an ninh mạng và sinh viên ngành CNTT.