Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu
Trong xu thế số hóa và chuyển đổi công nghệ, hệ thống thông tin cùng hạ tầng mạng Internet đóng vai trò cốt lõi trong quy trình vận hành và quản lý của các cơ quan, tổ chức và doanh nghiệp. Sự phụ thuộc ngày càng lớn vào công nghệ thông tin đồng thời tạo ra những thách thức nghiêm trọng về an toàn và bảo mật thông tin. Khi hệ thống mạng gặp sự cố hoặc bị tấn công, các dữ liệu nhạy cảm như thông tin khách hàng, dữ liệu nội bộ và tài nguyên kinh doanh có nguy cơ bị rò rỉ, tê liệt hoặc bị các đối tượng xấu khai thác trái phép. Do đó, việc thiết lập và quản trị mạng nội bộ an toàn là một trong những nhiệm vụ quản trị trọng yếu của mọi tổ chức.
Đề tài "Tìm hiểu về quản trị mạng nội bộ, thiết lập hệ thống người dùng, quản lý và chia sẻ tài nguyên qua mạng nội bộ cho công ty XYZ" được nhóm sinh viên thuộc Khoa Công nghệ Thông tin, Trường Đại học Đại Nam thực hiện trong khuôn khổ học phần môn học. Đề tài tập trung giải quyết các bài toán kỹ thuật hạ tầng mạng cơ bản thông qua các nhiệm vụ cụ thể:
- Nghiên cứu tổng quan về khái niệm mạng máy tính, vai trò của phương tiện phần cứng, phần mềm và con người trong hệ thống mạng.
- Tìm hiểu cơ chế quản trị tài khoản người dùng (user), nhóm người dùng (group) và hệ thống phân quyền trên hệ điều hành Windows.
- Nghiên cứu nguyên lý chia sẻ thư mục, các cấp độ quyền truy cập tài nguyên tệp tin cục bộ.
- Khảo sát nguyên lý hoạt động của tường lửa (firewall) cho máy tính cá nhân và so sánh các phần mềm tường lửa phổ biến.
- Thực hành triển khai cài đặt hệ điều hành máy chủ Windows Server trên môi trường ảo hóa, khởi tạo đơn vị tổ chức (Organizational Unit - OU), cấu hình 10 tài khoản người dùng và 5 nhóm người dùng, phân quyền ủy thác (Delegate Control), thiết lập chia sẻ dữ liệu và kiểm tra kết nối từ máy trạm thông qua mạng ảo.
Về đối tượng và phạm vi nghiên cứu:
- Đối tượng nghiên cứu: Hệ thống quản trị người dùng, phân quyền bảo mật, cơ chế chia sẻ tài nguyên trên hệ điều hành Windows Server và giải pháp tường lửa bảo vệ máy trạm.
- Phạm vi nghiên cứu: Mô hình mạng nội bộ thử nghiệm triển khai cho mô hình doanh nghiệp (công ty Dream Software / công ty XYZ), thực hiện trên phần mềm ảo hóa VMware Workstation và kết nối máy khách qua giải pháp mạng riêng ảo Radmin VPN. Thời gian hoàn thành báo cáo vào tháng 1 năm 2023.
Cơ sở lý thuyết và phương pháp
Cơ sở lý thuyết
Báo cáo xây dựng nền tảng lý thuyết dựa trên các thành tố cấu thành mạng máy tính và cơ chế quản trị hệ điều hành Windows:
- Khái niệm mạng máy tính: Hệ thống mạng được định nghĩa là tập hợp các máy tính và thiết bị ngoại vi được kết nối bằng đường truyền dẫn nhằm chia sẻ thông tin, tài nguyên phần cứng lẫn phần mềm. Cấu trúc mạng tổng thể gồm hai yếu tố chính:
- Phương tiện: Hệ thống thiết bị phần cứng, phần mềm liên kết để tạo lập tài nguyên (thiết bị lưu trữ, máy in, fax, modem, máy vẽ, thông tin mạng).
- Con người: Chủ thể tương tác và khai thác tài nguyên trong phạm vi quyền hạn được cấp.
- Hệ thống người dùng và phân quyền Windows: Hệ điều hành Windows cung cấp cơ chế kiểm soát truy cập thông qua danh sách tài khoản người dùng và nhóm tích hợp sẵn.
- Các tài khoản mặc định và tài khoản hệ thống:
Administrator, Guest, DefaultAccount, WDAGUtilityAccount, Pc, cùng các tài khoản do quản trị viên thiết lập.
- Các nhóm người dùng tích hợp sẵn (Built-in Groups):
Administrators, Users, Guests, Device Owners, Distributed COM Users, Event Log Readers, Hyper-V Administrators, IIS_IUSRS, Performance Log Users, Performance Monitor Users, Remote Management Users, System Managed Accounts Group, _vmware_.
- Các quyền hạn ứng dụng và tài nguyên phần cứng: Cấp phép nâng cấp đặc quyền quản trị (Elevate), chẩn đoán ứng dụng, truy cập lịch, lịch sử cuộc gọi, danh bạ liên hệ, cài đặt dịch vụ hệ thống cục bộ, định vị địa điểm (GPS), nhắn tin, micrô, webcam, nhận dạng khuôn mặt, đầu đọc dấu vân tay, thư viện đa phương tiện (ảnh, nhạc, video), kết nối không dây (WiFi, Bluetooth, NFC) và kết nối có dây (Ethernet, USB).
- Cơ chế chia sẻ thư mục và quyền truy cập: Chia sẻ thư mục là phương thức công khai thư mục cục bộ lên môi trường mạng để các máy trạm có thể truy cập. Các cấp độ quyền truy cập tệp/thư mục (NTFS/Sharing Permissions) gồm:
Full control: Toàn quyền kiểm soát, chỉnh sửa và thay đổi quyền hạn.
Modify: Quyền chỉnh sửa nội dung, thêm và xóa tệp tin.
Read & execute: Đọc và thực thi các chương trình/tệp tin.
List folder contents: Xem danh sách các tệp và thư mục con.
Read: Xem nội dung tệp và thuộc tính.
Write: Ghi dữ liệu, tạo mới tệp và thư mục con.
Special permissions: Các quyền truy cập tùy biến nâng cao.
- Nguyên lý tường lửa (Firewall): Tường lửa đóng vai trò rào chắn kiểm soát lưu lượng truyền thông giữa mạng nội bộ và mạng bên ngoài dựa trên tập luật (rules) và ngoại lệ (exceptions) nhằm ngăn ngừa tấn công mạng, lọc phần mềm độc hại và kiểm soát các cổng dịch vụ.
Phương pháp nghiên cứu
Nhóm tác giả kết hợp các phương pháp nghiên cứu kỹ thuật:
- Phương pháp phân tích và tổng hợp tài liệu: Thu thập và tổng hợp lý thuyết về dịch vụ thư mục Active Directory, các nhóm quyền hạn trên Windows và đặc tả tính năng của 10 công cụ tường lửa phổ biến.
- Phương pháp thực nghiệm mô phỏng: Thiết lập hệ thống mạng máy chủ - máy khách trên nền tảng ảo hóa VMware Workstation, triển khai Windows Server, khởi tạo cơ sở dữ liệu người dùng Active Directory và kiểm thử kết nối thực tế bằng các công cụ dòng lệnh qua mạng ảo Radmin VPN.
Thiết kế và triển khai
Hệ thống quản trị mạng được thiết kế và cài đặt theo mô hình Client - Server trên nền tảng ảo hóa với các bước kỹ thuật chi tiết:
Kiến trúc và môi trường triển khai
Hạ tầng thử nghiệm bao gồm máy chủ chạy hệ điều hành Windows Server được ảo hóa trên phần mềm VMware Workstation. Máy chủ chịu trách nhiệm quản lý định danh người dùng thông qua dịch vụ thư mục Active Directory Domain Services (AD DS) và lưu trữ dữ liệu chia sẻ. Các máy khách (Client) kết nối với máy chủ thông qua mạng riêng ảo Radmin VPN để mô phỏng môi trường làm việc từ xa hoặc liên phòng ban.
Quy trình cấu hình hệ thống
-
Khởi tạo máy chủ ảo:
- Sử dụng VMware Workstation tạo máy ảo mới (Create a new virtual machine).
- Nạp tệp ảnh đĩa (ISO) của hệ điều hành Windows Server.
- Thiết lập cấu hình phần cứng: Chọn vị trí lưu trữ (Location), phân bổ dung lượng bộ nhớ RAM phù hợp với năng lực máy vật lý, chỉ định kích thước ổ đĩa cứng ảo và đặt tên định danh cho máy ảo.
- Tiến hành quá trình cài đặt hệ điều hành tự động đến khi hoàn tất.
-
Cấu hình Active Directory và quản lý tài khoản:
- Truy cập giao diện quản trị
Server Manager -> chọn công cụ Active Directory Users and Computers.
- Tạo mới Đơn vị tổ chức (Organizational Unit - OU) chuyên biệt để quản lý tập trung các đối tượng.
- Khởi tạo danh sách 10 tài khoản người dùng (Users) với các thông tin cá nhân và mật khẩu có độ phức tạp cao (kết hợp chữ hoa, chữ thường và chữ số).
- Khởi tạo 5 nhóm người dùng (Groups) tương ứng với các phòng ban/chức năng.
- Gán người dùng vào từng nhóm thông qua chức năng
Members -> Add -> Check Names.
- Thiết lập phân quyền quản trị theo cấp bậc bằng công cụ ủy quyền điều khiển (
Delegate Control) trên OU.
-
Cấu hình dịch vụ chia sẻ tài nguyên:
- Tạo thư mục lưu trữ dữ liệu dùng chung trên ổ đĩa máy chủ.
- Mở cửa sổ thuộc tính (
Properties) -> chọn thẻ Security -> chọn Edit để thêm danh sách người dùng hoặc nhóm cần cấp quyền.
- Thiết lập các mức độ phân quyền (Read, Write, Modify, Full control) tương ứng với từng đối tượng sử dụng.
-
Kiểm tra và khai thác tài nguyên:
- Cài đặt ứng dụng Radmin VPN trên máy chủ và máy khách.
- Máy chủ tạo mạng ảo (
Create Network) với tên mạng và mật khẩu xác thực.
- Máy khách tham gia mạng ảo (
Join Network) để nhận địa chỉ IP định tuyến.
- Sử dụng công cụ Command Prompt (
cmd) trên máy khách để kiểm tra kết nối thông mạng bằng lệnh ping [IP_Server] và kiểm tra trạng thái cổng dịch vụ (như Telnet cổng 3389 - Remote Desktop).
| Thành phần triển khai |
Công cụ / Phần mềm |
Chức năng kỹ thuật chính |
| Môi trường ảo hóa |
VMware Workstation |
Tạo lập và phân bổ tài nguyên phần cứng cho máy chủ |
| Hệ điều hành máy chủ |
Windows Server |
Cung cấp dịch vụ quản trị người dùng và chia sẻ tài nguyên |
| Quản lý thư mục |
Active Directory Users and Computers |
Khởi tạo OU, quản lý 10 User, 5 Group và ủy quyền quản trị |
| Kiểm soát truy cập |
NTFS Security Permissions |
Phân quyền truy cập thư mục dùng chung (Full Control, Read, Write...) |
| Kết nối mạng ảo |
Radmin VPN |
Tạo kênh kết nối an toàn giữa máy chủ và các máy khách |
| Kiểm tra kết nối |
Lệnh Ping / Telnet |
Xác thực định tuyến IP và trạng thái mở cổng dịch vụ mạng (Port 3389) |
Nội dung chính theo từng chương
Chương 1: Mở đầu
Chương 1 trình bày bối cảnh thực tiễn của công nghệ thông tin trong quản lý doanh nghiệp, sự phụ thuộc vào hạ tầng mạng và các nguy cơ mất an toàn thông tin khi hệ thống bị tấn công. Tác giả nêu rõ mục đích lựa chọn đề tài nhằm giải quyết bài toán quản trị nhân viên và tài nguyên nội bộ cho công ty Dream Software / công ty XYZ.
Nội dung chương đồng thời công bố cơ cấu phân công nhiệm vụ cụ thể của 4 thành viên trong nhóm nghiên cứu:
- Sinh viên Nguyễn Mạnh Đức (MSV: 1671020088): Phụ trách nghiên cứu và biên soạn nội dung Chương 1.
- Sinh viên Bùi Hải Phong (MSV: 1671020236): Phụ trách nghiên cứu cơ sở lý thuyết và biên soạn tài liệu Chương 2.
- Sinh viên Nguyễn Hữu Phong (MSV: 1671020241): Phụ trách thực nghiệm kỹ thuật, triển khai hệ thống Chương 3 và biên tập văn bản.
- Sinh viên Nguyễn Thành Đạt (MSV: 1671020366): Phụ trách tổng hợp, đánh giá và hoàn thiện nội dung Chương 4.
Phần mở đầu cũng ghi nhận lời cảm ơn tới giảng viên hướng dẫn - ThS. Nguyễn Đức Thiện cùng tập thể giảng viên Khoa Công nghệ Thông tin, Trường Đại học Đại Nam.
Chương 2: Cơ sở lý thuyết
Chương 2 tập trung khảo sát chi tiết ba mảng kiến thức nền tảng trong quản trị hệ điều hành và an ninh mạng Windows:
- Hệ thống người dùng và phân quyền: Phân tích danh sách các nhóm người dùng mặc định (
Administrators, Users, Guests, Distributed COM Users, Remote Management Users...), các tài khoản hệ thống cùng tập danh mục quyền hạn chi tiết của Windows đối với phần cứng và ứng dụng.
- Cơ chế chia sẻ thư mục: Làm rõ khái niệm, mục đích chia sẻ tài nguyên và đặc tả 7 cấp độ quyền truy cập thư mục bao gồm Full control, Modify, Read & execute, List folder contents, Read, Write, Special permissions.
- Khảo sát các giải pháp tường lửa cá nhân: Phân tích cơ chế lọc gói tin, quy tắc kiểm soát lưu lượng trên Windows Firewall (thông qua giao diện Control Panel trên Windows XP, Windows Vista, Windows 7) và đánh giá chi tiết 10 phần mềm tường lửa chuyên dụng:
| Tên phần mềm tường lửa |
Các tính năng và cơ chế hoạt động chính |
| Comodo Firewall |
Cung cấp Rating Scan để quét tiến trình, trình duyệt ảo, môi trường ảo diệt virus (Sandbox), công cụ chặn quảng cáo, Virtual Kiosk, Game Mode và tùy chỉnh lịch quét. |
| AVS Firewall |
Giao diện thân thiện, kiểm soát Registry độc hại, chặn cửa sổ bật lên/banner, tích hợp Parent Control để lọc web đen, cho phép cấu hình theo IP/chương trình và ghi nhật ký kết nối. |
| TinyWall |
Tường lửa không hiển thị thông báo làm phiền, hỗ trợ chế độ Autolearn, khóa file hosts, bảo vệ thay đổi Windows Firewall bằng mật khẩu, tích hợp kiểm tra tiến trình qua VirusTotal và hỗ trợ IPv6. |
| NetDefender |
Giao diện đơn giản, cho phép chặn các cổng mạng cụ thể hoặc giao thức FTP, quản lý danh sách chương trình bị chặn, theo dõi sức khỏe thiết bị (Device performance & health) và tích hợp kiểm soát nội dung gia đình. |
| ZoneAlarm Free Firewall |
Hỗ trợ 2 chế độ bảo mật (AUTO-LEARN theo hành vi hoặc MAX SECURITY kiểm soát thủ công), khóa file hosts, chế độ Game Mode và tự động gửi email báo cáo trạng thái bảo mật. |
| PeerBlock |
Cơ chế bảo vệ đặc thù dựa trên việc khóa danh sách địa chỉ IP theo danh mục chỉ định, chặn toàn bộ kết nối đến và đi từ các IP trong danh sách đen, tự động lưu lịch sử chặn IP. |
| Privatefirewall |
Quản lý danh sách đen IP, giám sát hoạt động bất thường của CPU, phát hiện email độc hại trong ứng dụng gửi nhận thư (Outlook), cung cấp chế độ tàng hình khi lướt web và ngăn chặn truy cập trang web xấu. |
| Outpost Firewall |
Cung cấp tùy biến thiết lập nâng cao, cho phép thêm ứng dụng tùy chỉnh, kiểm soát lọc gói tin theo địa chỉ IP và cổng dịch vụ, bảo vệ file hosts chống lây nhiễm. |
| R-Firewall |
Bộ công cụ phòng thủ tập trung vào ngăn chặn các cuộc tấn công mạng từ xa và lọc các trang web có nội dung không an toàn. |
| Ashampoo FireWall |
Cung cấp trình hướng dẫn cấu hình theo hai chế độ (Easy Mode và Expert Mode), tích hợp chế độ Learning Mode (mặc định chặn toàn bộ và yêu cầu cấp quyền thủ công) và kiểm soát các máy trạm trong mạng LAN. |
Chương 3: Nội dung thực hành
Chương 3 là phần trọng tâm về thực nghiệm kỹ thuật, mô tả chi tiết từng bước thao tác quản trị hệ thống:
- Quy trình cài đặt hệ điều hành Windows Server ảo hóa trên VMware: Thao tác từng bước từ khâu tạo máy ảo mới, chỉ định tệp ISO, thiết lập đường dẫn lưu trữ, phân bổ RAM, cấu hình ổ cứng ảo đến khi hoàn thành khởi động máy chủ.
- Thiết lập dịch vụ Active Directory Users and Computers: Hướng dẫn chi tiết các bước tạo Organizational Unit (OU), tạo 10 tài khoản người dùng theo danh sách phân công, khởi tạo 5 nhóm người dùng, thêm thành viên vào nhóm và cấu hình ủy quyền điều khiển (
Delegate Control) cho từng nhóm trên OU.
- Cấu hình chia sẻ thư mục: Thiết lập thư mục dữ liệu dùng chung, phân quyền truy cập chi tiết thông qua thẻ
Properties -> Security -> Edit cho các tài khoản người dùng đã tạo.
- Khai thác và kiểm thử kết nối: Hướng dẫn cài đặt và thiết lập mạng ảo Radmin VPN, xác định địa chỉ IP máy chủ ảo, thực hiện kết nối máy khách và kiểm tra độ thông suốt của mạng bằng lệnh
ping cùng lệnh kiểm tra cổng dịch vụ telnet (port 3389) qua giao diện Command Prompt.
Kết quả và đóng góp
Báo cáo bài tập lớn đã đạt được các kết quả kỹ thuật cụ thể theo đúng mục tiêu đặt ra:
- Kết quả thực nghiệm:
- Triển khai thành công hệ điều hành máy chủ Windows Server trên môi trường ảo hóa VMware Workstation.
- Xây dựng hoàn chỉnh cơ cấu phân cấp trong Active Directory gồm 1 đơn vị tổ chức (OU), 10 tài khoản người dùng cá nhân hóa theo thông tin thành viên và 5 nhóm chức năng.
- Thực hiện phân quyền ủy thác quản trị (Delegate Control) và cấu hình phân quyền bảo mật thư mục dùng chung (NTFS Permissions) theo đúng các cấp độ kiểm soát truy cập.
- Thiết lập thành công kết nối mạng ảo Client - Server thông qua Radmin VPN, xác định chính xác địa chỉ IP và kiểm tra độ ổn định kết nối qua lệnh
ping và telnet.
- Đóng góp của đề tài:
- Hệ thống hóa lý thuyết về cơ chế phân quyền, quản trị tài khoản và các giải pháp tường lửa cá nhân trên môi trường Windows.
- Xây dựng tài liệu hướng dẫn thực hành từng bước (step-by-step) có kèm mô tả trực quan, phục vụ làm tài liệu tham khảo cho sinh viên thực hành các học phần liên quan đến quản trị mạng và hệ điều hành.
Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp
- Hạn chế:
- Hệ thống được triển khai trên môi trường máy ảo hóa cục bộ kết hợp phần mềm VPN trung gian (Radmin VPN) nên chưa phản ánh toàn diện các vấn đề phát sinh trên hạ tầng mạng vật lý quy mô lớn (như cân bằng tải, định tuyến đa nhánh, quản trị băng thông thực tế).
- Báo cáo tập trung vào các thao tác giao diện đồ họa (GUI) cơ bản của Windows Server và Active Directory, chưa đi sâu vào việc triển khai tự động hóa bằng kịch bản lệnh (PowerShell) hoặc thiết lập các chính sách nhóm nâng cao (Group Policy Objects - GPO).
- Hướng mở rộng:
- Nghiên cứu và triển khai các dịch vụ mạng hạ tầng thiết yếu khác trên Windows Server như máy chủ phân giải tên miền (DNS Server), máy chủ cấp phát IP động (DHCP Server), dịch vụ web (IIS).
- Xây dựng hệ thống chính sách nhóm (GPO) toàn diện để quản lý bảo mật máy trạm, tự động hóa ánh xạ ổ đĩa mạng và quản lý phần mềm tập trung.
Giá trị tham khảo
Báo cáo bài tập lớn là tài liệu học tập hữu ích dành cho:
- Sinh viên chuyên ngành Công nghệ Thông tin, Mạng máy tính và Hệ thống thông tin đang theo học các môn học như Mạng máy tính, Quản trị hệ thống Windows, An toàn thông tin hoặc Lập trình hệ thống.
- Kỹ thuật viên quản trị hệ thống mạng mới bắt đầu, cần tài liệu tham khảo nhanh về quy trình cài đặt máy chủ ảo hóa VMware, quản lý người dùng trong Active Directory, phân quyền thư mục dùng chung và thiết lập mạng thử nghiệm qua VPN.
- Phần đáng tham khảo nhất là bảng khảo sát tính năng của 10 phần mềm tường lửa cá nhân và quy trình từng bước cấu hình Active Directory kèm phân quyền thư mục trong Chương 2 và Chương 3.
Câu hỏi thường gặp
1. Đề tài được thực hiện bởi những sinh viên nào và thuộc đơn vị nào?
Đề tài do nhóm 4 sinh viên gồm Nguyễn Hữu Phong (1671020241), Bùi Hải Phong (1671020236), Nguyễn Mạnh Đức (1671020088) và Nguyễn Thành Đạt (1671020366), sinh viên lớp CNTT 16-06, Khoa Công nghệ Thông tin, Trường Đại học Đại Nam thực hiện dưới sự hướng dẫn của ThS. Nguyễn Đức Thiện vào tháng 1 năm 2023.
2. Nhóm tác giả đã khảo sát những phần mềm tường lửa cá nhân nào trong báo cáo?
Báo cáo khảo sát chi tiết 10 phần mềm tường lửa cá nhân bao gồm: Comodo Firewall, AVS Firewall, TinyWall, NetDefender, ZoneAlarm Free Firewall, PeerBlock, Privatefirewall, Outpost Firewall, R-Firewall và Ashampoo FireWall.
3. Cơ chế phân quyền thư mục trên Windows bao gồm những quyền truy cập cụ thể nào?
Các quyền truy cập vào thư mục được chia sẻ gồm có 7 quyền: Full control, Modify, Read & execute, List folder contents, Read, Write và Special permissions.
4. Trong phần thực hành, nhóm sinh viên đã khởi tạo số lượng tài khoản và nhóm người dùng như thế nào?
Trong công cụ Active Directory Users and Computers, nhóm tác giả đã tạo 1 đơn vị tổ chức (OU), khởi tạo 10 tài khoản người dùng (User) với mật khẩu độ phức tạp cao, tạo 5 nhóm người dùng (Group), thêm người dùng vào nhóm và thực hiện phân quyền thông qua tính năng Delegate Control.
5. Giải pháp nào được sử dụng để kết nối và kiểm tra thông mạng giữa máy chủ và máy khách?
Nhóm tác giả sử dụng phần mềm Radmin VPN để thiết lập mạng riêng ảo kết nối giữa máy chủ và máy khách, sau đó dùng công cụ Command Prompt chạy lệnh ping để kiểm tra thông mạng theo địa chỉ IP VPN và kiểm tra kết nối cổng dịch vụ (Telnet port 3389).
Kết luận
Báo cáo bài tập lớn đã hoàn thành mục tiêu nghiên cứu lý thuyết và thực hành triển khai hệ thống quản trị mạng nội bộ cho doanh nghiệp trên nền tảng Windows Server. Nhóm tác giả đã xây dựng thành công mô hình máy chủ ảo hóa trên VMware, cấu hình quản lý tập trung 10 tài khoản người dùng và 5 nhóm trong Active Directory, phân quyền chia sẻ thư mục và kiểm thử kết nối qua mạng ảo Radmin VPN. Tài liệu cung cấp góc nhìn thực hành cơ bản, tường minh về quy trình thiết lập hạ tầng dịch vụ mạng cho sinh viên và người học ngành Công nghệ Thông tin.