Chương 1. Tìm hiểu một số kiến trúc quản trị mạng cơ bản. Giới thiệu thiết kế tổng thể hệ thống quản trị mạng cho phép tích hợp qua giao diện Web. Hệ thống quản trị mạng mã nguồn mở Nagios, Cacti Chương 3.
Phân tích và triển khai ứng dụng thực tế trên mô hình thử nghiệm tại trường Đại học Hải Phòng. Phƣơng pháp nghiên cứu: - Thu thập, phân tích và tổng hợp các tài liệu, thông tin có liên quan đến đề tài. - Xây dựng bài toán thực nghiệm để minh chứng những nghiên cứu về lý thuyết của đề tài. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài: - Là tài liệu tham khảo về kiến trúc quản trị mạng và phần mềm mã nguồn mở Nagios, Cacti.
- Nắm vững nội dung nghiên cứu về tổng quan các kiến trúc của hệ thống quản lý hiện tại của mạng, giao thức SNMP. - Ý nghĩa thực tiễn của đề tài: Xây dựng, thiết kế, thử nghiệm và ứng dụng quản trị mạng trong công việc thực tế của mình và triển khai tại trường Đại học Hải Phòng. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.vn/ 4 Chƣơng 1 TỔNG QUAN VỀ QUẢN TRỊ MẠNG 1.1 Khái niệm quản trị mạng Các cơ chế quản trị mạng được nhìn nhận từ hai góc độ, góc độ mạng chỉ ra hệ thống quản trị nằm tại các mức cao của mô hình OSI và từ phía người điều hành quản trị hệ thống. Mặc dù có rất nhiều quan điểm khác nhau về mô hình quản trị mạng nhưng chúng đều thống nhất bởi 3 chức năng quản trị cơ bản chính là: giám sát,.
Chức năng giám sát: có nhiệm vụ thu thập liên tục các thông tin về trạng thái của các tài nguyên được quản lí sau đó chuyển các thông tin này dưới dạng các sự kiện và đưa ra các cảnh báo khi các tham số của tài nguyên mạng được quản lí vượt quá ngưỡng cho phép. Chức năng quản lí: có nhiệm vụ thực hiện các yêu cầu của người quản trị hoặc các ứng dụng quản trị nhằm thay đổi trạng thái hay cấu hình của một tài nguyên nào đó được quản lí. Chức năng đưa ra báo cáo: có nhiệm vụ chuyển đổi và hiển thị các báo cáo dưới dạng mà người quản trị có thể đọc, đánh giá hoặc tìm kiếm, tra cứu thông tin được báo cáo. Trong thực tế, tuỳ theo từng công việc cụ thể mà còn có một vài chức năng khác được kết hợp với hệ thống để quản trị ví dụ: quản trị được sử dụng như quản lí dung lượng thiết bị, triển khai dịch vụ, quản lí tóm tắt tài nguyên, quản lí việc phân phối tài nguyên mạng các hệ thống quản lí việc sao lưu và khôi phục tình trạng của hệ thống, vận hành quản lí tự động.
Phần lớn các chức năng phức tạp kể trên đều được xây dựng dựa trên nền tảng của ba chức năng quản lí lớp cao là: giám sát, điều khiển và đưa ra báo cáo. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.vn/ 5 Hiện nay có hai phương pháp quản trị mạng được sử dụng khá phổ biến là quản trị mạng tập trung và quản trị mạng phân cấp. Đối với hình thức quản trị mạng tập trung; chỉ có một thiết bị quản lí thu nhận các thông tin và điều khiển toàn bộ các thực thể mạng. Các chức năng quản lí được thực hiện bởi Manager, khả năng của hệ thống phụ thuộc rất lớn vào mức độ thông minh của Manager.
Kiến trúc này thường được sử dụng rất nhiều trong quản trị mạng so với các chức năng thuộc Manager chức năng Agent thường rất đơn giản, thông tin trao đổi từ Manager tới các Agent thông qua các giao thức thông tin quản lí như giao thức SNMP (Simple Network Management Protocol). Tuy nhiên hệ thống quản trị mạng tập trung rất khó mở rộng vì làm tăng độ phức tạp của hệ thống.1 M« h×nh qu¶n lý m¹ng tËp trung Ưu điểm: quan sát cảnh báo và các sự kiện mạng từ một vị trí, bảo mật được khoanh vùng đơn giản. Nhược điểm: lỗi hệ thống quản lí chính sẽ gây tác hại tới toàn bộ mạng, tăng độ phức tạp khi có thêm các phần tử mới vào mạng. Đối với phương thức quản trị mạng phân cấp; hệ thống được chia thành các vùng tùy theo nhiệm vụ quản lí tạo ra hệ thống phân cấp quản trị.
Trung tâm xử Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.vn/ 6 lý đặt tại gốc của cây phân cấp, các hệ thống phân tán được đặt tại nhánh của cây.2 Một số kiến trúc quản trị mạng 1.1 Mô hình OSI Dựa trên kiến trúc phân tầng, OSI đã đưa ra mô hình 7 tầng (layer) cho mạng, mỗi tầng giữ các chức năng mạng khác nhau. Mỗi một chức năng của mạng có thể được gán với một hoặc một cặp tầng liền kề của 7 tầng và có quan hệ độc lập với các lớp khác. Đây là một ưu điểm lớn của mô hình tham chiếu OSI. Do vậy OSI là mô hình kiến trúc được sử dụng rộng rãi cho truyền thông giữa các mạng máy tính.
Hay còn gọi là mô hình kết nối hệ thống mở hoặc mô hình OSI (Open Systems Interconnection Model).2 Mô hình OSI 7 tầng Nhóm các tầng thấp (Physical, Data link, Network, Transport) liên quan đến các phương tiện cho phép truyền dữ liệu qua mạng. Các tầng thấp đảm nhiệm việc truyền dữ liệu, thực hiện quá trình đóng gói, dẫn đường, kiểm duyệt và truyền từng nhóm dữ liệu. Các tầng này không cần quan tâm đến loại dữ liệu mà nó nhận được hay gửi cho tầng ứng dụng, mà chỉ đơn thuần là gửi chúng đi. Nhóm các tầng cao (Session, Presentation, Application) liên quan chủ yếu Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.vn/ 7 đến việc đáp ứng các yêu cầu của người sử dụng để triển khai các ứng dụng của họ trên các mạng thông qua các phương tiện truyền thông cung cấp bởi các nhóm tầng thấp.
Hệ thống kết nối mở OSI là hệ thống cho phép truyền thông tin với các hệ thống khác, trong đó các mạng khác nhau, sử dụng những giao thức khác nhau, có thể thông báo cho nhau thông qua chương trình để chuyển từ một giao thức này sang một giao thức khác. Mô hình OSI đưa ra giải pháp cho vấn đề truyền thông giữa các máy tính không giống nhau. Hai hệ thống, dù khác nhau đều có thể truyền thông với nhau một cách hiệu quả nếu chúng đảm bảo những điều khiển chung sau đây : 1. Các hệ thống đều cài đặt cùng một tập hợp các chức năng truyền thông.
Các chức năng đó được tổ chức thành cùng một tập các tầng. Các tầng đồng mức phải cung cấp các chức năng như nhau, nhưng phương thức cung cấp không nhất thiết phải giống nhau. Các tầng đồng mức phải sử dụng một giao thức chung. Để đảm bảo những điều trên cần phải có các chuẩn xác định các chức năng và dịch vụ được cung cấp bởi một tầng (nhưng không cần chỉ ra chúng phải cài đặt như thế nào).
Các chuẩn cũng phải xác định các giao thức giữa các tầng đồng mức. Mô hình OSI chính là cơ sở để xây dựng các chuẩn đó. Tầng vật lý Tầng vật lý (Physical Layer) cung cấp phương tiện truyền tin, thủ tục khởi động, duy trì hủy bỏ các liên kết vật lý, giữ nhiệm vụ chuyển tải các bit thông tin trên kênh truyền thông. Tầng vật lý làm việc với các giao diện; cơ, điện và giao diện thủ tục (chức năng) trên môi trường vật lý, không quan tâm đến nội dung biểu diễn của các bit thông tin.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.vn/ 8 Thực chất tầng này thực hiện nối liền các phần tử của mạng thành một hệ thống bằng các phương pháp vật lý, ở mức này sẽ có các thủ tục đảm bảo cho các yêu cầu về chuyển mạch hoạt động nhằm tạo ra các đường truyền thực cho các chuỗi bit thông tin. Tầng liên kết dữ liệu Tầng liên kết dữ liệu (Data Link Layer) có nhiệm vụ thiết lập, duy trì, huỷ bỏ các liên kết dữ liệu kiểm soát lưu luợng dữ liệu, phát hiện và khắc phục sai sót nếu có khi truyền tin. Tiến hành chuyển đổi thông tin dưới dạng chuỗi các bit ở mức mạng thành từng đoạn gọi là khung tin (Frame). Sau đó đảm bảo truyền liên tiếp các khung tin tới tầng vật lý, đồng thời xử lý các thông báo từ trạm thu gửi trả lại.
Bít thông tin trong khung tin đều mang những ý nghĩa riêng, bao gồm các trường địa chỉ, trường kiểm tra, dữ liệu và kiểm tra lỗi dùng cho các mục đích riêng. Nhiệm vụ chính của mức này là khởi tạo, tổ chức các khung tin và xử lý các thông tin liên quan tới khung tin (Frame). Tầng mạng Tầng mạng (Network Layer) được xây dựng dựa trên kiểu nối kết (điểm tới điểm) do tầng liên kết dữ liệu cung cấp, bảo đảm trao đổi thông tin giữa các mạng con trong một mạng lớn, mức này còn được gọi là mức thông tin giữa các mạng con với nhau. Có nhiệm vụ gán địa chỉ cho các bản tin và chuyển đổi địa chỉ logic thành các địa chỉ vật lý.
Thực hiện chọn đường truyền tin, cung cấp dịch vụ định tuyến (chọn đường) cho các gói dữ liệu trên mạng. Tầng này chỉ ra dữ liệu từ nguồn tới đích sẽ đi theo tuyến nào trên cơ sở các điều kiện của mạng, độ ưu tiên dịch vụ và các Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.vn/ 9 nhân tố khác. Kiểm soát luồng dữ liệu, khắc phục sai sót, (cắt/hợp) dữ liệu, giúp loại trừ sự tắc nghẽn cũng như điều khiển luồng thông tin. Tầng giao vận Tầng giao vận (Transport Layer) giúp đảm bảo độ tin cậy khi chuyển giao dữ liệu và tính toàn vẹn của dữ liệu từ nơi gửi đến nơi nhận.
Điều này được thực hiện dựa trên cơ chế kiểm tra lỗi do các tầng bên dưới cung cấp. Tầng giao vận còn chịu trách nhiệm tạo ra nhiều kết nối cục bộ trên cùng một kết nối mạng gọi là ghép kênh (Multiplexing), phân chia thời gian xử lý (Time sharing), (cắt /hợp) dữ liệu. Nhiệm vụ của tầng này là xử lý các thông tin chuyển tiếp các chức năng từ tầng phiên đến tầng mạng và ngược lại. Thực chất mức truyền này là đảm bảo thông tin giữa các máy chủ với nhau.
Mức này nhận các thông tin từ tầng phiên, phân chia thành các đơn vị dữ liệu nhỏ hơn và chuyển chúng tới mức mạng. Tầng phiên Tầng phiên (Session layer) có nhiệm vụ thiết lập, duy trì, đồng bộ hoá và huỷ bỏ các phiên truyền thông. Liên kết phiên phải được thiết lập thông qua đối thoại và trao đổi các thông số điều khiển.
