Giáo trình Thiết kế và xây dựng mạng LAN và WAN

nhập được vào mạng với quyền lớn, hay mò ra các thông tin quan trọng. Hành động quét (Scan). Hành động quét là việc dùng một công cụ tự động để thực hiện thăm dò tìm lỗ hổng an ninh của hệ thống với một số lượng lớn. Hành động quét đôi khi là kết quả của một lỗi hệ thống như hỏng hay mất cấu hình của một dịch vụ. Nhưng cũng có thể là giai đoạn đầu mà tin tặc dùng để tìm các lỗ hổng an ninh mạng chuẩn bị cho một cuộc tấn công. Quản trị hệ thống cũng có thể dùng phương pháp quét để phát hiện các điểm yếu về an ninh - an toàn trong hệ thống mạng của mình. Hành động vào một tài khoản (Account Compromise). Hành động vào một tài khoản là hành động dùng một tài khoản không được phép. Hành động này có thể gây mất dữ liệu quan trọng, hay là hành động dùng trộm dịch vụ, lấy cắp dữ liệu. Người dùng mạng bị tin tặc lấy cắp mật khẩu. Cách vào một máy tính dễ nhất là có được mật khẩu và vào máy bằng lệnh login; rào cản tin tặc đầu tiên là mật khẩu. Nếu mật khẩu bị mất, thì tin tặc có thể làm mọi thứ mà người dùng đó được phép. Hành động vào quyền quản trị (Root Compromise). Hành động vào quyền quản trị là hành động vào một tài khoản có quyền lớn nhất của hệ thống, do vậy có thể gây ra những hậu quả rất nghiêm trọng cho hệ thống. Từ việc thay đổi toàn bộ cấu hình của hệ thống, đến việc cài đặt các công cụ phá hoại, lấy cắp thông tin, cho đến việc tổ chức các cuộc tấn công lớn. Hành động thu lượm các gói tin (Packet Sniffer). 130 Hành động thu lượm các gói tin là việc thực hiện chương trình bắt các gói dữ liệu đang truyền trên mạng do vậy bắt được cả thông tin người dùng, mật khẩu và cả các thông tin riêng tư ở dạng văn bản. Dựa vào các thông tin thu lượm được tin tặc có thể thực hiện tấn công hệ thống. Hành động tấn công từ chối dịch vụ (Denial of Service). Mục đích của hành động tấn công từ chối dịch vụ là ngăn cản không cho người dùng hợp pháp sử dụng dịch vụ. Tấn công từ chối dịch vụ có thể thực hiện bằng nhiều cách, như tạo tìm cách sử dụng bất hợp pháp tất cả các tài nguyên mạng như treo các kết nối, tạo luồng dữ liệu lớn, gây tắc nghẽn tại các cổng kết nối,... Làm thế nào để đảm bảo an toàn-an ninh khi kết nối WAN? Các vấn đề về an ninh-an toàn khi kết nối WAN cần được xem xét và thực hiện sau khi đã chọn giải pháp kết nối, nhất là khi kết nối WAN cho các mạng công tác, mà sử dụng các mạng dữ liệu công cộng, hay mạng internet. 3.2.2.2 Xây dựng mô hình an ninh-an toàn khi kết nối WAN ¾ Các bước xây dựng : − Xác định cần bảo vệ cái gì ? − Xác định bảo vệ khỏi các loại tấn công nào ? − Xác định các mối đe dọa an ninh có thể ? − Xác định các công cụ để bảo đảm an ninh ? − Xây dựng mô hình an ninh-an toàn Thường xuyên kiểm tra các bước trên, nâng cấp, cập nhật và vá hệ thống khi có một lỗ hổng an ninh - an toàn được cảnh báo. Mục đích của việc xây dựng mô hình an ninh - an toàn khi kết nối WAN là xây dựng các phương án để triển khai vấn đề an ninh - an toàn khi kết nối và đưa WAN vào hoạt động. Đầu tiên, mục đích và yêu cầu về an ninh-an toàn hệ thống ứng dụng phải được vạch ra rõ ràng. Chẳng hạn mục tiêu và yêu cầu an ninh-an toàn khi kết nối WAN cho các cơ quan hành chính nhà nước sẽ khác với việc kết nối WAN cho các trường đại học. Thứ hai, mô hình an ninh-an toàn phải phù hợp với các chính sách, nguyên tắc và luật lệ hiện hành. Thứ ba, phải giải quyết các vấn đề liên quan đến an ninh-an toàn một cách toàn cục. Có nghĩa là phải đảm bảo cả về phương tiện kỹ thuật và con người triển khai. 131 3.2.2.3 Một số công cụ triển khai mô hình an toàn-an ninh ¾ Hệ thống tường lửa 3 phần(Three-Part Firewall System) • Tường lửa là gì? Tường lửa là một công cụ phục vụ cho việc thực hiện an ninh - an toàn mạng từ vòng ngoài, nhiệm vụ của nó như là hệ thống hàng rào vòng ngoài của cơ sở cần bảo vệ. Khi kết nối hai hay nhiều phần tử của WAN, chẳng hạn kết nối một NOC với với nhiều POP, khi đó nguy cơ mất an ninh tại các điển kết nối là rất lớn, tường lửa là công cụ được chọn đặt tại các điểm kết nối đó. Tường lửa trong tiếng Anh là Firewall, là ghép của 2 từ fireproof và wall nghĩa là ngăn không cho lửa cháy lan. Trong xây dựng, tường lửa được thiết kế để giữ không cho lửa lan từ phần này của toà nhà sang phần khác của toà nhà khi có hoả hoạn. Trong công nghệ mạng, tường lửa được xây dựng với mục đích tương tự, nó ngăn ngừa các hiểm hoạ từ phía cộng đồng các mạng công cộng hay mạng INTERNET, hay tấn công vào một mạng nội bộ (internal network) của một công ty, hay một tổ chức khi mạng này kết nối qua mạng công cộng, hay INTERNET. • Chức năng của hệ thống tường lửa: Tường lửa đặt ở cổng vào/ra của mạng, kiểm soát việc truy nhập vào/ra mạng nội bộ để ngăn ngừa tấn công từ phía ngoài vào mạng nội bộ. Tường lửa phải kiểm tra, phát hiện, dò tìm dấu vết tất cả các dữ liệu đi qua nó để làm cơ sở cho các quyết định (cho phép, loại bỏ, xác thực, mã hoá, ghi nhật ký,..) kiểm soát các dịch vụ của mạng nó bảo vệ. Để đảm bảo mức độ an ninh - an toàn cao, tường lửa phải có khả năng truy nhập, phân tích và sử dụng các thông tin về truyền thông trong cả 7 tầng và các trạng thái của các phiên truyền thông và các ứng dụng. Tường lửa cũng phải có khả năng thao tác các các dữ liệu bằng các phép toán logic, số học nhằm thực hiện các yêu cầu về an ninh - an toàn. Tường lửa bao gồm các thành phần: các bộ lọc hay sàng lọc. Gateway Cæng Vµo/ra Bé Läc Vµo Bé Läc ra M« h×nh t−êng löa M¹ng trong M¹ng Ngoµi Hình 3-22: Mô hình logic của tường lửa 132 Tường lửa chính là cổng (gateway) vào/ra của một mạng nội bộ (mạng trong), trên đó có đặt 2 bộ lọc vào/ra để kiểm soát dữ liệu vào/ra mạng nội bộ. Xác định vị trí đặt tường lửa trong hệ thống mạng hiện đại. Theo truyền thống thì tường lửa được đặt tại vị trí vào/ra mạng nội bộ (mạng được bảo vệ) với mạng công cộng(mạng ngoài), hay mạng internet ( internet, khi kết nối với internet). Ngày nay trong một tổ chức khi kết nối WAN có thể kết nối đoạn mạng khác nhau, và do yêu cầu về an ninh - an toàn của các đoạn mạng đó khác nhau. Khi đó tường lửa sẽ được đặt ở vị trí vào/ra của các đoạn mạng cần bảo vệ. Dưới đây các đoạn mạng 1, 5, 7 cần bảo vệ. M¹ng 1 M¹ng 3 M¹ng 1 M¹ng 4 M¹ng 5 M¹ng 6 M 7 M¹ng 1M 2 FW FW FW FW Hình 3-23: Vị trí đặt tường lửa trên mạng Dữ liệu vào/ra mạng nội bộ với mạng ngoài đều đi qua tường lửa, do đó tường lửa có thể kiểm soát và đảm bảo dữ liệu nào là có thể được chấp nhận (acceptable) cho phép vào/ra mạng nội bộ. Về mặt logic thì tường lửa là bộ tách, bộ hạn chế và bộ phân tích. Tường lửa là điểm thắt(choke point). Cơ chế này bắt buộc những kẻ tấn công từ phía ngoài chỉ có thể thâm nhập vào hệ thống qua một kênh rất hẹp (nơi này thể giám sát và điều khiển được). Cơ chế này hoạt động cũng tương tự như các trạm thu phí giao thông đặt tại các đầu cầu, hay các điểm kiểm soát vé vào cổng ở một sân vận động. Tuy nhiên cơ chế này có một yếu điểm là nó không thể ngăn chặn được những kẻ tấn công xâm nhập vào hệ thống bằng cách đi vòng qua nó, hay tấn công từ bên trong. Các mối đe dọa mà tường lửa có thể chống lại được là: 133 Chống lại các cuộc thâm nhập từ xa đến các nguồn thông tin khi không được phép. Từ chối các dịch vụ đưa thông tin từ mạng ngoài vào mạng nội bộ với mục đích làm rối loạn hệ thống. Quản lý được truy nhập ra mạng ngoài, do đó cấm được truy nhập từ mạng nội bộ ra ngoài khi cần thiết. Bằng cơ chế xác thực chống lại sự giả danh để truy nhập mạng từ mạng ngoài vào. Ngoài ra tường lửa còn có khả năng trợ giúp cho người quan trị hệ thống như ghi nhật ký, điểu khiển truy nhập, phát hiện các thâm nhập đáng ngờ, có phản ứng khi có các trạng thái khả nghi, ... Ngoài những ưu điểm đã liệt kê ở trên, thì tường lửa cũng có nhược điểm như tường lửa không chống được virút, không chống lại được tin tặc tấn cống từ cổng sau (backdoor) Hình 3-24: Mô hình hệ thống tường lửa 3 phần ¾ Hệ thống phát hiện đột nhập mạng Giới thiệu Như đã trình bầy ở phần trên công nghệ tường lửa không thể bảo vệ an ninh - an toàn mạng đầy đủ, nó chỉ là một phần trong mô hình an ninh-an toàn khi kết nối WAN. Tường lửa không tự nhận ra được các cuộc tấn công và cũng không tự ngăn chặn được các cuộc tấn công đó. Có thể xem hệ thống tường lửa như hàng rào và hệ thống gác cổng vào/ra, không có khả năng phát hiện tin tặc tấn công, cũng không tự phản ứng được với các cuộc tấn công mà nó chưa biết trước . 134 Trong phần này chúng ta trình bầy một công cụ phục vụ an ninh - an toàn mạng thứ hai, đó là công nghệ phát hiện đột nhập, nó là công cụ bổ sung cho công cụ tường lửa. Nếu tường lửa là các trạm gác, thì hệ thống phát hiện đột nhập được xem như hệ thống các camera/video theo dõi, giám sát và là hệ thống báo động. Nó thường được đặt ở ngay trong trạm gác "tường lửa", hay đặt ở các vị trí quan trọng bên trong của mạng, nhằm chủ động phát hiện ra dấu hiệu mất an ninh-an toàn, hay phát hiện ra các cuộc tấn công không biết trước. Hệ phát hiện đột nhập mạng là gì? Là hệ thống nhằm phát hiện ra việc sử dụng không hợp pháp tài nguyên hệ thống, phát hiện những hoạt động lạm dụng, tấn công vào hệ thống máy tính hoặc mạng máy tính. Hệ phát hiện đột nhập IDS (intrusion detection system) là hệ thống bao gồm phần mềm và phần cứng thực hiện việc theo dõi, giám sát, thu nhận thông tin từ các nguồn khác nhau, sau đó phân tích để phát hiện ra dấu hiệu (“signature”) của sự đột nhập (dấu hiệu của các hoạt động tấn công hay lạm dụng hệ thống), cảnh báo cho quản trị hệ thống, hay ra các quyết định phản ứng để phòng vệ. Nói một cách tổng quát IDS là hệ thống cho phép phát hiện các dấu hiệu làm hại đến tính bảo mật, tính toàn vẹn, và tính sẵn dùng của hệ thống máy tính hay hệ thống mạng máy tính làm cơ sở cho việc phản ứng lại, bảo đảm an ninh - an toàn hệ thống. Để phát hiện ra những dấu hiệu của sự đột nhập, IDS cần phân tích các hoạt động của hệ thống, đồng thời nó phải có khả năng chỉ ra hoạt động nào là hoạt động tấn công hoặc lạm dụng hệ thống. Đôi khi để phát hiện sự đột nhập cần phải kết hợp nhiều phương pháp phân tích và quá trình phân tích cũng chia ra làm nhiều bước để phát hiện việc đột nhập đã vào chưa và ở mức độ nào (trước khi, trong khi, hay sau khi đã đột nhập thành công vào hệ thống?). Chẳng hạn một cuộc đột nhập bị phát hiện trước khi xảy ra thì người quản trị hệ thống sẽ dễ dàng ngăn chặn hoặc là cơ sở để giăng bẫy để bắt kẻ đột nhập khi chúng đột nhập và tấn công vào hệ thống (thu thập chứng cứ cho việc truy tố sau này). Nếu việc đột nhập được phát hiện trong khi đang xảy ra, hay thậm chí sau khi nó đã hoàn thành, thì điều phải làm đầu tiên của người quản trị hệ thống là đánh giá mức độ gây hại và cô lập đoạn mạng bị tấn công. Cơ sở để thực hiện phản ứng lại với những hoạt động gây hại thường là ghi các sự kiện ra một hay nhiều nhật ký hệ thống thuận tiện cho việc phân tích sau này. Hệ thống phát hiện đột nhập cũng có thể được cấu hình để báo động khi có dấu hiệu 135 tấn công được phát hiện (dấu hiệu này được lưu trong cơ sở dữ liệu các dấu hiệu về các cuộc tấn công đã được biết). Phản ứng lại với các hoạt động gây hại cũng có thể là ngăn chặn tin tặc truy nhập vào hệ thống hoặc cho phép truy nhập kèm theo giám sát chặt, hoặc kích hoạt hệ thống tường lửa ngăn chặn các tác nhân gây hại. Những hoạt động đột nhập là những hoạt động xâm nhập vào hệ thống một cách có ý thức mà không được phép của chủ hệ thống, nhằm mục đích: − Truy cập các thông tin không được phép. − Phá hoại thông tin. − Phá hoại an ninh- an toàn hệ thống, làm cho hệ thống trở nên không tin cậy hoặc không hoạt động được,.... Hình 3-25: đồ cấu trúc của một hệ thống phát hiện đột nhập Người đột nhập trong cuộc xâm nhập vào một hệ thống một cách có ý thức được phân làm hai dạng: từ bên trong và từ bên ngoài. Những kẻ đột nhập từ bên ngoài là những người không có quyền truy nhập vào máy hay mạng. Những kẻ xâm nhập từ bên trong là những người dùng hợp pháp nhưng chỉ được cấp quyền hạn chế trong hệ thống. Họ hoạt động bằng cách cố gắng truy cập tới những phần mà họ không được phép truy nhập của hệ thống. Họ truy nhập vì tò mò hoặc để lấy trộm thông tin không được phép. Hệ phát hiện đột nhập là một hệ thống có các chức năng sau: − Theo dõi, giám sát toàn mạng, thu nhận thông tin từ nhiều nguồn khác nhau của hệ thống. − Phân tích những thông tin đã nhận được, để phát hiện những dấu hiệu phản ánh sự lạm dụng hệ thống hoặc những dấu hiệu phản ánh những hoạt động bất thường xảy ra trong hệ thống. 136 − Quản lý, phân tích hoạt động của người sử dụng hệ thống. − Kiểm tra cấu hình hệ thống và phát hiện khả năng hệ thống có thể bị tấn công. − Phân tích bằng thống kê để phát hiện những dấu hiệu thể hiện hoạt động bất thường của hệ thống. − Quản lý nhật ký của hệ điều hành để phát hiện các hoạt đông vi phạm quyền của các người dùng. − Tổ chức tự động phản ứng lại những hành động đột nhập hay gây hại mà nó phát hiện ra, ghi nhận những kết quả của nó. Hình 3-26: Các vị trí đặt hệ phát hiện đột nhập ¾ Hệ thống phát hiện lỗ hổng an ninh Hệ thống phát hiện lỗ hổ an ninh là hệ thống gồm các công cụ quét, và thử thăm dò tấn công mạng. Nó được người quản trị mạng dùng để phát hiện ra các lỗ hổng về an ninh an toàn trước khi đưa mạng vào hoạt động, và thường xuyên theo dõi để nâng cấp, vá các lỗ hỏng an ninh. 3.2.2.4 Bảo mật thông tin trên mạng Công nghệ mã mật (cryptography) Một trong những nguyên nhân sơ đẳng mà tin tặc có thể thành công là hầu hết các thông tin chúng ta truyền trên mạng đều ở dạng dễ đọc, dễ hiểu. Khi chúng ta kết nối WAN bằng công nghệ IP thì tin tặc dễ dàng thấy có thể bắt các gói tin bằng công cụ bắt gói (network sniffer), có thể khai thác các thông tin này để thực hiện tấn công mạng. Một giải pháp để giải quyết vấn đề này là dùng mật mã để ngăn tin tặc có thể khai thác các thông tin chúng bắt được khi nó đang được truyền trên mạng. Mã hoá (Encryption) là quá trình dịch thông tin từ dạng nguồn dễ đọc sang dạng mã khó hiểu.Giải mã (Decryption) là quá trình ngược lại. Việc dùng mật mã sẽ đảm bảo tính bảo mật của thông tin truyền trên mạng, cũng như bảo vệ tính toàn vẹn, tính xác thực của thông tin khi lưu trữ. 137 Mã mật được xây dựng để đảm bảo tính bảo mật (confidentiality), khi dữ liệu lưu chuyển trên mạng. Khi dữ liệu đã được mã hóa thì chỉ khi biết cách giải mã mới có khả năng sử dụng dữ liệu đó. Hiện nay các kỹ thuật mã hóa đã phát triển rất mạnh với rất nhiều thuật toán mã hóa khác nhau. Các hệ mã khoá được chia làm hai lớp chính: Mã khoá đối xứng hay còn gọi là mã khoá bí mật. Mã khoá bất đối xứng hay còn gọi là mã khoá công khai. Hệ mã đối xứng – Khoá mã bí mật. Hệ mã đối xứng là hệ sử dụng một khoá bí mật cho các tác vụ mã hoá và giải mã. Có nhiều thuật toán khoá bí mật khác nhau nhưng giải thuật được dùng nhiều nhất trong loại này là: DES (Data Encryption Standard). DES mã hoá khối dữ liệu 64 bit dùng khoá 56 bit. Hiện nay trong một số hệ thống sử dụng DES3 (sử dụng 168bit khoá thực chất là 3 khoá 56 bit) IDEA (International Data Encryption Standard).IDEA trái với DES, nó được thiết kế để sử dụng hiệu quả hơn bằng phần mềm. Thay vì biến đổi dữ liệu trên các khối có độ dài 64 bit, IDEA sử dụng khóa 128 bit để chuyển đổi khối dữ liệu có độ dài 64 bit tạo ra khối mã cũng có dài 64 bit. Thuật toán này đã được chứng minh là khá an toàn và rõ ràng là hơn hẳn DES. Các hệ mã hoá đối xứng thường được sử dụng trong quân đội, nội vụ, ngân hàng,... và một số hệ thống yêu cầu an toàn cao. Vấn đề khó khăn khi sử dụng khoá bí mật là vấn đề trao đổi khoá. Trao đổi khoá bí mật luôn phải truyền trên một kênh truyền riêng đặc biệt an toàn, tuyệt đối không sử dụng kênh truyền là kênh truyền dữ liệu. Hệ mã bất đối xứng – Khoá mã công khai. Mã khoá công khai đã được tạo ra để giải quyết hai vấn đề khó khăn nhất trong khoá quy ước đó là sự phân bố khoá và chữ ký số. Hoạt động của hệ thống mạng sử dụng mã khoá công khai như sau: Khởi tạo hệ thống đầu cuối: Mỗi hệ thống đầu cuối trong mạng tạo ra một cặp khoá để dùng mã hoá và giải mã thông tin sẽ nhận. Khoá thứ nhất K1 là khoá bí mật; Khoá thứ hai K2 là khóa công khai. Các hệ thống công bố rộng rãi khoá K2 của mình trên mạng. Khoá K1 được giữ bí mật. Mã hoá và giải mã thông tin: 138 Khi một người dùng A muốn gửi thông tin cho người dùng B Người dùng A sẽ mã hoá thông tin bằng khoá công khai của người dùng B (K2B). Khi người dùng B nhận được thông tin nó sẽ giải mã thông tin bằng khoá bí mật của mình (K1B). Chữ ký số Khi người dùng A gửi chữ ký cho người dùng B Người dùng A mã hoá chữ ký của mình bằng khoá bí mật của chính mình (K1A). Người dùng B nhận được chữ ký của người dùng A, người dùng B sẽ giải mã chữ ký của người dùng A bằng khoá công khai của người dùng A (K2A). Chuyển đổi khoá Khi người dùng A gửi thông tin khoá cho người dùng B. Người dùng A mã hoá thông tin khoá 2 lần. Lần đầu bằng khoá bí mật của bản thân (K1A); Lần hai bằng mã công khai của người nhận (K2B). Người dùng B nhận được thông tin khoá sẽ giải mã thông tin khoá hai lần. Lần đầu bằng khoá bí mật của bản thân (K1B). Lần 2 bằng khoá công khai của người gửi (K2A). Một số giải thuật cho mã khoá công khai được sử dụng như: Diffie_Hellman, RSA, ECC, LUC, DSS,... ¾ Mô hình ứng dụng Mô hình ứng dụng là mô hình xây dựng trên các ứng dụng yêu cầu kết nối WAN Phân tích kết nối dựa trên các yêu cầu ứng dụng Tách, gộp các ứng dụng, đánh giá yêu cầu giải thông, đánh giá yêu cầu chất kượng dịch vụ, đánh giá yêu cầu độ tin cậy của các kết nối,... Trên cơ sở các mô hình phân cấp, mô hình tôpô, mô hình ứng dụng, và mô hình an ninh của WAN cần thiết kế đã được xây dựng, chúng ta tiến hành các bước phân tích các yêu cầu của WAN. • Phân tích yêu cầu về hiệu năng mạng Từ mô hình tôpô chúng ta có thể tính khoảng cách kết nối, mô hình ứng dụng để dự tính giải thông, phối hợp mô hình an ninh để lựa chọn thiết bị khi đã chọn công nghệ kết nối ở phần trên. Đánh giá thời gian đáp ứng giữa các trạm hay các thiết bị trên mạng, Đánh giá độ trễ đối với các ứng dụng khi người dùng truy nhập hay yêu cầu . Đánh giá yêu cầu các đòi hỏi về băng thông của các ứng dụng trên mạng, 139 Đánh giá công suất mạng đáp ứng khi người sử dụng tăng đột biến tại các điểm cổ chai. Toàn bộ các yêu cầu nầy cần được tối ưu chọn giải pháp hợp lý thoả mãn các chỉ tiêu: dịch vụ tin cậy, chi phí truyền thông tối thiểu, băng thông sử dụng tối ưu. • Phân tích các yêu cầu về quả lý mạng: Từ mô hình tôpô, mô hình ứng dụng, và mô hình an ninh có thể dự báo qui mô độ phức tạp của WAN, để đưa ra các yêu cầu về quản lý mạng, và đảm bảo dịch vụ, cũng như đảm bảo về an ninh mạng. Các yêu cầu về quản lý mạng cần xác định như: phương thức-kỹ thuật quản lý mạng, phương thức quan sát hiệu năng mạng, phương thức phát hiện lỗi của mạng, và phương thức quản lý cấu hình mạng. • Phân tích các yêu cầu về an ninh-an toàn mạng: Xác định các kiểu an ninh-an toàn, Xác định các yêu cầu cần bảo vệ khi kết nối với mạng ngoài, và kết nối với internet,... • Phân tích các yêu cầu về ứng dụng: Từ mô hình tôpô, mô hình ứng dụng, mô hình phòng ban xác định các ứng dụng cần triển khai ngay trên mạng, dự báo các ứng dụng có khả năng triển khai trong tương lai, dự tính số người sử dụng trên từng ứng dụng , giải thông cần thiết cho từng ứng dụng, các giao thức mạng triên khai ngay, và các giao thức sẽ dùng trong tương lai gần, tương lai xa,... tính toán phân bố tối ưu thời gian dùng mạng,… Xác định các yêu cầu về ứng dụng và các ràng buộc về tài chính, thời gian thực hiện, yêu cầu về chính trị của dự án, xác định nguồn nhân lực, xác định các tài nguyên đã có và có thể tái sử dụng. Từ các yêu cầu chúng ta tiến hành bước lựa chọn công nghệ kết nối: • Chọn công nghệ kết nối theo các chỉ tiêu: o Giá thành, và tốc độ truyền là 2 yếu tố quan trọng nhất khi lựa chọn công nghệ kết nối WAN, sau đó là độ tin cậy, và khả năng đáp ứng yêu cầu dải thông của các ứng dụng. o Chi phí cho kết nối bao gồm chi phí thiết bị, chi phí cài đặt ban đầu, và đặc biệt phải xem xét là chi phí hàng tháng, và chi phí duy trì hệ thống. 140 o Ở Việt Nam hiện nay đã có nhiều nhà cung cấp dịch vụ viễn thông, vấn đề chọn nhà cung cấp dịch vụ viễn thông nào, hay tự đầu tư là vấn đề cần cân nhắc trong thiết kế đưa ra các giải pháp kết nối khả thi. • Xác định công nghệ kết nối, nhà cung cấp dịch vụ viễn thông • Thực hiện lựa chọn các thiết bị phần cứng: o Chọn router, chọn gateway, o Chọn modem, NTU,... o Chọn Access server o Chọn bộ chuyển mạch WAN o Chọn các Server ứng dụng(Web, mail, CSDL,....) • Lựa chọn phần mềm ứng dụng, các bộ phần mềm tích hợp,... • Lựa chọn hệ điều hành mạng • Lựa chọn các hệ quản trị cơ sở dữ liệu • Lựa chọn các phương thức giao tác trên mạng • Đánh giá khả năng: Để kiểm tra thiết kế đã đưa ra chúng ta phải đánh giá được tất cả các mô hình, các phân tích, và các lựa chọn. Một trong phương pháp đánh giá sát với thực tế nhất là xây dựng Pilot thử nghiệm, hay thực hiện triển khai pha thử nghiệm với việc thể hiện các yếu tố cơ bản nhất của thiết kế. • Triển khai thử nghiệm: o Lựa chọn một phần của dự án để đưa vào triển khai thử nghiệm. o Lập hội đồng đánh giá sau pha thử nghiệm. 3.3 Phân tích một số mạng WAN mẫu Phần này đưa ra một số WAN minh hoạ: Xây dựng WAN cho trung tâm thông tin của một bộ ngành. ¾ Phân tích yêu cầu: Mục tiêu của hệ thống: hệ thống WAN và truy cập từ xa, cho trung tâm thông tin của một bộ được thiết kế nhằm đảm bảo các mục tiêu sau đây: − Hệ thống này được xây dựng trên các thành phố Hà Nội, Hồ Chí Minh, Đà Nẵng và Cần Thơ; − Tại mỗi thành phố, các chi nhánh được kết nối tới trụ sở chính; − Trụ sở chính đặt tại Trung tâm thông tin mạng 141 − Tại các Trụ sở chính, hệ thống mạng được thiết kế mở, cho phép dễ dàng kết nối tới chi nhánh và trụ sở khác qua nhiều cách thức kết nối mạng diện rộng khác nhau hiện có tại Việt Nam như Leased line, vô tuyến trải phổ, ISDN, Frame Relay, VPN, Dialup...; − Các hệ thống đều có độ ổn định, chính xác cao; − Phải bảo toàn được đầu tư ban đầu cho hệ thống của Khách hàng. Các yêu cầu của hệ thống: − Kết nối được với Internet; − Có thể truy cập vào trung tâm mạng (NOC) qua mạng điện thoại công cộng PSTN − Hệ thống được được thiết kế như một ISP cỡ nhở; − Hệ thống kết nối và truy cập phải có tốc độ cao, hoạt động ổn định, đảm bảo các yêu cầu về bảo mật thông tin, an toàn tuyệt đối cho dữ liệu và các thông tin quan trọng; − Hệ thống mạng được thiết kế và xây dựng để đảm bảo có thể đáp ứng một cách đầy đủ nhu cầu khai thác thông tin, cũng như tốc độ truy xuất thông tin từ trung tâm mạng tới các chi nhánh và tới Internet; − Hệ thống mạng phục vụ công tác nghiệp vụ và khai thác Internet cho khoảng 100 nút mạng trong Trung tâm mạng; − Hỗ trợ các cách thức kết nối mạng diện rộng với các chi nhánh hiện có tại Việt Nam và tương lai như Leased line, ISDN, Frame Relay, xDSL, dialup qua mạng điện thoại công cộng... − Có khả năng mở rộng và đáp ứng được yêu cầu của các ứng dụng đòi hỏi tốc độ cao hiện nay và trong tương lai sẽ triển khai thư viện điện tử, các ứng dụng đa phương tiện, hội nghị viễn đàm,...mà không bị phá vỡ cấu trúc thiết kế ban đầu; − Phân mạng truy cập các phân mạng nhỏ phải được bảo vệ qua hệ thống tường lửa thông qua chính sách an ninh chặt chẽ đối với từng phân mạng ; − Đường kết nối với Internet phải đảm bảo tốc độ cao, ổn định và độ sẵn sàng cao thông qua hai kênh thuê riêng tới hai nhà cung cấp IXP/ISP khác nhau. Để có thể thực hiện các mục tiêu như Quảng bá Website: Cho phép người dùng từ ngoài Internet (bao gồm trong và ngoài Việt Nam) có thể truy nhập đến các trang Web đặt tại máy chủ của Khách hàng. Đây chính là môi trường quảng bá thông tin, chính sách, v.v... nhanh nhất, tiện lợi 142 nhất.Truy nhập Internet: Cho phép người sử dụng trong nội bộ mạng có khả năng truy nhập các thông tin trên Internet. Hiện tại, Trung tâm được thiết kế cho khoảng 100 thành viên. Cho phép người dùng trong mạng sử dụng các dịch vụ Internet như Web, FTP, trao đổi thông tin, diễn đàn thảo luận,...và cuối cùng là băng thông đường truyền kết nối Internet phải được đảm bảo, cho phép các hệ thống dịch vụ như Hệ thống tìm kiếm (Search Engine) dùng để thu thập thông tin trên Internet, cập nhật Website, v.v... − Các thiết bị kết nối và truy nhập được chọn lựa từ các hãng cung cấp thiết bị mạng nổi tiếng có uy tín trên thế giới như Cisco, Nortel, .. để đảm bảo độ ổn định, độ bền và dễ dàng nâng cấp khi cần thiết. Hệ thống mạng tại Hà Nội và thành phố Hồ Chí Minh được thiết kế là trung tâm mạng, cho phép các chi nhánh có thể truy nhập bằng nhiều phương thức và có thể kết nối với Internet. Do kinh phí hạn chế nên chúng ta có thể thực hiện thành nhiều pha. Pha 1 triển khai tại tổng hành dinh (head office). Nhìn từ góc độ tổ chức hệ thống mạng,và các yêu cầu kỹ thuật, cũng như các yêu cầu ứng dụng, trung tâm thông tin của một bộ vừa là một nơi chứa và cung cấp thông tin, tương tự như một nhà cấp nội dung (ICP), vừa là nơi cung cấp dịch vụ truy nhập từ xa, và kết nối các chi nhánh tương tự như một nhà cung cấp dịch vụ Internet (ISP). Do đó thiết kế sẽ có thể tham khảo hệ thống mạng của một nhà cung cấp dịch vụ Internet vớicác hoạt động lõi là kho thông tin và hệ thống biên tập tin. Cấu hình cơ bản bao gồm một số phân mạng (Subnet) với các mức độ an ninh - bảo vệ khác nhau tùy theo chức năng và được tách biệt bởi hệ tường lửa. Phân lớp mạng cung cấp truy nhập (Access Network): Cung cấp truy nhập từ xa vào trung tâm mạng(NOC) bằng nhiều phương thức như từ Internet và từ người dùng quay số (Dialup) qua mạng điện thoại công cộng (PSTN). Thiết bị trung tâm của phân mạng cung cấp truy nhập bao gồm: Bộ định tuyến – Router, đây là thiết bị thực hiện các kết nối WAN trung tâm mạng với các chi nhánh, và từ mạng trong ra Internet trên các kênh thuê riêng (leased line), VPN, hay vô tuyến trải phổ tuỳ theo yêu cầu chất lượng, và chi phí kết nối phải trả. Hệ thống kết nối này cũng phải được thiết kế có khả năng mở rộng cao, dễ dàng nâng cấp đường khi có yêu cầu. 143 Hình 3-27: Mô hình topo WAN kết nối tổng hành dinh với các chi nhánh Dịch vụ cung cấp truy nhập từ xa qua mạng điện thoại công cộng PSTN được thực hiện thông qua Access Server, chủ yếu cấp cho các thành viên của trung tâm truy cập từ xa. Access Server cần phải lựa chọn để đảm bảo tốc độ kết nối và có thể được mở rộng được. Các kết nối qua đường Leased line chủ yếu phục vụ trao đổi thông tin giữa các chi nhánh và trung tâm. Dung lượng leased line phhổ biến bắt đầu từ 64 Kbps và có thể nâng cấp từng bước đến E1 (2,048 Mpbs) do vậy cũng phải chọn thiết bị kết nối(NTU,...) có thể nâng cấp được tốc độ. Trong trường hợp yêu cầu kết nối có tốc độ cao hơn thì phải khảo sát khả năng dùng hệ thống cáp quang cùng các thiết 144 bị kết nối SONET, hay các nhà cung cấp dịch vụ viễn thông có thể cung cấp được không.Hệ thống kết nối kênh tốc đọ cao này cũng cần có giải pháp dự phòng cho trường hợp có sự cố sẽ không làm gián đoạn kết nối. Giải pháp dự phòng có thể dùng nối bó qua đường điện thoại công cộng. Phân lớp mạng cung cấp dịch vụ (Service Network): Cung cấp các dịch vụ chạy trên bộ giao thức IP như thư điện tử, diễn đàn, truy cập Web và các dịch vụ trên Internet khác. Dịch vụ tên miền(DNS),... ; Phụ thuộc vào số lượng người sử dụng của toàn bộ hệ thống mạng, phần mạng cung cấp dịch vụ này sẽ được thiết kế cho phù hợp. Khả năng có thể mở rộng là điều được quan tâm hàng đầu trong phần mạng này, một hoặc nhiều máy chủ sẽ được thêm vào hệ thống cho phép các dịch vụ Web, điện thư hay dịch vụ khác được phục vụ dựa trên các máy chủ riêng rẽ. Trong giai đoạn ban đầu với số lượng người dùng hạn chế, số lượng máy chủ chưa cần tối đa với cấu hình mạnh. Tuy nhiên, đối với hệ thống cần độ sẵn sàng cao, việc có ít nhất mỗi dịch vụ một máy chủ với cấu hình đủ mạnh, có khả năng thay thế dịch vụ cho nhau là cần thiết để đảm bảo tính liên tục của dịch vụ. Các máy chủ ứng dụng là các thiết bị quan trọng nhất cho việc xử lý thông tin, cũng là trung tâm của toàn bộ hệ thống thông tin. Chúng chịu trách nhiệm lưu trữ, tính toán, xử lý các thông tin vào/ra của toàn bộ hệ thống. Chúng ta có thể sử dụng giải pháp của nhiều hãng chẳng hạn như : − Borland Insprise; − Oracle; − Microsoft; − IBM; − Bộ phần mềm WebSphere; − Các hãng khác. Phân lớp mạng nội bộ (Internal Network): Cung cấp các dịch vụ xác thực người dùng (Authentication), tính cước (Billing) và quản lý mạng. Đây là lớp cần được quan tâm bảo vệ nhất trong thiết kế của các hệ thống mạng cung cấp dịch vụ; Để đảm bảo độ an toàn an ninh cao cho người dùng trong mạng nội bộ, ta có thể đặt thêm máy chủ xác thực bên ngoài mạng nội bộ. Dịch vụ xác thực và tính cước được xây dựng dựa trên độ lớn của hệ thống mạng, số lượng người sử dụng và các yêu cầu tính cước. 145 Các dịch vụ hỗ trợ cung cấp dịch vụ và quản lý mạng khác cũng được thực hiện trong phân mạng này, trong đó các chức năng quản lý mạng, sao lưu dữ liệu, dịch vụ khách hàng. Các công cụ chuyên nghiệp có thể được dùng như SyMON đối với hệ SUN Microsystem hay HP OpenView có thể chạy trên hệ Windows,... Phân mạng Cơ sở dữ liệu, biên tập (Information Editing): Nơi chứa kho dữ liệu, đồng thời là nơi làm việc của ban biên tập. Từ đây các thông tin, dữ liệu được biên tập để cập nhật vào hệ CSDL và Web server. Phân mạng này cũng cần được bảo vệ chống mọi hình thức xâm nhập trái phép từ bên ngoài với mục đích lấy thông tin hay phá hoại hệ thống. Các máy tính trong phân mạng này chỉ được phép truy nhập trong nội bộ và tới một số máy chủ nhất định như máy chủ Web hay CSDL. Bên ngoài tường lửa không thể truy nhập tới các máy tính trong phân mạng này. ¾ Lựa chọn phương án kết nối: Lựa chọn số 1 là dùng cáp đồng trực tiếp nối Leased line Leased line dùng trực tiếp cáp đồng là cách kết nối phổ biến nhất hiện nay giữa hai điểm có khoảng cách xa, từ Trung tâm Thông tin tới đầu cuối của nhà cung cấp IXP/ISP gần nhất. Tại Việt Nam, để tiết kiệm chi phí thuê băng thông, chúng ta thường thuê một số kênh cơ sở n x 64K rồi ghép kênh rồi mở rộng dần đạt được băng thông theo yêu cầu. Với nhu cầu trước ban đầu của Trung tâm Thông tin , kênh thuê riêng là 128 Kbps. Với hệ thống này ta dễ dàng nâng cấp từng bước tới E1(2,048 Mbps) bằng cách thuê và ghép thêm các kênh cơ sở . Để thực hiện được các yêu cầu và nhiệm vụ ở trên, qua mô hình topo phương án kết nối được thực hiện như sau: − Kết nối truyền số liệu (TSL) bằng cáp đồng từ Trung tâm mạng tới Nhà cung cấp kết nối Internet (IXP). Trong thời điểm hiện tại, Việt Nam đang có 3 nhà cung cấp IXP là công ty VDC trực thuộc Tổng công ty Bưu chính Viễn thông, công ty truyền thông FPT và công ty điện tử Viễn thông quân đội Vietel. Đường truyền này tốc độ khởi điểm được đặt là 128 Kbps, có khả năng nâng cấp lên tốc độ E1 (2,048 Mbps); − 01 kênh dự phòng được nối tới một IXP hoặc ISP khác để đảm bảo độ ổn định cao của hệ thống; Kênh thuê bao kết nối riêng đi Internet tới một IXP hoặc ISP gần nhất: 146 − Cáp đồng điện thoại thông thường của hạ tầng viễn thông Việt Nam (đường kính cáp 0,5 mm); − Sử dụng các tuyến cáp riêng trực tiếp (thông thường là cáp đồng đường kính cáp 0,9 mm hoặc cáp quang), có thể dùng cho nâng cấp kết nối tới tốc độ 2,048 Mbps (E1). Dùng kết nối mạng riêng ảo VPN là lựa chon thứ 2, sau khi so sánh chi phí kết nối với phương án 1. Mạng riêng ảo VPN có các ưu điểm: • Kết nối trực tiếp giữa các điểm bất kỳ (Any-to-Any Connectivity) Tất cả các địa điểm trong mạng có thể liên hệ trực tiếp với nhau chỉ với một kết nối vật lý duy nhất tại mỗi địa điểm, không cần dùng leased line hay PVC. Điều này làm cấu trúc mạng trở nên đơn giản và cho phép mở rộng mạng một cách nhanh chóng không cần thiết kế lại mạng hay làm gián đoạn hoạt động của mạng. • Dùng các công nghệ kết nối khác nhau VPN cho phép lựa chọn các công nghệ kết nối khác nhau (leased line, frame relay, ADSL, Ethernet, PSTN, ...) tuỳ thuộc vào yêu cầu về băng thông và phương thức kết nối tại mỗi điểm của người dùng. Có thể tích hợp dữ liệu, thoại và video (Data, Voice and Video Convergence) Với các công nghệ quản lý chất lượng dịch vụ (QoS) chuẩn, tất cả các ứng dụng dữ liệu, thoại và video có thể chạy trên một Mạng IP riêng, không cần có các mạng riêng rẽ hay thiết bị chuyên dùng. • Độ bảo mật cao (High Network Privacy) Hệ thống bảo mật có sẵn trong mạng sử dụng công nghệ Chuyển mạch nhãn đa giao thức (Multi-Protocol Label Switching - MPLS) cho phép phân tách luồng dữ liệu của mỗi khách hàng ra khỏi Internet cũng như các khách hàng khác. Mức độ bảo mật tương đương như các dịch vụ lớp 2 như X.25, frame relay và ATM. • Dễ sử dụng (Ease of Operation) VPN hạn chế yêu cầu đối với người dùng trong việc thực hiện các công việc phức tạp như thiết kế mạng, cầu hình bộ định tuyến. Do vậy giảm rất nhiều chi phí vận hành • Một điểm liên hệ cho mọi yêu cầu (One Stop Shopping) 147 Các ISP cung cấp dịch vụ trọn gói với một điểm liên hệ duy nhất trên phạm vi toàn Việt Nam. điều đó giúp đơn giản hoá việc triển khai các mạng quy mô lớn. • Đáp ứng nhiều dịch vụ Ứng dụng trao đổi dữ liệu như truyền file, dịch vụ thư tín điện tử, chia sẻ tài nguyên mạng (file hoặc máy in), cơ sở dữ liệu, Web nội bộ, Truyền ảnh, Các ứng dụng ERP, các ứng dụng thiết kế kỹ thuật. Truy nhập Internet và sử dụng các dịch vụ trên nền mạng này như một khách hàng Internet trực tiếp bình thường. Các ứng dụng về âm thanh, hình ảnh trong mạng riêng của khách hàng (Khách hàng có khả năng thiết lập một tổng đài PBX sử dụng công nghệ IP và có thể gọi trong phạm vi mạng nội bộ của mình). Một số ứng dụng cao hơn như: hội thảo qua mạng MPLS VPN, hosting... Mạng riêng ảo trên Internet cho phép tận dụng được những ưu thế của Internet, đặc biệt khi phải thực hiện kết nối tới các điểm có khoảng cách xa. Do một kết nối Internet có thể được dùng để nối tới nhiều điểm khác nhau, nên Mạng riêng ảo có những ưu thế tổng hợp của các kết nối PPP, dialup, và các dịch vụ mạng lưới. Đồng thời, VPN cho phép dễ dàng tích hợp nhiều giao thức WAN khác nhau. Tiết kiệm chi phí với mạng riêng ảo VPN: Nếu dùng Internet cho các giao dịch LAN-to-LAN, theo đánh giá của một số tổ chức nghiên cứu về mạng, có thể làm giảm tới 80% chi phí so với cách thức kết nối WAN truyền thống. Hiện nay, nhiều công ty và tổ chức nhận thức được điều này nhưng chưa thực hiện vì còn một vấn đề lớn cần quan tâm: an ninh. Mạng riêng ảo (VPN) cung cấp một giải pháp hiệu quả cho vấn đề an ninh. VPN đưa ra một cách thức – công nghệ kết nối các mạng LAN với nhau và với người dùng di động an toàn và hiệu quả. Nhưng phương thức này hiện chưa được dùng nhiều vì chưa đựoc đánh giá đầy đủ về chi phí cũng như an ninh-an toàn. Dùng kết nối ADSL là lựa chọn thứ 3: ADSL (Asymetric Digital Subcriber Line) là công nghệ băng thông rộng cho phép truy cập về trung tâm mạng hay vào internet với tốc độ cao. ADSL tận dụng hệ thống cáp điện thoại bằng đồng có sẵn để truyền tải dữ liệu ở tốc độ cao mà không cần phải lắp đặt thêm cáp quang (fibre-optic) hoặc cáp đồng, 148 tiết kiệm chi phí hơn. Tất cả các dạng ADSL hoạt động dựa trên nguyên tắc tách băng thông trên đường cáp điện thoại thành hai: một phần nhỏ dành cho truyền âm, phần lớn dành cho truyền tải dữ liệu ở tốc độ cao. Trên đường dây điện thoại thì thực tế chỉ dùng một khoảng tần số rất nhỏ từ 0KHz đến 20KHz để truyền dữ liệu âm thanh (điện thoại). Công nghệ ADSL tận dụng đặc điểm này để truyền dữ liệu trên cùng đường dây, nhưng ở tần số 25.875 KHz đến 1.104 MHz. Do vậy ta vừa có thể kết nối truyền số liệu vừa dùng điện thoại. Đây là công nghệ rất mới cần được đánh giá. So sánh đánh giá các phương thức kết nối WAN hiện có tại Việt Nam: Dịch vụ WAN Một cổng WAN có thể nối tới: Số lượng kết nối Đặc điểm chính Dial-Up Analog Nhiều nơi Một • Nối một điểm tới một điểm • Tốc độ hạn chế ISDN Dial- Up (BRI) Nhiều nơi 1 đường (128K) hoặc 2 đường (mỗi đường 64K ) • Nối một điểm tới một điểm • Chưa phổ biến ở Việt Nam, Chỉ có ở Hà nội, Tp HCMC ISDN Dial- Up (PRI) Nhiều nơi 30 đường (tới 64K mỗi đường) • Mô hình tập trung • Nhiều kết nối đồng thời • Chưa phổ biến ở Việt Nam Leased Line Một nơi Một • Cố định điểm tới điểm • Băng thông đảm bảo • Độ tin cậy cao Frame Relay Nhiều nơi Nhiều điểm • Một điểm tới nhiều điểm • Băng thông đảm bảo • Đang được khuyến khích phát triển bởi Tổng CT BCVT VN X.25 Nhiều nơi Nhiều điểm • Một điểm tới nhiều điểm • Thường được dùng với các hạ tầng viễn thông lạc hậu mạng riêng ảoVPN, qua Nhiều nơi Nhiều điểm • Một điểm tới nhiều điểm • Chi phí hấp dẫn đối với các 149 hạ tầng Internet mạng WAN khoảng cách xa • Băng thông linh hoạt • Độc lập với các dịch vụ diện rộng nội bộ ADSL Một nơi Một • Cố định điểm tới điểm • Băng thông rất cao • Chi phí hứa hẹn • Hiện đang là dịch vụ thử nghiệm Dịch vụ WAN Băng thông Giá Độ sẵn có về địa lý Analog • Tốc độ tới 56K • Nội hạt thì rẻ, đường dài và quốc tế còn đắt Có ở khắp mọi nơi ISDN Dial- Up (BRI) • Lên tới 64K mỗi kênh • được đảm bảo tới 128K • Cước tính theo thời lượng sử dụng Châu Âu rất thông dụng, tuy nhiên chỉ một phần châu Á phát triển loại hình này. Đang được thử nghiệm ở Việt Nam. ISDN Dial- Up (PRI) • 64K mỗi kênh • Cước tính theo thời lượng sử dụng Cũng như trên Leased Line • 56K-1.5Mb (T1) • 64K-2Mb (E1) • 45Mb (T3) • Phụ thuộc khoảng cách và băng thông Có ở khắp mọi nơi; có nhiều lựa chọn. Frame Relay • 56K-1.5Mb (T1) • 64K-2Mb (E1) • 45Mb (T3) • Cước có thể tính theo khoảng cách và băng thông, cũng như có thể tính theo dung lượng truyền Được phát triển chủ yếu ở Bắc Mỹ và Tây Âu, Việt Nam đang cố gắng đẩy loại hình này phát triển. X.25 • Tới 64K • Tính cước theo băng thông hoặc theo thông lượng Chủ yếu ở các thị trường châu Á, Mỹ La tinh và Đông Âu. Việt Nam đang dùng ít. 150 Mạng riêng ảo VPN trên hạ tầng internet • 56K-1.5Mb (T1) • 64K-2Mb (for E1) • 45Mb (T3) • Phụ thuộc vào giá cước viễn thông nội hạt để nối tới ISP và giá quy định bởi ISP Ở đâu có Internet thì có nó! ADSL • 8Mb (download) • 800Kb (upload) • Càng gần tổng đài tốc độ càng cao Chưa có giá chính thức Đang phổ biến ở nhiều nước châu Á, đã có ở Hà nội , Hải phòng, và TP HCMC ¾ Lựa chọn thiết bị: Thiết bị, vật tư tối thiểu để xây dựng kết nối WAN trung tâm Trung tâm Thông tin tới ISP, và tới các chi nhánh gồm có: • Bộ định tuyến - Router Thiết bị Router được lựa chọn phải đảm bảo: o Có số lượng cổng WAN nhiều hơn các điểm cần kết nối. Có các cổng LAN đủ nối với các phân đoạn mạng cần thiết. Có năng lực xử lý đảm bảo không quá 60% yêu cầu, có số RAM đủ. o Có Router dự phòng cho Router chính . o Router phải được sản xuất bởi hãng có uy tín trên Thế giới, như Cisco, Nortel,... để đảm bảo độ ổn định, tin cậy cao. o Hỗ trợ các giao thức định tuyến động như RIP-1, OSPF, EIGRP,... o Có các bộ giao tiếp cho phép thiết bị tương thích với nhiều loại kết nối trong điều kiện hạ tầng Viễn thông hiện tại ở Việt Nam như Ethernet/Fast Ethernet, T1/E1, ISDN PRI, ISDN BRI, OC-3, ATM,... o Đảm bảo tương thích để bảo toàn được chi phí đầu tư ban đầu cho phía Khách hàng, . 151 Với yêu cầu ban đầu là 3 cổng WAN Router được chọn là Cisco Router 2621. Đây là thiết bị thỏa mãn mọi yêu cầu đặt ra của Dự án. Nó cho phép đạt tốc độ xử lý 25 Kpps.Ngoài ra, nó còn hỗ trợ VLAN, IP VPN,... và các bộ giao tiếp cắm thêm theo yêu cầu cho phép ta dễ dàng nâng cấp nếu cần. • Modem số (xDSL Modem) Là thiết bị nối giữa thiết bị truyền và đầu nối viễn thông, hay còn gọi là thiết bị đầu cuối mạch dữ liệu DCE, thực hiện nhiệm vụ chuyển số liệu. Modem số được lựa chọn cho Dự án Khách hàng phải thoả mãn các yêu cầu sau đây: o Được sản xuất bởi các hãng có danh tiếng trên Thế giới như Patton, RAD, Pandatel, v.v... o Thiết bị hỗ trợ tốc độ cao hơn trong trường hợp nâng cấp đường kết nối mạng diện rộng. Pha đầu của Dự án Khách hàng, kênh thuê riêng có tốc độ 128 Kbps; o Đảm bảo độ chính xác cao, dữ liệu lưu thông qua phương thức đồng bộ bằng nhau bằng cách cung cấp nguồn định thời; o Đảm bảo điện áp luôn thích hợp; o An toàn dữ liệu cao, tìm và hiệu chỉnh lỗi trong quá trình truyền/nhận dòng thông tin; o Hỗ trợ nén thông tin; o Định hình tín hiệu số; o Có khả năng chẩn đoán lỗi từ xa. o Hỗ trợ quản trị từ xa qua các module ghép thêm tại tổng đài kết nối; Modem được lựa chọn cho Dự án Trung tâm Thông tin là ASMi-50. Đây là sản phẩm nổi tiếng của hãng RAD, hiện đang rất thông dụng tại Việt Nam. Dòng modem này cho phép truyền với khoảng cách xa tới 8,2 Km và tốc độ cao nhất đạt 1152 Kbps. • Access Server 152 Thiết bị Access Server đặt tại Trung tâm được thiết kế để đáp ứng nhu cầu kết nối qua mạng PSTN cho khoảng 200÷300 tài khoản người dùng. Như vậy hệ thống phải đáp ứng được nhiều cuộc gọi cùng lúc. Ngoài ra hệ thống cũng cho phép lắp thêm đường truy cập trong trường hợp nâng cấp hệ thống. Tại Trung tâm cấp truy cập qua mạng điện thoại của hệ thống mạng, ta đăng ký số trượt cho các đường điện thoại truy cập của Dự án. Thiết bị Access Server được đặt chế độ tự động trượt số trong trường hợp có nhiều yêu cầu kết nối cùng lúc tới Trung tâm. Các tài khoản người dùng được quản lý thông qua một phần mềm quản trị tài khoản truy cập từ xa. Phần mềm quản lý tài khoản truy nhập phải tương thích hoàn toàn với thiết bị Access Server. Đồng thời nó cũng hỗ trợ sử dụng các giao thức bảo mật tài khoản người dùng như CHAP/PAP, TACACS+, DES,... Công tác quản trị người dùng truy cập được thông qua giao diện Web thân thiện. Nhân viên quản trị mạng có thể dễ dàng chỉnh sửa, tạo/xoá các tài khoản truy nhập. Trong trường hợp nâng cấp hệ thống, các Access Server thế hệ mới được lựa chọn cũng hỗ trợ kết nối tới mạng điện thoại công cộng thông qua các kênh thuê riêng như T1/E1. Sử dụng các Access Server thế hệ mới, ngoài việc nâng tốc độ kết nối ngược dòng qua modem là 56K, nhờ vậy, tốc độ và độ ổn định của kết nối dialup tới Trung tâm mạng cũng được cải thiện đáng kể. Access Server có thể lựa chọn là loại Cisco Access Router 3620. Đây là thiết bị đa chức năng được thiết kế cho một ISP cỡ nhỏ. Với hơn 20 module tuỳ chọn trên một thiết bị, nó cho phép tích hợp nhiều giải pháp trên cùng một thiết bị: đa giao thức định tuyến, tích hợp tiếng nói/hình ảnh, tiếp nhận truy cập từ xa qua Dialup, ... Thiết bị thuộc họ 3600, có tính tương thích cao với nhiều loại kết nối Viễn thông khác nhau như Ethernet/Fast Ethernet, T1/E1, ISDN PRI, ISDN BRI, OC-3, ATM,....và các module tuỳ chọn thêm. 153 Tập hợp các module trên người ta gọi là 1 Slot. Mỗi Slot cho phép đặt nhiều nhất 16 đường kết nối không đồng bộ qua modem. Dòng 3620 có 02 Slot. Tuỳ theo yêu cầu sử dụng mà ta đặt hàng trong Slot gồm những module nào? Cisco 3620 sử dụng bộ xử lý R4700 80Mhz, cho phép đạt hiệu suất 20÷40 Kpps. Hình 3-28: Access Server Cisco 3620 Kiến trúc Module: Mỗi chức năng của hệ thống được bóc tách thành các module riêng. Đây là loại kiến trúc có hiệu năng cao, cho phép bảo vệ đầu tư cho dự án của Khách hàng và tích hợp nhiều chức năng trên cùng một thiết bị. Khi nhu cầu của dự án ban đầu là dùng 3620 làm thiết bị phục vụ truy cập từ xa thì ta chỉ cần đặt hàng cổng modem không đồng bộ trong tùy chọn. Trong trường hợp dự án Khách hàng xây dựng hệ thống tiếp nhận các kết nối Dialup của người dùng từ xa, thiết bị Cisco 3620 có thể phục vụ tối đa 32 người dùng cùng lúc kết nối vào hệ thống. Thực tế cho thấy hệ thống tiếp nhận truy cập này có thể cung cấp cho khoảng xấp xỉ 500 người dùng truy cập từ xa. 154 Ngoài ra, 3620 cũng cho phép ta lắp đặt thêm các module modem kỹ thuật số trong trrường hợp hệ thống kết nối nâng cấp lên E1. Chi tiết về thiết bị được mô tả bởi bảng dưới đây: Các tính năng kỹ thuật Chi tiết Các tính năng chung 24 ÷32 cổng modem analog dựng sẵn; 10/100 Ethernet LAN Cho phép kết nối qua đường T1/E1 WAN qua các cổng modem dựng sẵn; Hỗ trợ các dòng modem analog 56K theo chuẩn V90; Cho phép cập nhật các phần mềm nâng cấp của modem; Hiệu suất cao, đạt 20÷40 (Kpps); Hỗ trợ các kết nối an toàn bảo mật qua VPN, bao gồm các tuỳ chọn như firewall, mã hoá dữ liệu và các giao thức đường hầm. Bộ vi xử lý 80-MHz IDT R4700 RISC DRAM 4 ÷ 64 MB NVRAM 32 KB Flash memory (SIMM) 4 ÷ 32 MB Flash memory (PCMCIA) 2 ÷ 32 MB Boot ROM 512 KB Dimensions (H x W x D) 1.75 x 17.5 x 13.5 inches (4.4 x 44.5 x 34.3 cm) Weight 23 lb (10.45 kg) maximum, including chassis and two network modules Input voltage, AC power supply Current Frequency Input surge current (AC) 100 to 240 VAC, autoranging 1.0A 47 to 63 Hz 50A, one cycle 155 Input rating, DC power supply Operational between Current Input surge current (DC) -48 to -60 VDC -36 to -72 VDC 3.0A 65A, 250mS Power dissipation 60W (maximum) Console and Auxiliary ports RJ-45 connector Operating humidity 5 to 95%, noncondensing Operating temperature 32 to 104\xb0 F (0 to 40\xb0 C) Nonoperating temperature -40 to 185\xb0 F (-40 to 85\xb0 C) Noise level 45 dBA (maximum) Tóm lại, đây là thiết bị thoả mãn mọi yêu cầu đặt ra cho các thiết bị kết nối và truy nhập mạng. • Modem Các modem được cấu hình để tự động trả lời cuộc gọi. Thông thường, cuộc gọi được ấn định sau hai hồi chuông. Trong pha đầu của Dự án, kết nối Dialup được thực hiện qua mạng điện thoại công cộng nên tốc độ ngược dòng hạn chế là 33.6 Kbps. Do đó ta nên đặt cấu hình cho modem chạy với tốc độ 38.400 bps để hiện tượng ngắt kết nối đột ngột. Ta nên ghi cứng chuỗi khởi tạo cho modem để đề phòng trường hợp mất điện hoặc sự cố. Khi Access Server phải khởi động lại, từ chuỗi khởi tạo chung, nó sẽ nhận lại cấu hình đã được ghi cứng cho modem. Giá đặt modem cần phải được thiết kế khoa học, vừa đủ không gian để thoát nhiệt vừa đảm bảo mỹ quan cho phòng mạng. Modem cho dự án – Khách hàng được lựa chọn là Fax modem US Robotic 56K. 156 Internet PSTN Access Server TACACS Server username:password Yes/No Mobile user Router 2621 System Administrator Hình 3-29: Người dùng xa kết nối về tổng hành dinh qua mạng điện thoại công ¾ Tổ chức triển khai Công tác cấu hình hệ thống WAN sẽ được triển khai sau khi hoàn thành lắp đặt hệ thống LAN tại tòa nhà Trung tâm Thông tin. Toàn bộ hệ thống WAN đã được chia thành các phân lớp mạng trong quá trình thiết kế. Do đó, triển khai hệ thống theo từng phân lớp mạng. Để đảm bảo đúng chất lượng và tiến độ thi công, công tác kiểm tra và giám sát sẽ được tiến hành ngay sau khi hoàn thành từng phân đoạn mạng. Việc khiểm tra từng phân hệ cho phép chúng ta bỏ qua giai đoạn triển khai thử nghiệm mà vẫn rút ra được kinh nghiệm cô những phân đoạn tiếp theo. Sau khi công trình hoàn thành hồ sơ thiết kế kỹ thuật, hồ sơ hoàn công của toàn bộ mạng lưới cũng như hồ sơ cấu hình của tất cả thiết bị đã triển khai phải có đầy đủ, và được bài giao cho nhóm quản trị mạng. Kế hoạch triển khai. Lịch triển khai được dự tính ngay trong thiết kế như sau: Chi tiết Ngày 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Cấu hình thiết bị Kiểm tra và hoàn thiện hệ thống Bàn giao kỹ thuật 157 Hình 3-30: Minh hoạ Wan backbone dùng chuẩn G.SHDSL/ADSL đã triển khai tại công ty NetNam 3.4 Tóm tắt chương 3 Phần đầu trình bày các kiến thức cơ bản về WAN, các yêu cầu khi thiết kế WAN, các công nghệ và các thiết bị dùng cho kết nối WAN. Đồng thời đưa ra so sánh và đánh giá các công nghệ này. Phần hai trình bày phương pháp thiết kế WAN bao gồm các mô hình phục vụ cho thiết kế và đi sâu vào mô hình an toàn an ninh, là một vấn đề đặc biệt quan trọng khi thiết kế WAN. Trong phần này chúng tôi cũng đưa ra các bước phân tích và thiết kế WAN. Phần cuối trình bày chi tiết mẫu thiết kế hệ thống WAN đơn giản nhưng khá phổ biến cho các cơ quan và tổ chức chính phủ ở Việt Nam hiện nay, đó là thiết kế WAN cho Trung tâm Thông tin của một Bộ, ngành mà chúng tôi đã triển khai trong thực tế. 158 4 Kết luận. Là một đơn vị nghiên cứu, đồng thời là một ISP, chúng tôi đã trực tiếp thiết kế và triển khai nhiều hệ thống mạng trong nhiều năm qua, chúng tôi cố gắng đưa vào giáo trình những hiểu biết của mình nhằm giúp học viên các kiến thức cơ bản và thực tế khi thiết kế và xây dựng hệ thống mạng LAN, WAN. Do phải viết giáo trình trong thời gian quá ngắn nên không tránh khỏi nhiều thiếu sót mong các đồng nghiệp chân thành góp ý. 159 5 Tài liệu tham khảo [1] Internetworking Design Basics, Copyright Cisco Press 2003. [2] Internetwork Design Guide, Copyright Cisco Press 2003. [3] Ethernet Networks: Design, Implementation, Operation, Management. Gilbert Held .Copyright 2003 John Wiley & Sons, Ltd. [4] Internetworking Technologies Handbook. Copyright Cisco Press 2003. [5] CCDA Exam Certification Guide. Anthony Bruno, Jacqueline Kim, Copyright Cisco Press 2002. [6] TCP/IP Network Administration. Craig Hunt, O'Reilly & Associates. [7] ISP Network Design. IBM. [8] LAN Design Manual. BICSI. [9] Mạng máy tính. Nguyễn Gia Hiểu. [10] Mạng căn bản. Nhà Xuất bản Thống kê.