Bài giảng Phân tích và thiết kế mạng: Chương 3 – Vũ Chí Cường

Chia sẻ: Tình Thiên | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:25

Thêm vào BST

Báo xấu

38
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

"Bài giảng Phân tích và thiết kế mạng - Chương 3: Thiết kế mạng logic" sau khi học bài này các bạn sẽ nắm được thiết kế mô hình mạng, gán địa chỉ và tên gọi, lựa chọn các giao thức chuyển mạch và tìm đường, thiết kế các chiến lược an toàn mạng, thiết kế các chiến lược quản trị mạng.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Phân tích và thiết kế mạng: Chương 3 – Vũ Chí Cường

Chương 3: 1. Thiết kế mô hình 2. Gán địa chỉ và tên gọi 3. Lựa chọn các giao thức chuyển mạch và tìm đường 4. Thiết kế các chiến lược an toàn mạng 5. Thiết kế các chiến lược quản trị mạng  Nguyên tắc thiết kế  Mô hình phân cấp và module hóa  Mô hình 3 lớp của Cisco  Tính dư thừa trong thiết kế mạng  Thiết kế các thành phần mạng  Các thành phần trong mô hình Cisco  Thiết kế các thành phần trong mạng nội bộ  Một số ví dụ thiết kế 1
 Mô hình mạng (network topology) là sơ đồ dùng để biểu diễn về mặt hình học các thành phần của mạng, các điểm kết nối, các cộng đồng người dùng, ... (bản vẽ kiến trúc)  Thiết kế mô hình mạng là bước đầu tiên  Nguyên tắc thiết kế: phân cấp và module hóa  Tại sao phân cấp và module hóa lại quan trọng trong thiết kế mạng?  Giảm công việc xử lý trên các thiết bị mạng  Chia nhỏ miền broadcast  Tăng tính đơn giản, dễ hiểu  Dễ thay đổi hoặc nâng cấp  Có khả năng co giãn quy mô của hệ thống 2
 Lớp lõi (the core layer): bao gồm các thiết bị định tuyến (router) hoặc các thiết bị chuyển mạch (switch) cao cấp đã được tối ưu hóa cho các yêu cầu về tính sẵn sàng và hiệu suất cao của hệ thống mạng  Lớp phân phối (the distribution layer): bao gồm các router và các switch triển khai các chính sách mạng  Lớp truy xuất (the access layer): cung cấp các kết nối với người sử dụng thông qua các thiết bị chuyển mạch cấp thấp hoặc các điểm truy cập không dây.  Lớp lõi  Là trục xương sống của mạng, quan trọng, khi thiết kế cần đảm bảo tính dư thừa (redundant) và độ tin cậy cao (highly reliable)  Khi cấu hình router cần sử dụng các tính năng định tuyến tối ưu hóa thông lượng. Tránh sử dụng các bộ lọc gói tin hoặc các tính năng ảnh hưởng đến tốc độ. Đảm bảo độ trễ thấp và khả năng quản lý tốt  Hạn chế và nhất quán đường kính mạng để đảm bảo hiệu suất ổn định và dễ xử lý sự cố. Khách hàng có thể tăng cường lớp phân phối  Đối với các khách hàng có kết nối liên mạng, extranet, internet ▪ Lớp lõi bao gồm cả các đường kết nối liên mạng. Khuyến khích quản trị mạng theo khu vực ▪ Hệ thống phát hiện xâm nhập (IDS – Intrusion Detection System) ▪ Hệ thống chống xâm nhập (IPS – Intrusion Prevention System) ▪ Hệ thống VPN  Lớp phân phối  Là ranh giới giữa lớp lõi và lớp truy cập. Đảm nhận nhiều chức năng ▪ Đảm bảo gửi dữ liệu đến từng phân đoạn mạng thành công ▪ Kiểm soát truy cập vào các tài nguyên mạng vì lý do an ninh ▪ Kiểm soát lưu lượng mạng vì lý do hiệu suất ▪ WLAN ▪ Định tuyến giữa các VLAN ▪ Đảm bảo chất lượng dịch vụ QoS (Quality of Services)  Kết nối nhiều mạng chạy các giao thức khác nhau (lớp truy cập sử dụng IGRP trong khi lớp lõi chạy EIGRP)  Che dấu thông tin chi tiết giữa 2 lớp lõi và lớp truy cập 3
 Lớp Access  Lớp truy xuất cung cấp khả năng truy cập cho người dùng cục bộ.  Đối với liên mạng, lớp truy cập dành cho người dùng từ xa có thể sử dụng các công nghệ mạng diện rộng như ISDN, Frame Relay, DSL, model Analog,..  Redundant Network Design  Thiết kế mạng dư thừa là việc sao chép các thành phần trong thiết kế mạng nhằm cố gắng loại bỏ các thất bại có thể trong vận hành mạng  Có 2 loại thiết kế dư thừa  Dự phòng (Backup Paths): đảm bảo tính sẵn sàng  Chia tải (Load Sharing): đảm bảo tính hiệu suất  Các thành phần mạng theo mô hình Cisco  Thiết kế các thành phần mạng nội bộ 4
 Enterprise campus:  Là hệ thống kết nối và cung cấp dịch vụ nội bộ của một mạng Campus  Các thiết kế sẽ ưu tiên cho việc đảm bảo tính sẵn sàng cao cho các điểm truy cập dịch vụ của người dùng, hiệu năng cao cho các ứng dụng Intranet nội bộ, sự phân bố lưu lượng mạng đều và cân bằng cho các module khác nhau.  Các khối con: ▪ Module Building Access ▪ Module Building Distribution ▪ Module Core (Backbone) ▪ Module Server farm ▪ Module Edge Distribution ▪ Management Module 5
 Enterprise edge: bao gồm các dịch vụ của hệ thống mạng  E-Commerce  Internet Connectivity  VPN/Remote access  WAN  Service provider edge: bao gồm các kết nối ra thế giới bên ngoài  ISP (Internet Service Provider)  PSTN (Public Switched Telephone Network)  Frame relay/ATM (Asynchronous Transfer Mode)  Các thiết kế sẽ ưu tiên cho tính bảo mật, tính dự phòng  Enterprise edge: bao gồm các dịch vụ của hệ thống mạng  E-Commerce  Internet Connectivity  VPN/Remote access  WAN  E-Commerce  Web servers  Application servers  Database servers  Security servers  Internet Connectivity  Email servers  DNS servers  Public web servers  Security servers  VPN/Remote access  Dial-up access concentrators  VPN concentrators  Firewall and IDS  WAN 6
7
1. Access Layer block: 2. Core/Distribution block: 3. Server Farm block: 4. Internet Access block: 5. DMZ block: 6. WAN block: 1. Access Layer block:  Cung cấp kết nối cho người dùng cuối  Ưu tiên: cung cấp nhiều kết nối downlink cho người dùng đồng thời phải có uplink tốc độ cao để kết nối lên trên. Các thiết bị chỉ cần hỗ trợ tính năng layer 2 2. Core/Distribution block: 3. Server Farm block: 4. Internet Access block: 5. DMZ block: 6. WAN block: 1. Access Layer block: 2. Core/Distribution block:  Distribution block: phân bố lưu lượng và định tuyến giữa các khu vực địa lý khác nhau (giữa các tòa nhà hoặc giữa các VLAN).  Core block: chịu trách nhiệm kết nối các module khác, sử dụng các core switch lớn có hiệu năng cao 3. Server Farm block: 4. Internet Access block: 5. DMZ block: 6. WAN block: 8
1. Access Layer block: 2. Core/Distribution block: 3. Server Farm block:  Module cung cấp kết nối cho các máy chủ cung cấp dịch vụ cho mạng nội bộ (AD, DNS, DHCP, File, Application, Database,...)  Có hệ thống Internal Firewall bảo vệ 4. Internet Access block: 5. DMZ block: 6. WAN block: 1. Access Layer block: 2. Core/Distribution block: 3. Server Farm block: 4. Internet Access block:  Module cung cấp kết nối Internet cho người dùng nội bộ  Ưu tiên: thiết bị hỗ trợ định tuyến, NAT/PAT, Firewall, Remote Access VPN 5. DMZ block: 6. WAN block: 1. Access Layer block: 2. Core/Distribution block: 3. Server Farm block: 4. Internet Access block: 5. DMZ block:  Module cung cấp kết nối trực tiếp với Internet Access block để cung cấp các dịch vụ của mạng nội bộ ra ngoài Internet 6. WAN block: 9
1. Access Layer block: 2. Core/Distribution block: 3. Server Farm block: 4. Internet Access block: 5. DMZ block: 6. WAN block:  Module cung cấp kết nối đến các chi nhánh  Ưu tiên: hỗ trợ giao tiếp WAN (serial, FTTH, ADSL,...)  Thiết kế sơ đồ mạng ở tầng vật lý  Thiết kế sơ đồ mạng ở tầng liên kết dữ liệu  Thiết kế sơ đồ mạng ở tầng mạng  Sơ đồ đi dây cần phải được xem xét  Thỏa mãn chủng loại cáp  Thỏa mãn rằng buộc về băng thông và khoảng cách địa lý của mạng  Các thành phần trong sơ đồ đi dây  MDF (Main Distribution Facility) – Nơi phân phối chính  IDF (Intermediate Distribution Facility) – Nơi phân phối trung gian  Horizontal Cable –Cáp nganh  Vertical Cable – Cáp đứng  Patch Panel – Bảng cắm dây 10
11
 Vị trị chính xác của các điểm tập trung nối kết MDF và IDFs  Kiểu và số lượng cáp được sử dụng để nối các IDF về MDF  Các đầu dây trên cáp phải được đánh số và ghi nhận sự nối kết giữa các cổng trên các patch panel (HCC và VCC) 12
13
 Bảng phân bố địa chỉ IP  Bảng tóm tắt về các mạng đã được phân bố, địa chỉ các giao diện của router và bảng chọn đường của các router  Công ty XYZ là một công ty chuyên cung cấp dịch vụ viễn thông ở Minh Khai. Gần đây công ty thuê 1 tòa nhà 2 tầng ở Bến Thủy và mở rộng hoạt động tại đây. Tòa nhà chưa có hệ thống mạng và sơ đồ sắp xếp như sau:  Tầng 1: Bảo vệ, Tổng hợp, Tài chính - Kế toán, Kỹ thuật, VHKT,… (hình vẽ)  Tầng 2: Giám đốc, Phòng họp, Phòng IT,… (hình vẽ)  Hãy thiết kế hệ thống mạng cho Chi nhánh với yêu cầu:  Vấn đề bảo mật phải được đặt lên hàng đầu. Phải có chính sách truy cập hợp lý  Phòng Tài chính được tách biệt với các phòng ban khác và kết nối được với Phòng Tài chính ở Công ty  Đảm bảo kết nối 24/7 với Công ty để phục vụ kinh doanh  Bộ phận quản trị ở Công ty có thể quản trị các thiết bị mạng ở chi nhánh  Không cho nhân viên gửi email ra ngoài, chỉ dùng mail của công ty  Không cho nhân viên sử dụng các phần mềm chat 14
15
 Địa chỉ IP  IP private  IP public  Dịch vụ DHCP - Dynamic Host Configuration Protocol  là một giao thức cho phép cấp phát địa chỉ IP một cách tự động cùng với các cấu hình liên quan khác một cách mặc định  Dịch vụ NAT – Network Address Translate  Là giao thức chuyển đổi các địa chỉ IP private trong mạng LAN thành địa chỉ IP public để ra ngoài Internet và ngược lại 16
 Tên gọi  Domain Name ▪ .com ▪ .gov ▪ .edu ▪ …  Dịch vụ DNS ▪ là một giao thức cho phép thiết lập tương ứng giữa địa chỉ IP và tên miền trên Internet  VLAN – Virtual LAN  là một kỹ thuật cho phép tạo lập các mạng LAN độc lập một cách logic trên cùng một kiến trúc hạ tầng vật lý  Việc tạo lập nhiều mạng LAN ảo trong cùng một mạng cục bộ giúp giảm thiểu vùng quảng bá cũng như tạo thuận lợi cho việc quản lý một mạng cục bộ rộng lớn.  VLAN tương đương như mạng con. Thiết bị Port VLAN Mục đích Switch 24 port 1->11 101 Kết nối máy tính các phòng ban 12 101 Kết nối cổng 0/0 của Firewall 13->17 102 Kết nối các máy tính Phòng TC-KT 18 102 Kết nối cổng 0/2 của Firewall 19-20 Dự phòng 21 101 Modem Quản trị 22 101 Modem Tài chính 23 101 Modem Kinh doanh 24 101 Kết nối cổng 0/1 của Firewall 17
Thiết bị Port Zone Port switch VLAN Mục đích Firewall 6 0/0 Trust 12 101 Kết nối các phòng ban port 0/1 Quantri 24 102 Kết nối Công ty 0/2 Taichinh 18 103 Kết nối Phòng Tài chính 0/3 DMZ 104 Kết nối máy chủ TC-KT 0/4 UnTrust 105 Kết nối Internet 0/5 Wifi 106 Wifi (chưa dùng) 0/6 Dự phòng  Domain: @tencongty.com, @taichinh.tencongty.com,@quantri.tencongty. com  Địa chỉ trong VLAN  VLAN101: các phòng ban – 192.168.1.0/24  VLAN102: quản trị – 192.168.2.0/24  VLAN103: phòng Tài chính – 192.168.3.0/24  VLAN104: máy chủ TC-KT – 192.168.4.0/24  VLAN105: internet – 192.168.5.0/24  VLAN106:wifi – 192.168.6.0/24  Địa chỉ cho VLAN101  192.168.1.10-192.168.1.60 – dành cho máy trạm  192.168.1.1 – gateway trên Firewall  192.168.1.2 – địa chỉ quản lý của Switch  Địa chỉ cho VLAN102  192.168.2.1 – gateway  192.168.2.2 – Dự phòng  192.168.2.3 – Modem ADSL Quản trị  192.168.2.4 – Modem ADSL Tài chính  192.168.2.5 – Modem ADSL Bán hàng  Địa chỉ cho VLAN103  192.168.3.10-192.168.3.60 – dành cho máy trạm  192.168.3.1 – gateway trên Firewall 18
 Địa chỉ cho VLAN104  192.168.4.1 – gateway trên firewall  192.168.4.2 – Máy chủ tài chính  Địa chỉ cho VLAN105  192.168.5.1 – gateway trên firewall  192.168.5.2 – Modem ADSL internet  Giao thức chuyển mạch  Spanning Tree Protocol  VLAN Trunking Protocol: ISL (Inter-Switch Link) và 802.1Q  Giao thức tìm đường  Static route  Dynamic route ▪ IGP vs EGP (ngoại mạng vs trong mạng) ▪ Distance – vector vs Link – state (gửi bảng định tuyến vs gửi bảng trạng thái đường link) ▪ Classful vs Classless (không kèm subnet-mask và kèm subnet- mask)  RIP1, RIP2 (Routing Information Protocol)  Giao thức Distance-vector  Gửi bảng định tuyến cho router láng giềng 30s/lần,lặp lại để lan truyền toàn mạng  Sử dụng thuật toán Bellman-Ford  Số metric < 15. Sử dụng 15 router là tối đa  OSPF (Open Shortest Path First)  Giao thức link-state  Các router sau khi có thông tin toàn mạng sẽ sử dụng thuật toán Dijkstra để tìm đường đi và xây dựng bảng định tuyến  IGRP, EIGRP (Enhanced Interior Gateway Routing Protocol)  Giao thức Distance-vector cải tiến (giao thức lai – hybrid)  Gửi thông tin cho láng giềng và chỉ cập nhật khi có thay đổi  Sử dụng thuật toán DUAL (Diffusing Update Algorithm) 19
 Một số khái niệm  Theo một nghĩa rộng thì an ninh-an toàn mạng dùng riêng, hay mạng nội bộ là giữ không cho ai làm cái mà mạng nội bộ đó không muốn cho làm  Các vấn đề về an ninh – an toàn mạng cần quan tâm ▪ Tính bảo mật: Bảo đảm tài nguyên mạng không bị tiếp xúc, bị sử dụng bởi những người không có thẩm quyền ▪ Tính toàn vẹn: Đảm bảo không có việc sử dụng, và sửa đổi nếu không được phép ▪ Tính sẵn dùng: Tài nguyên trên mạng luôn được bảo đảm không thể bị chiếm giữ bởi người không có quyền ▪ Việc xác thực: Thực hiện xác định người dùng được quyền dùng một tài nguyên nào đó như thông tin hay tài nguyên phần mềm và phần cứng trên mạng  Các bước thiết kế 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  => Hệ thống tường lửa (firewall), Hệ thống phát hiện xâm nhập (IDS/IPS), Hệ thống bảo mật thông tin.  Tường lửa – Firewall  Tường lửa là một thuật ngữ dùng mô tả những thiết bị hay phần mềm có nhiệm vụ lọc những thông tin đi vào hay đi ra một hệ thống mạng hay máy tính theo những quy định đã được cài đặt trước đó  Tường lửa luôn được lắp đặt ở vùng biên giới của hệ thống mạng 20