XÂY DỰNG HỆ CÁC ĐIỀU KIỆN GIỚI HẠN PHỤC VỤ PHÂN BỐ LƯU LƯỢNG DỊCH VỤ IP INTERNET

Đề tài : XÂY DỰNG HỆ CÁC ĐIỀU KIỆN GIỚI HẠN PHỤC VỤ PHÂN BỐ LƯU LƯỢNG DỊCH VỤ IP INTERNET Phân bổ lưu lượng Internet là vấn đề ngày càng trở nên cấp thiết đối với các nhà cung cấp dịch vụ mạng do sự phát triển không ngừng của các lớp ứng dụng mới hội tụ trên nền IP dẫn đến lưu lượng của các dịch vụ viễn thông luôn thay đổi, tăng lên có tính đột biến trong khi sự phát triển hạ tầng nhằm mở rộng băng thông bị hạn chế bởi nhiều lý do khác nhau.

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG

**************************

DƯƠNG TUẤN ANH

XÂY DỰNG HỆ CÁC ĐIỀU KIỆN GIỚI HẠN PHỤC VỤ PHÂN BỐ LƯU LƯỢNG

DỊCH VỤ IP INTERNET

Chuyên ngành: Kỹ thuật viễn thông

Mã số : 62.52.70.05

TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SỸ KỸ THUẬT

HÀ NỘI - 2013

Công trình được hoàn thành tại:

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG

Người hướng dẫn khoa học:

1 TS Bùi Thiện Minh

2 PGS.TS Hoàng Minh

Phản biện 1:

Phản biện 2:

Phản biện 3:

Luận án được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án cấp Học viện họp tại:

………

………

………

vào hồi: ngày tháng năm 2013

Có thể tìm hiểu luận án tại:

1 Thư viện Quốc gia

2 Thư viện Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông

DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ

[1] Vũ Hoàng Hiếu, Dương Tuấn Anh, "Đảm bảo chất lượng dịch vụ cho các ứng dụng bằng phương pháp tương thích động", Tạp chí Công nghệ thông tin & Truyền thông năm 2007, Vol 9, No 1, trang 34-37

[2] Vũ Hoàng Hiếu, Dương Tuấn Anh, “Kết quả mô phỏng phương pháp điều khiển tương thích chất lượng dịch vụ cho kiến trúc middleware nhận biết ứng dụng”, Chuyên san “Các công trình nghiên cứu khoa học, nghiên cứu triển khai Công nghệ thông tin“, Tạp chí Khoa học và Công Nghệ, năm 2010, số

75, trang 12-19

[3] Dương Tuấn Anh, Hoàng Minh, “Tổng quan về đặc tính hoá luồng lưu lượng IP”, Tạp chí Khoa học và Công nghệ, năm 2011, tập 49, số 3, trang 1-23

[4] Dương Tuấn Anh, Nguyễn Hoàng Linh, “Nghiên cứu về bảo vệ và chống tấn công mạng”, Tạp chí Khoa học và Công nghệ, năm 2012, tập 50, số 2A,

trang 87-108

Những vấn đề cần nghiên cứu tiếp :

1.) Đối với “đặc tính hóa luồng lưu lượng IP Internet”, nghiên

cứu sinh thấy cần thiết tiến hành nghiên cứu bổ sung thêm những

chiều hữu ích khác trong việc biểu diễn luồng lưu lượng để phát hiện

chính xác hơn sự khác biệt giữa đặc tính thể hiện ở những luồng tin

“phá hoại”,“dịch vụ chuyên dụng” với những luồng tin “dịch vụ

truyền thống” và bổ sung thích hợp vào những phần mềm mã nguồn

mở

2.) Xác định mức ưu tiên của dịch vụ qua đặc tính hóa lưu

lượng nhiều chiều để tìm ra hệ các điều kiện ràng buộc đồng thời

theo không gian (trong cả miền tần số, miền thời gian đối với lọc

tương thích, đối với điều khiển công suất, và phân bổ tần số thông

qua điều chế tương thích, v.v…) nhằm vào nhiệm vụ đảm bảo cung

cấp chất lượng dịch vụ (QoS) của các công nghệ truyền thông thế hệ

tiếp theo trong môi trường phân tán diện rộng

3.) Nghiên cứu áp dụng quyết định mềm (Soft decision) vào

nhiệm vụ bảo đảm an toàn thông tin và an ninh mạng để thu được

những giới hạn ràng buộc làm cơ sở lý luận đề xuất mô hình bảo vệ

thích hợp

MỞ ĐẦU

Phân bổ lưu lượng Internet là vấn đề ngày càng trở nên cấp thiết đối với các nhà cung cấp dịch vụ mạng do sự phát triển không ngừng của các lớp ứng dụng mới hội tụ trên nền IP dẫn đến lưu lượng của các dịch vụ viễn thông luôn thay đổi, tăng lên có tính đột biến trong khi sự phát triển hạ tầng nhằm mở rộng băng thông bị hạn chế bởi nhiều lý do khác nhau

Đa số công trình nghiên cứu trước đây liên quan đến áp dụng đặc tính hóa luồng lưu lượng mới chỉ đưa ra những đề xuất cải tiến đối với các lớp kiến trúc riêng rẽ, kèm theo các trang, thiết bị cần thiết theo nhu cầu “thời gian thực” Điều đó đòi hỏi những đề xuất mới đối với nhà quản lý cung cấp dịch vụ chưa có điều kiện trang bị những thiết bị chuyên dụng trong khi phải đảm bảo sự hoạt động ổn định về quản trị, cung cấp dịch vụ

Giải pháp dựa trên những đặc tính của luồng lưu lượng IP Internet để định danh lưu lượng “phi truyền thống” phục vụ an ninh mạng và phục vụ giải pháp xử lý, phân bổ lưu lượng IP Internet sẽ được minh chứng là có khả năng hỗ trợ chất lượng dịch vụ đối với các ứng dụng thời gian thực trong môi trường hỗn tạp Để giải quyết vấn đề nắm bắt, phân tích dữ liệu theo thời gian thực phục vụ hỗ trợ việc phân bổ lưu lượng IP Internet theo chất lượng dịch vụ tương thích và phục vụ nhiệm vụ bảo đảm an ninh mạng, chống lại những cuộc “tấn công mạng”, cần khai thác các phần mềm mã nguồn mở và

sử dụng thời gian thực hạ tầng cơ sở mạng của một nhà quản lý, cung cấp dịch vụ cụ thể có tính đại diện

Luận án tập trung vào các vấn đề sau:

1) Nghiên cứu tổng quát về đặc tính hoá lưu lượng của IP

Internet và mã nguồn mở liên quan, gồm các đặc tính lưu lượng, nhu

cầu về dung lượng và các yêu cầu liên quan tới việc đảm bảo QoS

2) Nghiên cứu phương pháp điều khiển có các mức ưu tiên

tương ứng với chất lượng dịch vụ đòi hỏi bởi các lớp dịch vụ khác

nhau trong môi trường truyền thông đa chiều, đa dịch vụ để đề xuất

chiến lược định tuyến theo thời gian thực phù hợp

3) Nghiên cứu các giải pháp chống tấn công áp dụng cho các

nhà quản lý, cung cấp dịch vụ mạng nhằm bảo đảm an ninh mạng

cũng như duy trì chất lượng dịch vụ

4) Dùng Viễn thông Thừa Thiên Huế, đơn vị thành viên thuộc

VNPT, nhà cung cấp dịch vụ mạng viễn thông thời gian thực để tiến

hành thu thập dữ liệu, phân tích, thử nghiệm các kết quả nghiên cứu

do tính đại diện về môi trường tích hợp các loại hình dịch vụ và “an

toàn mạng”, “an ninh thông tin”

Các kết quả nghiên cứu về lý luận và thực tiễn đã nêu ở trên

được trình bày trong 4 chương của luận án ngoài phần mở đầu và

kết luận như sau: Chương 1 với tiêu đề “Tổng quát về đặc tính hóa

lưu lượng IP” Chương 2 có tiêu đề “Đặc tính thống kê và điều kiện

giới hạn phân bố lưu lượng IP Internet” Chương 3 với tiêu đề “Các

điều kiện giới hạn về phân bố luồng lưu lượng IP Internet theo chất

lượng dịch vụ (QoS) tương thích” Chương 4 có tiêu đề “Nghiên cứu

về các giới hạn trong chống tấn công từ chối dịch vụ (DoS) và sâu

Internet”

KẾT LUẬN VÀ ĐỊNH HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP

Luận án đã trình bày các kết quả nghiên cứu về đặc tính hóa luồng lưu lượng IP nhằm mục đích xử lý, phân bổ lưu lượng Internet, bảo vệ an ninh thông tin mạng và chống tấn công mạng diện rộng; những vấn đề này ngày càng trở nên cấp thiết đối với các nhà cung cấp dịch vụ mạng do sự phát triển không ngừng các lớp ứng dụng mới hội tụ trên nền IP Các đóng góp mới của quá trình nghiên cứu thể hiện trong luận án như sau:

1) Tổng quát, hệ thống hóa về đặc tính hóa lưu lượng IP và phát triển, phân loại các đặc tính theo dịch vụ đối với luồng lưu lượng trong trường hợp của một nhà quản lý, cung cấp dịch vụ viễn thông cụ thể

2) Đề xuất áp dụng lý thuyết hệ thống vào bài toán phân bổ lưu lượngsử dụng kết quả ưu tiên được cung cấp bởi đặc trưng hóa luồng lưu lượng IP internet tại một nút mạng của nhà quản lý, cung cấp dịch vụ viễn thông

3) Hệ thống hóa về giải pháp chống tấn công từ chối dịch vụ

và ngăn chặn sâu Internet trên cơ sở đặc trưng hóa luồng lưu lượng

IP để đề xuất việc xác định giới hạn của mô hình sử dụng Proxy nhằm mục tiêu bảo đảm an ninh mạng

4) Đề xuất giải pháp sử dụng tài nguyên thời gian thực (nhà quản lý, cung cấp dịch vụ viễn thông và các phần mềm mã nguồn mở) để thực hiện minh chứng tính đúng đắn về mặt lý luận

Nghiên cứu sinh đã dùng hệ thống mô phỏng quy mô lớn sử

dụng phương pháp tương tự như Zou và đồng nghiệp, với thuật toán

Rabin để tính số lượng sâu phục vụ thăm dò Mạng mô phỏng thiết

lập với số lượng lớn máy có nguy cơ bị tấn công (máy nằm trong

trạng thái dễ bị tổn thương, dễ lây nhiễm hay đã miễn dịch) và mạng

cục bộ Chọn một nút của các mạng cục bộ để thiết lập nút của mạng

phòng thủ kết hợp

Kết quả mô phỏng cho thấy lan truyền sâu khi các nút ngăn

chặn độc lập và kết hợp trong trường hợp các nút riêng lẻ thu thập

100 tín hiệu sâu cùng mẫu trước khi nó lọc gói tin chỉ ra rằng với các

nút ngăn chặn độc lập, hành vi lan truyền sâu không bị hạn chế (so

sánh với không có bất kỳ việc ngăn chặn nào) nhưng, đối với phòng

thủ trong mạng kết hợp, các hành vi lan truyền phần lớn bị hạn chế

4.5 Kết luận chương

Trong chương này, nghiên cứu sinh đã nghiên cứu khả năng

chống lại các cuộc tấn công của một mạng Proxy, đồng thời nghiên

cứu các đặc tính của hệ thống phòng thủ DoS dựa trên mạng Proxy

trước những cuộc tấn công này để nắm chắc rằng khi nào tính đối

kháng là có thể sử dụng, xem xét khả năng một mạng Proxy có thể

chống lại những cuộc tấn công như thế nào và thiết kế một hệ thống

dựa trên mạng Proxy để việc phòng thủ một cách hiệu quả

Nghiên cứu sinh đã nghiên cứu về mô hình chung để thu giữ

một dải rộng hệ thống phòng thủ DoS dựa trên mạng Proxy Mô hình

này xác định một bộ yếu tố phù hợp với tiêu chuẩn trong hệ thống

dựa trên mạng Proxy và sự tương tác của chúng

Chương này cũng trình bày một kỹ thuật phòng chống tấn công

hợp tác phân cấp để bảo vệ hạ tầng mạng chống lại tấn công mạng

CHƯƠNG 1 TỔNG QUÁT VỀ ĐẶC TÍNH HÓA

LƯU LƯỌNG IP 1.1 Giới thiệu

Nghiên cứu sinh dựa trên cơ sở lý thuyết và sử dụng các mã nguồn mở có uy tín để tiến hành điều tra mạng viễn thông tại đơn vị cung cấp dịch vụ nhằm tổng hợp các số liệu lưu lượng và đóng góp vào sự hiểu biết về hành vi mạng ở quy mô lớn Những kết quả nghiên cứu tổng quát về đặc tính hóa lưu lượng IP sẽ được nghiên cứu sinh trình bày theo kiểu một tài liệu hướng dẫn đối với các nhà quản lý mạng, cung cấp dịch vụ mạng trong chương này

1.2 Lưu lượng và các đặc tính phân loại

Có nhiều loại lưu lượng khác nhau trên mạng và có thể phân các ứng dụng thành loại theo thời gian thực và không theo thời gian thực Các loại lưu lượng ứng với ứng dụng khác nhau, ngay cả khi chúng có cùng điểm xuất phát, cùng điểm đến và cùng cách thức truyền thông, thì đã có các đặc tính ngẫu nhiên và nhu cầu về QoS (các tham số thể hiện băng thông, tỷ lệ mất gói, v.v…) khác nhau và

có thể phân tích các yêu cầu về QoS dựa trên mức thời gian và mức truyền dịch vụ (mức gói, cuộc gọi) khác nhau Mô hình lưu lượng đối với các dịch vụ cơ bản dựa trên lý thuyết Erlang, gồm hai tham số chính (tốc độ xuất hiện cuộc gọi và thời gian chiếm giữ trung bình)

để xác định lưu lượng ra ứng với thời gian sử dụng tài nguyên Nếu phân bố Poisson phù hợp với thống kê xuất hiện các cuộc gọi thì đối với hệ thống có N kênh, tổng lưu lượng A, thời gian giữ cuộc trung bình τ, độ trễ lớn nhất cho phép trước khi cuộc gọi mới bị

khóa T Xác suất không có server (hệ thống bận, cuộc gọi mới bị

khóa) GOS theo mô hình Erlang B khi không có cơ chế trễ T và xác

suất không có server khi có cơ trễ lớn hơn T tuân theo mô hình

Erlang C :

Erlang B:

N

k N

k=0

A N!

GOS

A k!





;

Erlang C:

(N-A)T N

τ k N-1 N

k=0

A

A +N!

(1.1)

Để hiểu cơ chế hoạt động phức tạp của mạng, đặc tính hoá lưu

lượng được xem như một hàm nhiều tham số Thống kê lưu lượng

phục vụ mục đích đặc tính hoá được nghiên cứu sinh sử dụng ở đây

là phương pháp gộp chi tiết (Aggregation granularity, AG); phân tích

hệ thống trên cơ sở chia hệ thành các phân hệ khác nhau để hiểu biết

chi tiết hơn và tổng hợp đặc tính của các phân hệ để có những đặc

tính của toàn bộ hệ đó

1.3 Về các phần mềm mã nguồn mở sử dụng

Nghiên cứu sinh chọn hai phần mềm mã nguồn mở vào việc

triển khai giám sát, phân tích đặc tính lưu lượng tại mạng viễn thông

Thừa thiên Huế

- Ứng dụng phần mềm NTOP để quan sát, giám sát, thống kê

một khu vực (nhóm người dùng) về tỉ lệ sử dụng các loại giao thức

mạng (tập trung ở lớp 4) để đề xuất về việc thiết lập các QoS cho

từng loại giao thức để tăng chất lượng phục vụ người dùng

định để tìm hiểu khả năng mở rộng tính đối kháng của mạng Proxy trước các cuộc tấn công DoS

4.3.3 Nhận xét về các điều kiện giới hạn

Sử dụng mô phỏng mạng trực tuyến có quy mô lớn, chi tiết (MicroGrid) để nghiên cứu các mạng Proxy với các ứng dụng và các cuộc tấn công DoS thực cho thấy rằng các mạng Proxy có thể cung cấp hiệu quả với khả năng mở rộng tính phục hồi trước các cuộc tấn công DoS mức cơ sở hạ tầng và bảo vệ ứng dụng

4.4 Ngăn chặn sâu Internet và các điều kiện 4.4.1 Mô hình lây truyền và phát hiện tín hiệu virus/sâu

Một vài mô hình toán học được sử dụng để mô tả sự lây truyền

phân tán sâu Các mô hình lây truyền virus :

Mô hình Staniford: Mô hình định lượng lan truyền sâu do Staniford cùng cộng sự đề xuất để xác định tỷ lệ máy đã bị nhiễm a

được xác định như sau:

exp( ( )) / 1 exp( ( ))

a  K t T   K t T 

(4.1)

Mô hình Kephart và White: Trên cơ sở sử dụng hệ thống kiểu nút trong đồ thị phương trình vi phân mô tả sự phát triển tỷ lệ máy i(t) bị lây nhiễm theo thời gian như sau:

( )

1

di t

a bi i

Thuật toán vết chân (Footprint) Rabin được sử dụng tại mỗi nút mạng để tính các khối nội dung trong các phần tải của gói tin

4.4.2 Phòng chống và ngăn chặn sâu Internet và các điều kiện

Về tính đối kháng của mạng Proxy trước sự tấn công DoS, mô

phỏng được tiến hành theo các tình huống giả định và thấy rằng:

Trước các kịch bản tấn công quy mô lớn, cường độ thay đổi và phân

tán trong vùng tài nguyên mạng lớn thì một mạng Proxy có thể chống

lại một cách có hiệu quả các cuộc tấn công DoS Và, trước các kịch

bản về tỷ lệ không đổi giữa cường độ tấn công và kích thước mạng

Proxy thì rõ ràng, kích thước mạng Proxy càng lớn, khả năng chống

lại cường độ tấn công DoS càng cao Các kết quả này khẳng định

rằng mạng Proxy có hiệu quả và có thể mở rộng khả năng phục hồi

trước những cuộc tấn công DoS

4.3.2 Hệ thống phòng thủ DoS dựa trên mạng Proxy

Dùng một mạng mô phỏng ở quy mô lớn (dùng MicroGrid mô

phỏng mức gói trực tuyến) , để nghiên cứu hiệu suất ứng dụng cung

cấp bởi mạng Proxy trước các cuộc tấn công DoS Sau đó sử dụng

các ứng dụng, chương trình tấn công thực để đưa những thí nghiệm

đó vào trong môi trường mạng đã mô phỏng

Bộ công cụ để mô phỏng hành vi tấn công DDoS thông dụng

sử dụng Trinoo có sẵn trên Internet Nghiên cứu sinh đã thực hiện ba

bộ thí nghiệm Đầu tiên, nghiên cứu ảnh hưởng của các cuộc tấn

công DoS lên ứng dụng không được bảo vệ bởi mạng Proxy (hiệu

suất ứng dụng khi có và không có các cuộc tấn công DoS) Thứ hai,

nghiên cứu hiệu suất ứng dụng trước hai cuộc tấn công DoS quy mô

lớn kiểu dàn trải và tập trung để tìm hiểu khả năng chống lại trước

các cuộc tấn công này của mạng Proxy Thứ ba, nghiên cứu hiệu suất

chống lại các cuộc tấn công của một mạng Proxy có kích thước thay

đổi khi tỷ lệ giữa cường độ tấn công và kích thước mạng Proxy cố

- Ứng dụng phần mềm mã nguồn mở Observium để quan sát,

giám sát và thống kê lưu lượng tổng quát, chủ yếu lưu lượng lớp mạng (lớp 3) của mạng cung cấp dịch vụ MAN-E nhằm mục đích phân tích, đưa ra các đề xuất tối ưu về quy hoạch băng thông đường truyền, định tuyến cho mạng MAN-E đối với dịch Internet và IPTV Bằng cách quan sát chung nhóm người dùng, NTOP có thể cung cấp cho nhà quản trị mạng về tỉ lệ các loại dịch vụ Internet mà người dùng sử dụng như thế nào

Phần mềm Observium được phát triển thành một công cụ dễ cấu hình dùng giám sát tình trạng hoạt động của mạng máy tính Trong ứng dụng Observium thực tế triển khai ở VNPT Thừa Thiên Huế đã thay đổi các giá trị tham số cho phù hợp với yêu cầu giám sát

và thống kê số liệu

1.4 Kết luận chương

Luồng lưu lượng IP truyền thông trên môi trường phân tán, không đồng nhất ở đây là đối tượng nghiên cứu nằm trong khuôn khổ của bài toán phân tích lưu lượng nói chung nhằm tham số hóa hay đặc tính hóa để nhận biết lớp ứng dụng của lưu lượng nói riêng Khi gắn với chức năng của một nhà quản trị mạng, ngoài việc đảm bảo QoS, khai thác tiềm năng mạng thì nhiệm vụ đảm bảo an ninh mạng,

an ninh thông tin đòi hỏi về các phát hiện dạng lưu lượng có đặc tính khác như đặc tính “tấn công” của “tin tặc” và “tin rác” Điều này đòi hỏi việc phân tích tín hiệu theo không gian nhiều chiều, áp dụng phân

bố ngẫu nhiên nhiều chiều tương ứng để phát hiện thêm các tham số trong quá trình đặc tính hóa luồng tín hiệuIP

CHƯƠNG 2 ĐẶC TÍNH THỐNG KÊ VÀ ĐIỀU KIỆN

GIỚI HẠN PHÂN BỐ LƯU LƯỢNG IP INTERNE

2.1 Giới thiệu chương

Trong chương này, nghiên cứu sinh trình bày đặc tính lưu

lượng IP Internet của các dịch vụ khác nhau (tương tác đa phương tiện

thời gian thực, …) đối với môi trường mạng (Web và Client-Server, di

động và mạng không dây, …) khác nhau, giới hạn xét ở đây là QoS và

điển hình là tắc nghẽn Ngoài ra, chương này cũng đề xuất và phân tích

các điều kiện giới hạn trong việc phân bổ lưu lượng dựa theo QoS và

ngưỡng tắc nghẽn

2.2 Đặc tính lưu lượng của những mô hình khác nhau

2.2.1 Tương tác đa phương tiện và lưu lượng thời gian thực

Những kết quả về lưu lượng thời gian thực và đa phương tiện thu

được từ các mã hóa-giả mã tốc độ Bit như lưu lượng âm thanh PCM và

hình ảnh MPEG-1 được mô tả một cách bao quát bởi nhiều kĩ thuật, mô

hình trong các phân tích cấu trúc tự tương quan của bộ đếm cơ bản và

các quá trình điểm Sự phát sinh của những dịch vụ tương tác mới trong

môi trường đa phương tiện và Internet di động dẫn đến sự xuất hiện của

các phương pháp mô tả mới như kĩ thuật mã hóa-giải mã thích ứng như

bộ mã hóa-giải mã đa tốc độ thích ứng UMTS (AMR) và MPEG-4

Trước hết, các đòi hỏi về chất lượng dịch vụ của những dịch vụ

nổi trội nhất (hội nghị truyền hình và phương tiện di động) được trình

bày làm cơ sở để thông qua nghiên cứu, thu thập số liệu , nghiên cứu

sinh đề xuất khuyến nghị và khả năng cho phép đối với QoS của các

dịch vụ Audio và Video

2.2.2 Đối với lưu lượng Web và Client-Server

4.2.1 Giới thiệu về tấn công mạng

Những cuộc tấn công mạng dựa chủ yếu vào các lỗ hổng của phần mềm, của giao thức mạng và của cơ sở hạ tầng Lỗ hổng phần mềm là do lỗi trong cài đặt các phần mềm mạng (như DNS BIND, HTTP Apache, Telnet, SMTP ) Trong phần này, nghiên cứu sinh thảo luận hai kiểu tấn công mạng nguy hiểm, phổ biến trên Internet hiện nay Đó là tấn công từ chối dịch vụ và tấn công kiểu sâu internet

4.2.2 Cơ sở và các vấn đề liên quan đến DoS

Trình bày các vấn đề liên quan đến DoS như : Các bước cơ bản trong việc chuẩn bị và tiến hành một cuộc tấn công Ddos, Các cuộc tấn công DoS, phòng thủ DoS dựa trên mạng Proxy

4.2.3 Sâu Internet: Cơ sở và các vấn đề liên quan

Trình bày các vấn đề : Một số thông tin có tính cơ bản về các loại sâu Internet đã ra đời trong vài năm qua, các phương pháp quét của sâu Internet, phòng chống sâu Internet

4.3 Chống tấn công từ chối dịch vụ (DoS) và các giới hạn 4.3.1 Giới thiệu

Sử dụng mô phỏng mạng lưới ở mức gói trực tuyến (đầy đủ ứng dụng, phần mềm thực thi và các chương trình tấn công thực) cho phép nghiên cứu chi tiết mạng lưới, động học ứng dụng (rớt gói, định tuyến hàng đợi, thời gian thực), hành vi phản ứng của mạng và giao thức ứng dụng (tham số quan trọng đối với ứng dụng, hiệu suất mạng Proxy trước các cuộc tấn công DoS)

CHƯƠNG 4 NGHIÊN CỨU VỀ CÁC GIỚI HẠN

TRONG CHỐNG TẤN CÔNG

TỪ CHỐI DỊCH VỤ (DoS) VÀ SÂU INTERNET

4.1 Giới thiệu chương

Nhà quản trị mạng sử dụng tập các tham số đặc trưng hóa

luồng lưu lượng IP Internet (Chương 1 và 2) để cung cấp QoS dịch

vụ theo các mức ưu tiên khác nhau (Chương 3) và đảm bảo an ninh

cho toàn hệ thống mạng trong khuôn khổ phát triển theo “ba bất kỳ”,

(three any - any time, any where, any form” trước những hành động

xâm nhập mang tính “tặc thông tin” , “triệt hạ tầng mạng” (hay “tấn

công” gọi chung) Các cuộc tấn công hiện nay thường được phân tán

ở mức độ cao và phối hợp tốt (tấn công từ chối dịch vụ phân tán

(DDoS), sâu Internet chẳng hạn) gây những ảnh hưởng xã hội

nghiêm trọng về thông tin, làm gián đoạn dịch vụ quan trọng, tổn thất

lớn về kinh tế, v.v và trở thành một trong các tội phạm nghiêm

trọng bậc nhất Bảo vệ hạ tầng mạng trước các cuộc tấn công đã trở

thành một vấn đề quan trọng cần được khẩn trương giải quyết

Trong chương này, nghiên cứu sinh trình bày các kết quả

nghiên cứu về phát hiện, đối phó trước các cuộc tấn công mạng kiểu

phân tán (DDoS và sâu Internet) và trình bày đề xuất phản ứng chống

lại các cuộc tấn công mạng đó bằng phương pháp phân bổ lưu lượng

IP sử dụng điều kiện giới hạn Proxy Nghiên cứu sinh cũng sử dụng

các công cụ mô phỏng trực tuyến để xác định khả năng chống lại

những của cuộc tấn công theo lý thuyết và trong thực tế (một mạng

mô phỏng với một kích cỡ có thể so sánh được với mạng ISP)

4.2 Một số vấn đề liên quan đến tấn công mạng

Do sự xuất hiện liên tục các ứng dụng, dịch vụ mới, kể cả công nghệ truy cập mạng băng rộng nên mô tả lưu lượng truy cập Internet trở thành vấn đề quan trọng đối với cả nhà cung cấp dịch vụ Internet (ISPs)

và các nhà khai thác mạng truy cập Sự thay đổi nhanh về các đặc tính lưu lượng đòi hỏi các phép đo lưu lượng một cách thường xuyên và phải đáp ứng tiêu chí kĩ thuật; các phép đo lưu lượng thực hiện ở các mức phân giải khác nhau phù hợp với nhiệm vụ đã chọn làm mục tiêu

và các phép đo được thực hiện trên nhiều loại khác nhau của đối tượng Nghiên cứu sinh đã thực hiện các phép đo tại hai ISP khác biệt ký hiệu là ISP1 và ISP2 với một mạng CATV làm ISP1 và ADSL làm ISP2

để có được những kết luận cụ thể

2.2.3 Đối với di động trong môi trường mạng không dây

Nghiên cứu sinh trình bày về các phép đo, mô hình và phân tích

các luồng lưu lượng trong mạng GPRS Trong đó, gồm “Các phép

biến đổi Radon và công cụ tương tự” liên quan đến những đặc tính Up-link (mã hóa kênh, số lượng các kênh dữ liệu gói Up-link (PDCHs)

dùng trong kết nối GSM/GPRS) và “chương trình Tstat”, dùng để phân

tích các luồng TCP/IP/GPRS từ dấu vết luồng TCP

2.3 Điều kiện giới hạn sử dụng mô hình, phương pháp

Trong phần này sẽ trình bày những vấn đề liên quan đến các kết luận về tình trạng hay giới hạn mạng lưới dựa vào các phép đo (chẳng hạn như kết luận về băng thông tắc nghẽn, băng thông sẵn có, về lưu

lượng chéo nhau v v.) bằng cách sử dụng số liệu thống kê lưu lượng

(xác định suy giảm QoS của End-to-End)

2.3.1 Những đồ thị biểu đồ thông lượng khác nhau

Dạng biểu đồ thông lượng vào   S in n 1, , , 

S

 

S

    thường được dùng với độ phân giải

thông lượng ΔR Những nghiên cứu thực nghiệm đã chỉ ra rằng việc so

sánh hoạt động tốt cho những khoảng thời gian ⌈Rmax/ΔR +1⌉≃ 20

đối với n ≥ 600

Hình 2-3 cho thấy những biểu đồ thông lượng từ các phép đo với

ứng dụng truyền hình hội nghị theo những mức nhiễu loạn lưu lượng

truyền qua khác nhau và các hiện tượng tắc nghẽn cục bộ khác nhau

Hình 2-3.Biểu đồ thông lượng từ các phép đo đối với ứng dụng

truyền hình hội nghị

2.3.2 Định hình và phân chia giới hạn tắc nghẽn

Nghiên cứu sinh trình bày những vấn đề liên quan đến định

hình và phân chia giới hạn tắc nghẽn

2.4 Kết luận chương

Các kết quả về đặc tính hóa lưu lượng trình bày trong chương 1

và các phân tích ở đây được dùng làm cơ sở để bàn về chất lượng

dịch vụ QoS tương thích trình bày trong chương 3 và về bảo vệ

chống tấn công, an ninh mạng trình bày trong chương 4

thực hiện mô phỏng hệ thống điều khiển trong các trường hợp thiết lập tham số cấu hình  và  khác nhau như sau:

- Hệ thống điều khiển không ổn định: Chọn các tham số cấu

hình  và  không thỏa mãn điều kiện ổn định  + 2 < 4 0

- Hệ thống điều khiển ổn định: Chọn các tham số cấu hình  và

 đảm bảo  + 2 < 4 0 và thực hiện mô phỏng với  và  khác nhau

để đáp ứng mức độ của hệ thống điều khiển

3.5.3 Phân tích đặc điểm của hệ thống theo mô hình lý thuyết

Nghiên cứu sinh đưa ra một số phân tích với hệ thống điều khiển tương thích, các tham số cấu hình được lựa chọn như trên, theo

các đặc tính ổn định và đặc tính cân bằng

3.5.4 Kết quả mô phỏng tại Viễn thông Thừa Thiên Huế

Với mô hình mô phỏng và lựa chọn các tham số cấu hình được trình bày trong phần trên, thực hiện mô phỏng hệ thống trong khoảng

thời gian t = 1÷1500s và ghi lại kết quả mô phỏng trong tất cả các

trường hợp

Nghiên cứu sinh trình bày các kết quả mô phỏng hệ thống điều khiển tương thích trong trường hợp thiết lập các tham số cấu hình 

và  khác nhau

3.6 Kết luận chương

Trong chương này, những kết quả nghiên cứu liên quan đến sử dụng kết quả về đặc trưng hóa luồng lưu lượng (trong chương 1 và chương 2) để xem xét, phân bổ lưu lượng tương thích QoS phục vụ cho nhiệm vụ đảm bảo QoS theo nghĩa thích nghi trên cơ sở áp dụng

lý thuyết điều khiển đã được trình bày