tìm hiểu hệ thống quản trị qua mạng dựa trên web

Quản trị mạng là công việc quản lý hệ thống mạng như: Thiết kế, quy hoạch, khai thác hệ thống thông tin và ứng dụng của máy tính,… Công nghệ thông tin càng phát triển và được ứng dụng rộ

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

PHẠM ĐÌNH LÂM

TÌM HIỂU HỆ THỐNG QUẢN TRỊ MẠNG DỰA TRÊN WEB

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÁY TÍNH

THÁI NGUYÊN - 2010

PHẠM ĐÌNH LÂM

TÌM HIỂU HỆ THỐNG QUẢN TRỊ MẠNG DỰA TRÊN WEB

CHUYÊN NGÀNH: KHOA HỌC MÁY TÍNH

MÃ SỐ: 60 48 01

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÁY TÍNH

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS NGUYỄN VĂN TAM

THÁI NGUYÊN - 2010

ra, bản thân tôi đã cố gắng nghiên cứu, học tập và làm việc trong thời gian dài Tôi

đã tham khảo một số tài liệu đã nêu trong phần “Tài liệu tham khảo” và không hề sao chép nội dung từ bất kỳ luận văn nào khác Toàn bộ luận văn do bản thân tự tìm hiểu và xây dựng nên Cho đến nay nội dung luận văn của tôi chưa từng được công

bố, xuất bản dưới bất kỳ hình thức nào và cũng không được sao chép từ bất kỳ luận văn của sinh viên hay một công trình nghiên cứu nào Tôi xin cam đoan những lời khai trên là đúng, mọi thông tin sai lệch tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm trước Hội đồng

Thái Nguyên, ngày 10 tháng 10 năm 2010

Người cam đoan

Phạm Đình Lâm

chỉ dạy và hướng dẫn tôi trong suốt thời gian nghiên cứu hoàn thành luận văn Để

có kết quả như ngày hôm nay công lao của các Thầy, Cô giáo là vô cùng to lớn Tôi xin chân thành cảm ơn các Thầy, Cô giáo Viện Công nghệ thông tin và Khoa Công nghệ thông tin - Đại học Thái Nguyên đã tận tình giảng dạy, trang bị những vốn kiến thức và kinh nghiệm quý báu để tôi có được kết quả tốt nhất trong học tập

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến gia đình, bạn bè và đồng nghiệp đã luôn giúp đỡ, động viên để tôi hoàn thành tốt chương trình học và đề tài nghiên cứu của mình

Thái Nguyên, ngày 10 tháng 10 năm 2010

Phạm Đình Lâm

MỤC LỤC

Trang Trang phụ bìa

Lời cam đoan

Lời cảm ơn

MỤC LỤC i

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT iv

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ v

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1 - TỔNG QUAN VỀ QUẢN TRỊ MẠNG 3

1.1 Quản trị mạng 3

1.1.1 Khái niệm 3

1.1.2.Các lĩnh vực quản trị mạng 3

1.1.3 Tình hình thực tiễn và xu hướng phát triển quản trị mạng 4

1.2 Kiến trúc và mô hình quản trị mạng 5

1.2.1 Kiến trúc và mô hình OSI 5

1.2.2 Kiến trúc và mô hình TCP/IP 9

1.2.2.1 Giao thức TCP 10

1.2.2.2 Giao thức IP 12

1.2.3 Kiến trúc và mô hình SNMP 15

1.2.3.1 Kiến trúc SNMP 15

1.2.3.2 Các thành phần trong SNMP 17

1.2.3.3 Các phiên bản SNMP 20

1.3 Hệ thống quản trị mạng dựa trên Web và xu hướng phát triển 21

1.3.1 Định nghĩa 21

1.3.2 Phân loại 21

1.3.3 Xu hướng phát triển 22

1.3.4 Quản trị mạng dựa trên XML 22

1.4 Kết luận chương 23

CHƯƠNG 2 - CÔNG NGHỆ QUẢN TRỊ MẠNG DỰA TRÊN WEB 24

2.1 Mô hình Pull (Pull Model) 25

2.1.1 Tổng quan 25

2.1.2 Phương pháp quản lý mạng Ad hoc 25

2.1.3 Java Applet với quản trị mạng trên Web 27

2.2 Mô hình Push (Push Model) 30

2.2.1 Tổng quan 30

2.2.2 Xuất bản và đăng ký (Publish and Subscribe Phases) 33

2.2.3 Phân phối (Distribute Phase) 35

2.2.3.1 Socket với mô hình Push 36

2.2.3.2 RMI với mô hình Push 38

2.2.3.3 HTTP với mô hình Push 39

2.3 Công nghệ quản trị mạng trên nền Web (Web-Based Management) 40

2.3.1 Công nghệ quản trị mạng trên nền Web nhúng (Embedded Web-Based Management) 43

2.3.2 Công nghệ quản trị mạng doanh nghiệp trên nền Web (Web-Based Enterprise Management) 47

2.4 Kết luận chương 49

CHƯƠNG 3 - MÔ HÌNH THỬ NGHIỆM 51

3.1 Lựa chọn mô hình 51

3.2 Phân tích quá trình hoạt động 53

3.2.1 Cấu trúc phần mềm 53

3.2.2 Phân tích quá trình hoạt động 53

3.2.3 Cài đặt chương trình 60

3.3 Đánh giá hiệu quả mô hình 61

KẾT LUẬN 63

TÀI LIỆU THAM KHẢO 65

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

ISO International Organization For Standardization

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

Hình 1.1 Mô hình OSI 6

Hình 1.2 Mô hình TCP/IP và OSI 9

Hình 1.3 Dạng thức của segment TCP 11

Hình 1.4 Cấu trúc các lớp địa chỉ IP 14

Hình 1.5 Mô hình SNMP 17

Hình 1.6 Cấu trúc MIB 19

Hình 2.1 Mô hình Pull: HTTP và SNMP 28

Hình 2.2 Mô hình Pull: HTTP thay thế SNMP 29

Hình 2.3 Mô hình Pull: Quản lý Ad hoc dựa trên HTTP 30

Hình 2.4 Mô hình Push: giai đoạn xuất bản và đăng ký 34

Hình 2.5 Mô hình Push: Giai đoạn phân phối 35

Hình 2.6 Mô hình Push: Phân phối dựa trên socket 37

Hình 2.7 Mô hình Push: Phân phối dựa trên RMI 38

Hình 2.8 Mô hình Push: Phân phối dựa trên HTTP 39

Hình 2.9 Công nghệ quản trị mạng trên nền Web 41

Hình 2.10 WBM: Quá trình trao đổi dữ liệu giữa hệ thống và thiết bị 43

Hình 2.11 Cấu hình thiết bị bằng công nghệ Web nhúng 44

Hình 2.12 Kiến trúc mô hình Web nhúng 45

Hình 2.13 Web server tạo hệ thống tập tin ảo 46

Hình 2.14 Quản trị thiết bị với SNMP và WBEM 49

Hình 3.1 Spiceworks: cấu hình thông tin quét chọn thiết bị trong mạng 54

Hình 3.2 Spiceworks: Dò tìm thiết bị trong mạng (data polling) 55

Hình 3.3 Spiceworks: bản đồ mạng 56

Hình 3.4 Spiceworks: Cấu hình theo dõi và cảnh báo 57

Hình 3.5 Spiceworks: Cấu hình báo cáo hệ thống 58

Hình 3.6 Spiceworks: Chi tiết báo cáo các thiết bị trong hệ thống 59 Hình 3.7 Spiceworks: Cài đặt 60 Hình 3.8 Giao diện chính của Spiceworks 61

MỞ ĐẦU

Sự ra đời và phát triển của mạng máy tính đã mang lại những lợi ích to lớn cho toàn xã hội Với sự hỗ trợ của mạng máy tính, thông tin liên lạc được trao đổi một cách nhanh chóng giữa con người với con người, không phân biệt khoảng cách địa lý Xã hội càng phát triển con người càng cần đến sự quan tâm và chia sẻ thông tin Chính điều này đã tạo cơ hội cho chiếc máy tính phát huy hết những tiện ích của

nó Một chiếc máy tính đơn lẻ đã làm nên rất nhiều điều kỳ diệu và khi được kết nối với các máy tính khác tạo thành một hệ thống thì điều kỳ diệu đó còn được nhân lên rất nhiều lần Có lẽ nhờ hiểu rõ được tầm quan trọng và những ưu điểm vượt trội của việc bảo mật, trao đổi thông tin của hệ thống mạng máy tính mà số lượng các công ty, doanh nghiệp thiết lập, sử dụng hệ thống mạng ngày càng nhiều Từ những công ty có quy mô nhỏ, vừa đến các doanh nghiệp, tập đoàn tầm cỡ, không nơi nào không có sự xuất hiện của hệ thống mạng trong khâu quản lý công việc của nhân viên, trong công tác quản lý, bảo mật và lưu trữ dữ liệu của công ty hay các thông báo, thông tin giữa các cá nhân trong cùng một tổ chức Chỉ bằng một kết nối đơn giản, thông tin từ các máy tính trong cùng một hệ thống như trường học, công ty,

sẽ được chuyển giao cho nhau Việc kết nối nhiều máy tính riêng rẽ thành một mạng giúp con người có thể trao đổi thông tin với nhau, phục vụ cho nhu cầu công việc, kinh doanh, giải trí, Về mặt hệ thống thì dữ liệu được quản lý tập trung nên

an toàn hơn, việc trao đổi, chia sẻ thông tin cũng thuận lợi và nhanh chóng hơn Người sử dụng trao đổi với nhau dễ dàng bằng thư tín và có thể sử dụng hệ thống mạng như một công cụ để phổ biến tin tức, gửi các thông báo, báo cáo, sắp xếp thời khoá biểu của mình xen lẫn những người khác Trong khi đó, nhờ kết nối mạng mà một số người sử dụng không cần trang bị máy tính đắt tiền mà vẫn có những chức năng mạnh Mạng máy tính cũng cho phép người lập trình ở trung tâm máy tính này

sử dụng các tiện ích của trung tâm máy tính khác đang nhàn rỗi để làm tăng hiệu quả kinh tế của hệ thống

Mạng máy tính còn là một phương tiện thông tin mạnh và hữu hiệu giữa các cộng sự trong tổ chức bởi ở các môi trường truyền thông tốc độ cao người ta có thể

thiết lập cả một hệ thống mạng không phân biệt khoảng cách Tuy nhiên, để phát huy được những tiện ích đó một cách tối đa thì cần phải có sự đầu tư phát triển vào lĩnh vực quản trị mạng Quản trị mạng là công việc quản lý hệ thống mạng như: Thiết kế, quy hoạch, khai thác hệ thống thông tin và ứng dụng của máy tính,… Công nghệ thông tin càng phát triển và được ứng dụng rộng rãi thì lĩnh vực quản trị mạng càng phải được phát triển Trải qua quá trình thành và phát triển, quản trị mạng đã đạt được một số thành tựu nhất định, phục vụ khai thác tối đa lợi ích của

hệ thống mạng đem lại Nhiều mô hình quản trị mạng đã ra đời, được phát triển như OSI, TCP/IP, SNMP, Web nhúng,… Những mô hình này đang là xương sống để quản lý hệ thống mạng Xu hướng phát triển của quản trị mạng hiện nay là sử dụng công nghệ Web để quản trị hệ thống Với công nghệ Web, việc quản trị mạng trở nên đơn giản, linh hoạt, mang lại hiệu quả cao hơn Chỉ với một máy tính có kết nối

hệ thống mạng, người quản trị có thể thông qua trình duyệt Web làm chủ cả hệ thống mình quản lý

Từ những lý do trên, để thấy rõ được công nghệ quản trị mạng dựa trên Web,

tôi đã chọn đề tài “Tìm hiểu hệ thống quản trị mạng dựa trên Web” làm đề tài

nghiên cứu cho luận văn của mình

Nội dung của luận văn được trình bày thành ba chương:

 Chương 1: Tổng quan về quản trị mạng Chương này trình bày

một cách tổng quan về lĩnh vực quản trị mạng, các mô hình và xu hướng phát triển của lĩnh vực quản trị mạng

 Chương 2: Công nghệ quản trị mạng dựa trên Web Chương này

trình bày công nghệ quản trị mạng dựa trên Web và hai mô hình để xây dựng công nghệ này (mô hình Pull và mô hình Push)

 Chương 3: Mô hình thực nghiệm Mô tả một mô hình thực

nghiệm để quản lý hệ thống mạng thông qua Web

CHƯƠNG 1 - TỔNG QUAN VỀ QUẢN TRỊ MẠNG

1.1 Quản trị mạng

1.1.1 Khái niệm

Quản trị mạng là thực hiện điều phối, kiểm soát và chỉ huy các hoạt động của

hệ thống mạng nào đấy, có thể là một hệ thống mạng LAN của cơ quan, doanh nghiệp nhỏ hay hệ thống mạng WAN của các công ty lớn, có văn phòng đặt ở những vị trí địa lý cách xa nhau

1.1.2.Các lĩnh vực quản trị mạng

Tổ chức ISO đã đưa ra một mô hình khái niệm diễn tả năm lĩnh vực chức năng chính của công việc quản trị mạng là quản lý hiệu năng, quản lý cấu hình, quản lý sử dụng, quản lý lỗi và quản lý bảo mật Dưới đây giới thiệu sơ lược một số lĩnh vực

- Quản lý hiệu năng (Performance Management): Mục tiêu của quản lý hiệu năng mạng là đo lường, thiết lập các thông số, từ đó nâng cao tính sẵn sàng, chất lượng dịch vụ của hệ thống mạng Các thông số về hiệu năng có thể là tải của mạng, thời gian đáp ứng người dùng,…Quá trình quản lý hiệu năng bao gồm 3 bước:

1 Trước hết, các dữ liệu về hiệu năng mạng được thu thập theo chủ ý của người quản trị mạng

2 Tiếp đó, dữ liệu được phân tích để xác định mức cơ bản của các thông số

hiệu năng của toàn mạng, từ đó người quản trị mạng có thể biết những nguy cơ tiềm

ẩn để khắc phục trước khi nó xảy ra

- Quản lý lỗi hệ thống (Fault Management): Mục tiêu của quản lý lỗi hệ thống là phát hiện, ghi nhận, thông báo cho người quản trị và tự động sửa chữa các

hư hỏng để hệ thống mạng có thể hoạt động hiệu quả Vì các hư hỏng có thể làm mất hoàn toàn chức năng của hệ thống mạng, nên quản lý lỗi hệ thống có thể được xem là quan trọng nhất trong mô hình quản trị mạng OSI Quản lý lỗi hệ thống bao gồm việc xác định các khả năng gây lỗi và phân lập lỗi Sau đó là khắc phục lỗi và kiểm tra giải pháp phục hồi trên các hệ thống con quan trọng Cuối cùng, các thông tin về phát hiện và khắc phục lỗi được lưu lại Để làm được như vậy, quản lý lỗi hệ thống phải thực hiện một số nhiệm vụ sau:

 Thông báo khi có lỗi xảy ra

 Thực hiện các kiểm tra chuẩn đoán trên hệ thống

 Tự động khắc phục lỗi (nếu có thể)

- Quản lý bảo mật (Security Management): Mục tiêu của quản lý bảo mật là kiểm soát việc truy cập đến các tài nguyên mạng dựa trên các chính sách cục bộ để ngăn chặn các hành động phá hoại hệ thống mạng (vô tình hay cố ý) và truy cập trái phép đến các dữ liệu nhạy cảm

1.1.3 Tình hình thực tiễn và xu hướng phát triển quản trị mạng

Với sự phát triển mạnh mẽ hiện nay của các công ty, tổ chức, doanh nghiệp, nhu cầu trao đổi thông tin, liên lạc giữa các bộ phận trong nội bộ, giữa các doanh nghiệp hay vấn đề bảo mật cơ sở dữ liệu, tài nguyên thông tin đã khiến quản trị mạng trở nên là một bộ phận quan trọng không thể thiếu Ở Việt Nam trong những năm gần đây, Đảng và Nhà nước ta đã có cái nhìn chiến lược về việc ứng dụng công nghệ thông tin trong sự phát triển văn hóa, kinh tế, xã hội của đất nước Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của nền kinh tế, cơ sở hạ tầng công nghệ thông tin được chú trọng đầu tư phát triển, từ đó đòi hỏi phải có sự vận hành, quản lý, khai thác triệt để lợi ích của nó Trên thế giới, các tập đoàn, các công ty đa quốc gia, các tổ chức phi chính phủ,… có một hệ thống cơ sở vật chất kỹ thuật, hạ tầng mạng phát triển cao

Họ đã chú trọng đầu tư phát triển lĩnh vực quản trị mạng từ lâu nên khả năng quản

lý, vận hành, khai thác hệ thống mạng rất cao Đến nay lĩnh vực quản trị mạng vẫn tiếp tục được chú trọng đầu tư phát triển, là một trong những yếu tố chính góp phần thúc đẩy sự phát triển mạng máy tính, của nền kinh tế Xu hướng phát triển của quản trị mạng hiện nay là sử dụng những công nghệ Web nhúng, tích hợp, giúp người quản trị dù ở bất kì đâu cũng có thể quản lý hệ thống mạng của tổ chức thông qua các thiết bị có kết nối Internet Một hệ thống mạng được đầu tư cơ sở vật chất

kĩ thuật hiện đại, tiên tiến chưa chắc đã mang lại hiệu quả cao nếu không đầu tư quản trị hệ thống đó, nó có thể gây lãng phí về thời gian, nhân lực và kinh tế Để khai thác tối đa lợi ích của hệ thống mạng đem lại, phục vụ trao đổi thông tin, dữ liệu, thương mại điện tử cần phải đầu tư phát triển quản trị mạng Quản trị mạng giúp vận hành, duy trì và phát triển hệ thống mạng Giám sám chặt chẽ các thông tin được trao đổi bên trong hệ thống và với các hệ thống mạng bên ngoài Giúp tránh những nguy cơ hiểm họa như mất, sai lệch dữ liệu, bảo đảm băng thông, phát hiện hacker và các lỗi phát sinh của hệ thống

1.2 Kiến trúc và mô hình quản trị mạng

1.2.1 Kiến trúc và mô hình OSI

Khi thiết kế hệ thống mạng, các nhà thiết kế tự do lựa chọn kiến trúc mạng cho riêng mình Từ đó dẫn tới tình trạng không tương thích giữa các mạng máy tính với nhau Vấn đề không tương thích đó làm trở ngại cho sự tương tác giữa những người sử dụng mạng khác nhau Nhu cầu trao đổi thông tin càng lớn thúc đẩy việc xây dựng khung chuẩn về kiến trúc mạng để làm căn cứ cho các nhà thiết kế và chế tạo thiết bị mạng Chính vì lý do đó, tổ chức tiêu chuẩn hoá quốc tế ISO đã xây dựng mô hình tham chiếu OSI cho việc kết nối các hệ thống mở Mô hình này là cơ

sở cho việc kết nối các hệ thống mở phục vụ cho các ứng dụng phân tán Mô hình OSI được biểu diễn theo hình dưới đây:

Hình 1.1 Mô hình OSI

Mô hình tham chiếu OSI là một cấu trúc phả hệ có 7 tầng, nó xác định các yêu cầu cho sự giao tiếp giữa hai máy tính Mục đích của mô hình là cho phép sự tương giao giữa các hệ máy đa dạng được cung cấp bởi các nhà sản xuất khác nhau

Mô hình cho phép tất cả các thành phần của mạng hoạt động hòa đồng, bất kể thành

phần ấy do ai tạo dựng

- Tầng 7: Tầng ứng dụng (Application layer)

Tầng ứng dụng là tầng gần với người sử dụng nhất Nó cung cấp phương tiện cho người dùng truy nhập các thông tin và dữ liệu trên mạng thông qua chương trình ứng dụng Tầng này là giao diện chính để người dùng tương tác với chương trình ứng dụng, và qua đó với các tài nguyên mạng Một số ví dụ về các ứng dụng trong tầng này bao gồm Telnet, Giao thức truyền tập tin FTP và Giao thức truyền thư điện tử SMTP

- Tầng 6: Tầng trình diễn (Presentation layer)

Tầng trình diễn biến đổi dữ liệu để cung cấp một giao diện tiêu chuẩn cho tầng ứng dụng Nó thực hiện các tác vụ như mã hóa dữ liệu, nén dữ liệu, và các thao

tác tương tự đối với biểu diễn dữ liệu để trình diễn dữ liệu theo cách thích hợp Ngoài ra, tầng này còn chứa các thư viện yêu cầu của người dùng, thư viện tiện ích

- Tầng 5: Tầng phiên (Session layer)

Tầng phiên liên kết giữa hai thực thể có nhu cầu trao đổi số liệu, ví dụ người dùng và một máy tính ở xa, được gọi là một phiên làm việc Nhiệm vụ của tầng phiên là quản lý việc trao đổi số liệu (thiết lập giao diện giữa người dùng và máy, xác định thông số điều khiển trao đổi số liệu như: tốc độ truyền, số bit trong một byte, có kiểm tra lỗi parity hay không, v.v ), xác định loại giao thức mô phỏng thiết bị cuối Chức năng quan trọng nhất của tầng phiên là đảm bảo đồng bộ số liệu bằng cách thực hiện các điểm kiểm tra Tại các điểm kiểm tra này, toàn bộ trạng thái và số liệu của phiên làm việc được lưu trữ trong bộ nhớ đệm Khi có sự cố, có thể khởi tạo lại phiên làm việc từ điểm kiểm tra cuối cùng (không phải khởi tạo lại

từ đầu)

- Tầng 4: Tầng vận chuyển (Transport layer)

Tầng này thực hiện chức năng nhận thông tin từ tầng phiên (session) chia thành các gói nhỏ hơn và truyền xuống tầng dưới, hoặc nhận thông tin từ tầng dưới chuyển lên phục hồi theo cách chia Nhiệm vụ quan trọng nhất của tầng vận chuyển

là đảm bảo chuyển số liệu chính xác giữa hai thực thể thuộc lớp phiên (end-to-end control) Để làm được việc đó, ngoài chức năng kiểm tra số tuần tự phát, thu, kiểm tra, phát hiện, xử lý lỗi Tầng vận chuyển còn có chức năng điều khiển lưu lượng số liệu để đồng bộ giữa thể thu và phát, tránh tắc nghẽn số liệu khi chuyển qua tầng mạng Ngoài ra, nhiều thực thể của tầng phiên có thể trao đổi số liệu trên cùng một kết nối lớp mạng (multiplexing)

- Tầng 3: Tầng mạng (Network layer)

Nhiệm vụ của tầng mạng là đảm bảo chuyển chính xác số liệu giữa các thiết

bị cuối trong mạng Để làm được việc đó, phải có chiến lược đánh địa chỉ thống nhất trong toàn mạng Mỗi thiết bị cuối và thiết bị mạng có một địa chỉ mạng xác định Số liệu cần trao đổi giữa các thiết bị cuối được tổ chức thành các gói (packet)

có độ dài thay đổi và được gán đầy đủ địa chỉ nguồn (source address) và địa chỉ đích (destination address) Tầng mạng đảm bảo việc tìm đường tối ưu cho các gói

dữ liệu bằng các giao thức chọn đường dựa trên các thiết bị chọn đường (router) Ngoài ra, tầng mạng có chức năng điều khiển lưu lượng số liệu trong mạng để tránh xảy ra tắc ngẽn bằng cách chọn các chiến lược tìm đường khác nhau để quyết định việc chuyển tiếp các gói số liệu

- Tầng 2: Tầng liên kết dữ liệu (Data link layer)

Tầng này đảm bảo việc biến đổi các tin dạng bit nhận được từ tầng dưới (tầng vật lý) sang khung số liệu, thông báo cho hệ phát kết quả thu được sao cho các thông tin truyền lên cho mức 3 không có lỗi Các thông tin truyền ở mức 1 có thể làm hỏng các thông tin khung số liệu (frame error) Phần mềm mức hai sẽ thông báo cho mức một truyền lại các thông tin bị mất/lỗi Đồng bộ các hệ có tốc độ xử lý tính toán khác nhau, một trong những phương pháp hay sử dụng là dùng bộ đệm trung gian để lưu giữ số liệu nhận được Độ lớn của bộ đệm này phụ thuộc vào tương quan xử lý của các hệ thu và phát Trong trường hợp đường truyền song công toàn phần, tầng liên kết dữ liệu phải đảm bảo việc quản lý các thông tin số liệu và các thông tin trạng thái

- Tầng 1: Tầng vật lý (Physical layer)

Tầng này định nghĩa tất cả các đặc tả về điện và vật lý cho các thiết bị Trong đó bao gồm cách bố trí của các chân cắm (pin), các hiệu điện thế, các đặc tả về cáp nối Các thiết bị tầng vật lý bao gồm Hub, bộ lặp (repeater), thiết bị tiếp hợp mạng (network adapter), thiết bị tiếp hợp kênh máy chủ Tầng này bảo đảm các công việc sau:

 Thiết lập hoặc ngắt mạch kết nối điện với một thiết bị

 Tham gia vào quy trình mà trong đó các tài nguyên truyền thông được chia

sẻ hiệu quả giữa nhiều người dùng Chẳng hạn giải quyết tranh chấp tài nguyên và điểu khiển lưu lượng

 Điều biến, hoặc biến đổi giữa biểu diễn dữ liệu số của các thiết bị người dùng và các tín hiệu tương ứng được truyền qua kênh truyền thông

1.2.2 Kiến trúc và mô hình TCP/IP

Các qui định của mô hình OSI là đầy đủ nhưng khó có một hãng nào đó có thể đáp ứng được các yêu cầu đó Mô hình TCP/IP ra đời trước mô hình OSI nhưng

do khẳng định được tính dễ dàng sử dụng, triển khai cũng như khả năng mở rộng linh hoạt nên đã chiếm ưu thế so với mô hình OSI TCP/IP là mô hình được sử dụng rộng rãi nhất trên thế giới hiện nay

Hình 1.2 Mô hình TCP/IP và OSI

Mô hình TCP/IP cũng giống như mô hình OSI là được phân lớp; tuy nhiên

mô hình này chỉ bao gồm 4 lớp:

 Lớp Network Access: chức năng giống như hai lớp Physical và lớp Data-link hợp lại

 Lớp Internet : tương ứng với lớp Network; đại diện là giao thức IP

 Lớp Transport: tương ứng với lớp Transport trong mô hình OSI; đại diện là hai giao thức TCP và UDP

 Lớp Application: bao gồm 3 lớp trên cùng: Application; Presentation; Session; đại diện là các giao thức HTTP; FTP; DNS; SMTP…

1.2.2.1 Giao thức TCP

TCP là một giao thức "có liên kết" (connection - oriented), nghĩa là cần phải thiết lập liên kết giữa hai thực thể TCP trước khi chúng trao đổi dữ liệu với nhau Một tiến trình ứng dụng trong một máy tính truy nhập vào các dịch vụ của giao thức TCP thông qua một cổng (port) của TCP Số hiệu cổng TCP được thể hiện bởi 2 bytes

Một cổng TCP kết hợp với địa chỉ IP tạo thành một đầu nối TCP/IP (socket) duy nhất trong liên mạng Dịch vụ TCP được cung cấp nhờ một liên kết logic giữa một cặp đầu nối TCP/IP Một đầu nối TCP/IP có thể tham gia nhiều liên kết với các đầu nối TCP/IP ở xa nhau Trước khi truyền dữ liệu giữa 2 trạm cần phải thiết lập một liên kết TCP giữa chúng và khi không còn nhu cầu truyền dữ liệu thì liên kết đó

sẽ được giải phóng

Các thực thể của tầng trên sử dụng giao thức TCP thông qua các hàm gọi (function calls) trong đó có các hàm yêu cầu để yêu cầu, để trả lời Trong mỗi hàm còn có các tham số dành cho việc trao đổi dữ liệu

Các bước thực hiện để thiết lập một liên kết TCP/IP: Một liên kết mới có thể

được mở theo một trong hai phương thức: Bị động (Passive) hoặc chủ động

(Active)

Phương thức bị động, người sử dụng yêu cầu TCP chờ đợi một yêu cầu liên kết gửi đến từ xa thông qua một đầu nối TCP/IP (tại chỗ) Người sử dụng dùng hàm Passive Open có khai báo cổng TCP và các thông số khác (mức ưu tiên, mức an toàn)

Với phương thức chủ động, người sử dụng yêu cầu TCP mở một liên kết với một đầu nối TCP/IP ở xa Liên kết sẽ được xác lập nếu có một hàm Passive Open tương ứng đã được thực hiện tại đầu nối TCP/IP ở xa đó

Khi người sử dụng gửi đi một yêu cầu mở liên kết sẽ được nhận hai thông số trả lời từ TCP Thông số Open ID được TCP trả lời ngay lập tức để gán cho một liên kết cục bộ (local connection name) cho liên kết được yêu cầu Thông số này về sau được dùng để tham chiếu tới liên kết đó (Trong trường hợp nếu TCP không thể thiết lập được liên kết yêu cầu thì nó phải gửi tham số Open Failure để thông báo.) Khi TCP thiết lập được liên kết yêu cầu nó gửi tham số Open Sucsess được dùng để thông báo liên kết đã được thiết lập thành công Thông báo này dược chuyển đến trong cả hai trường hợp bị động và chủ động Sau khi một liên kết được mở, việc truyền dữ liệu trên liên kết có thể được thực hiện

Đơn vị dữ liệu sử dụng trong TCP được gọi là segment (đoạn dữ liệu), có các tham số với ý nghĩa như sau:

Hình 1.3 Dạng thức của segment TCP Source Por (16 bits): Số hiệu cổng TCP của trạm nguồn

Destination Port (16 bit): Số hiệu cổng TCP của trạm đích

Sequence Number (32 bit): số hiệu của byte đầu tiên của segment từ khi bit SYN được thiết lập Nếu bit SYN được thiết lập thì Sequence Number là số hiệu tuần tự khởi đầu (ISN) và byte dữ liệu đầu tiên là ISN+1

Acknowledgment Number (32 bit): số hiệu của segment tiếp theo mà trạm nguồn đang chờ để nhận Ngầm ý báo nhận tốt các segment mà trạm đích đã gửi cho trạm nguồn

Data offset (4 bit): số lượng bội của 32 bit (32 bit words) trong TCP header (tham số này chỉ ra vị trí bắt đầu của nguồn dữ liệu)

Reserved (6 bit): dành để dùng trong tương lai

Control bit (các bit điều khiển):

URG: Vùng con trỏ khẩn (Ucgent Poiter) có hiệu lực

ACK: Vùng báo nhận (ACK number) có hiệu lực

PSH: Chức năng PUSH

RST: Khởi động lại (reset) liên kết

SYN: Đồng bộ hóa số hiệu tuần tự (sequence number)

FIN: Không còn dữ liệu từ trạm nguồn

Window (16 bit): cấp phát credit để kiểm soát nguồn dữ liệu (cơ chế cửa sổ) Đây chính là số lượng các byte dữ liệu, bắt đầu từ byte được chỉ ra trong vùng ACK number, mà trạm nguồn đã sẵn sàng để nhận

Checksum (16 bit): mã kiểm soát lỗi cho toàn bộ segment (header + data) Urgemt Poiter (16 bit): con trỏ này trỏ tới số hiệu tuần tự của byte đi theo sau

dữ liệu khẩn Vùng này chỉ có hiệu lực khi bit URG được thiết lập

Options (độ dài thay đổi): khai báo các option của TCP, trong đó có độ dài tối đa của vùng TCP data trong một segment

Paddinh (độ dài thay đổi): phần chèn thêm vào header để đảm bảo phần header luôn kết thúc ở một mốc 32 bit Phần thêm này gồm toàn số 0

TCP data (độ dài thay đổi): chứa dữ liệu của tầng trên, có độ dài tối đa ngầm định là 536 byte Giá trị này có thể điều chỉnh bằng cách khai báo trong vùng options

1.2.2.2 Giao thức IP

a Tổng quát

Nhiệm vụ chính của giao thức IP là cung cấp khả năng kết nối các mạng con thành liên kết mạng để truyền dữ liệu, vai trò của IP là vai trò của giao thức tầng mạng trong mô hình OSI Giao thức IP là một giao thức kiểu không liên kết

(connectionlees) có nghĩa là không cần có giai đoạn thiết lập liên kết trước khi truyền dữ liệu

Sơ đồ địa chỉ hóa để định danh các trạm (host) trong liên mạng được gọi là địa chỉ IP 32 bits (32 bit IP address) Mỗi giao diện trong máy có hỗ trợ giao thức

IP đều phải được gán 1 địa chỉ IP (một máy tính có thể gắn với nhiều mạng do vậy

có thể có nhiều địa chỉ IP) Địa chỉ IP gồm 2 phần: địa chỉ mạng (netid) và địa chỉ máy (hostid) Mỗi địa chỉ IP có độ dài 32 bits được tách thành 4 vùng (mỗi vùng 1 byte), có thể biểu thị dưới dạng thập phân, bát phân, thập lục phân hay nhị phân Cách viết phổ biến nhất là dùng ký pháp thập phân có dấu chấm (dotted decimal notation) để tách các vùng Mục đích của địa chỉ IP là để định danh duy nhất cho một máy tính bất kỳ trên liên mạng

Do tổ chức và độ lớn của các mạng con (subnet) của liên mạng có thể khác nhau, người ta chia các địa chỉ IP thành 5 lớp, ký hiệu là A, B, C, D và E Trong lớp

A, B, C chứa địa chỉ có thể gán được Lớp D dành riêng cho lớp kỹ thuật multicasting Lớp E được dành cho những ứng dụng trong tương lai

Netid trong địa chỉ mạng dùng để nhận dạng từng mạng riêng biệt Các mạng liên kết phải có địa chỉ mạng (netid) riêng cho mỗi mạng Ở đây các bit đầu tiên của byte đầu tiên được dùng để định danh lớp địa chỉ (0 - lớp A, 10 - lớp B, 110 - lớp C,

1110 - lớp D và 11110 - lớp E)

Cấu trúc của các địa chỉ IP như sau:

Mạng lớp A: địa chỉ mạng (netid) là 1 Byte và địa chỉ host (hostid) là 3 byte

Mạng lớp B: địa chỉ mạng (netid) là 2 Byte và địa chỉ host (hostid) là 2 byte

Mạng lớp C: địa chỉ mạng (netid) là 3 Byte và địa chỉ host (hostid) là 1 byte

Lớp A cho phép định danh tới 126 mạng, với tối đa 16 triệu host trên mỗi mạng Lớp này được dùng cho các mạng có số trạm cực lớn

Lớp B cho phép định danh tới 16384 mạng, với tối đa 65534 host trên mỗi mạng

Lớp C cho phép định danh tới 2 triệu mạng, với tối đa 254 host trên mỗi mạng Lớp này được dùng cho các mạng có ít trạm

Hình 1.4 Cấu trúc các lớp địa chỉ IP

b Các giao thức trong mạng IP

Để mạng với giao thức IP hoạt động được tốt người ta cần một số giao thức

bổ sung, các giao thức này đều không phải là bộ phận của giao thức IP và giao thức

IP sẽ dùng đến chúng khi cần

Giao thức ARP (Address Resolution Protocol): Ở đây cần lưu ý rằng các địa chỉ IP được dùng để định danh các host và mạng ở tầng mạng của mô hình OSI, và chúng không phải là các địa chỉ vật lý (hay địa chỉ MAC) Trên một mạng cục bộ hai trạm chỉ có thể liên lạc với nhau nếu chúng biết địa chỉ vật lý của nhau Như vậy vấn đề đặt ra là phải tìm được ánh xạ giữa địa chỉ IP (32 bits) và địa chỉ vật lý của một trạm Giao thức ARP đã được xây dựng để tìm địa chỉ vật lý từ địa chỉ IP khi cần thiết

Giao thức RARP (Reverse Address Resolution Protocol): Là giao thức ngược với giao thức ARP Giao thức RARP được dùng để tìm địa chỉ IP từ địa chỉ vật lý

Giao thức ICMP (Internet Control Message Protocol): Giao thức này thực hiện truyền các thông báo điều khiển (báo cáo về các tình trạng các lỗi trên mạng…) giữa các gateway hoặc một nút của liên mạng Tình trạng lỗi có thể là: một gói tin IP không thể tới đích của nó, hoặc một router không đủ bộ nhớ đệm để lưu

và chuyển một gói tin IP, Một thông báo ICMP được tạo và chuyển cho IP IP sẽ

"bọc" (encapsulate) thông báo đó với một IP header và truyền đến cho router hoặc trạm đích

c Các bước hoạt động của giao thức IP

Khi giao thức IP được khởi động nó trở thành một thực thể tồn tại trong máy tính và bắt đầu thực hiện những chức năng của mình, lúc đó thực thể IP là cấu thành của tầng mạng, nhận yêu cầu từ các tầng trên nó và gửi yêu cầu xuống các tầng dưới

nó

Đối với thực thể IP ở máy nguồn, khi nhận được một yêu cầu gửi từ tầng trên, nó thực hiện các bước sau đây:

 Tạo một IP datagram dựa trên tham số nhận được

 Tính checksum và ghép vào header của gói tin

 Ra quyết định chọn đường: hoặc là trạm đích nằm trên cùng mạng hoặc một gateway sẽ được chọn cho chặng tiếp theo

 Chuyển gói tin xuống tầng dưới để truyền qua mạng

1.2.3 Kiến trúc và mô hình SNMP

1.2.3.1 Kiến trúc SNMP

SNMP (Simple Network Management Protocol) là giao thức quản lý mạng

cơ bản Giao thức này được sử dụng rất phổ biến để giám sát và điều khiển các thiết

bị mạng Giao thức SNMP được thiết kế để cung cấp một phương thức đơn giản nhằm quản lý tập trung mạng TCP/IP Người quản trị có thể thông qua giao thức này để quản lý các hoạt động hay thay đổi các trạng thái của hệ thống mạng Giao thức SNMP được sử dụng để quản lý các hệ thống Unix, Window…, các thiết bị mạng như router, gateway, firewall, switch…, thông qua một số phần mềm cho phép quản trị với SNMP Ví dụ cho việc sử dụng hệ thống quản trị SNMP với giao thức SNMP trên phần mềm với các ứng dụng trong hệ thống mạng:

 Theo dõi tốc độ đường truyền của một router, biết được tổng số byte truyền/nhận

 Lấy thông tin máy chủ có bao nhiêu ổ cứng, mỗi ổ cứng còn trống bao nhiêu

 Tự động nhận cảnh báo khi thiết bị switch có 1 cổng bị down

 Điều khiển tắt các cổng trên switch

SNMP được thiết kế để đơn giản hóa quá trình quản lý các thành phần trong mạng Nhờ đó các phần mềm SNMP có thể được phát triển nhanh và tốn ít chi phí SNMP được thiết kế để có thể mở rộng các chức năng quản lý, giám sát Không có giới hạn rằng SNMP có thể quản lý được cái gì Khi có một thiết bị mới với các thuộc tính, tính năng mới thì ta có thể thiết kế “custom” SNMP để phục vụ cho riêng mình SNMP được thiết kế để có thể hoạt động độc lập với các kiến trúc và cơ chế của các thiết bị hỗ trợ SNMP Các thiết bị khác nhau có thể hoạt động khác nhau nhưng đáp ứng SNMP là giống nhau Ví dụ ta có thể dùng một phần mềm để theo dõi dung lượng ổ cứng còn trống của các máy chủ chạy hệ điều hành (HĐH) Windows và Linux; trong khi nếu không dùng SNMP mà làm trực tiếp trên các HĐH này thì phải thực hiện theo các cách khác nhau

Kiến trúc của SNMP bao gồm 2 thành phần: các trạm quản lý mạng (Network management station - NMS) và các thành phần mạng (Network element) NMS thường là một máy tính chạy phần mềm quản lý SNMP (SNMP management application), dùng để giám sát và điều khiển tập trung các network element Network element là các thiết bị, máy tính, hoặc phần mềm tương thích SNMP và được quản lý bởi NMS Như vậy element bao gồm device, host và application Một management station có thể quản lý nhiều element, một element cũng có thể được quản lý bởi nhiều management station Vậy nếu một element được quản lý bởi 2 station thì điều gì sẽ xảy ra? Nếu station lấy thông tin từ element thì cả 2 station sẽ

có thông tin giống nhau Nếu 2 station tác động đến cùng một element thì element

sẽ đáp ứng cả 2 tác động theo thứ tự cái nào đến trước Ngoài ra còn có khái niệm SNMP agent SNMP agent là một tiến trình (process) chạy trên network element, có nhiệm vụ cung cấp thông tin của element cho station, nhờ đó station có thể quản lý được element Chính xác hơn là application chạy trên station và agent chạy trên element mới là 2 tiến trình SNMP trực tiếp liên hệ với nhau:

Hình 1.5 Mô hình SNMP

Ví dụ để dùng một máy chủ quản lý các máy con chạy HĐH Windows thông qua SNMP thì phải cài đặt một phần mềm quản lý SNMP trên máy chủ, bật SNMP service trên máy con Để dùng một máy chủ giám sát lưu lượng của một router thì phải cài phần mềm quản lý SNMP trên máy chủ, bật tính năng SNMP trên router

1.2.3.2 Các thành phần trong SNMP

a Object ID

Một thiết bị hỗ trợ SNMP có thể cung cấp nhiều thông tin khác nhau, mỗi

thông tin đó gọi là một object Mỗi object có một tên gọi và một mã số để nhận

dạng object đó, mã số gọi là Object ID (OID) Ví dụ:

 Tên thiết bị được gọi là sysName, OID là 1.3.6.1.2.1.1.5

 Tổng số port giao tiếp (interface) được gọi là ifNumber, OID là 1.3.6.1.2.1.2.1

 Địa chỉ Mac Address của một port được gọi là ifPhysAddress, OID là 1.3.6.1.2.1.2.2.1.6

 Số byte đã nhận trên một port được gọi là ifInOctets, OID là 1.3.6.1.2.1.2.2.1.10 Một object có thể có nhiều giá trị cùng loại Chẳng hạn một thiết bị có thể có nhiều tên, có nhiều Mac Address Một object chỉ có một OID, vì vậy để chỉ ra các giá trị khác nhau của cùng một object thì ta dùng thêm một phân cấp nữa Ví dụ :

o Tên thiết bị được gọi là sysName, OID là 1.3.6.1.2.1.1.5; nếu thiết bị

có 2 tên thì chúng sẽ được gọi là sysName.0 & sysName.1 và có OID lần lượt là 1.3.6.1.2.1.1.5.0 & 1.3.6.1.2.1.1.5.1

o Địa chỉ Mac address được gọi là ifPhysAddress, OID là 1.3.6.1.2.1.2.2.1.6; nếu thiết bị có 2 Mac Address thì chúng sẽ được gọi là ifPhysAddress.0 & ifPhysAddress.1 và có OID lần lượt là 1.3.6.1.2.1.2.2.1.6.0 & 1.3.6.1.2.1.2.2.1.6.1

o Tổng số port được gọi là ifNumber, giá trị này là duy nhất nên OID của nó không có phân cấp con và vẫn là 1.3.6.1.2.1.2.1

Các object có nhiều giá trị thì luôn luôn được viết dưới dạng có phân cấp con Một thiết bị dù chỉ có 1 tên thì nó vẫn phải viết là sysName.0 hay 1.3.6.1.2.1.1.5.0 Đối với các object có nhiều giá trị thì các chỉ số của phân cấp con không nhất thiết phải liên tục hay bắt đầu từ 0 Một thiết bị có 2 Mac Address thì có thể chúng được gọi là ifPhysAddress.23 và ifPhysAddress.125645

OID của các object phổ biến có thể được chuẩn hóa, OID của các object do

tự tạo thì phải mô tả chúng Để lấy một thông tin có OID đã chuẩn hóa thì SNMP application phải gửi một bản tin SNMP có chứa OID của object đó cho SNMP agent, SNMP agent khi nhận được thì nó phải trả lời bằng thông tin ứng với OID

đó

Ví dụ muốn lấy tên của một PC chạy Windows, tên của một PC chạy Linux hoặc tên của một router thì SNMP application chỉ cần gửi bản tin có chứa OID là 1.3.6.1.2.1.1.5.0 Khi SNMP agent chạy trên PC Windows, PC Linux hay router nhận được bản tin có chứa OID 1.3.6.1.2.1.1.5.0, agent lập tức hiểu rằng đây là bản tin hỏi sysName.0, và agent sẽ trả lời bằng tên của hệ thống Nếu SNMP agent nhận được một OID mà nó không hiểu (không hỗ trợ) thì nó sẽ không trả lời

là READ_WRITE, ta có thể thay đổi tên của thiết bị thông qua giao thức SNMP Tổng số port của thiết bị (ifNumber) là READ_ONLY, dĩ nhiên ta không thể thay đổi số port của nó

Một trong các ƣu điểm của SNMP là nó đƣợc thiết kế để chạy độc lập với các thiết bị khác nhau Chính nhờ việc chuẩn hóa OID mà ta có thể dùng một SNMP application để lấy thông tin các loại device của các hãng khác nhau

c Management Information Base (MIB)

MIB (cơ sở thông tin quản lý) là một cấu trúc dữ liệu gồm các đối tƣợng đƣợc quản lý (managed object), đƣợc dùng cho việc quản lý các thiết bị chạy trên nền TCP/IP MIB là kiến trúc chung mà các giao thức quản lý trên TCP/IP nên tuân theo, trong đó có SNMP MIB đƣợc thể hiện thành 1 file (MIB file), và có thể biểu diễn thành 1 cây (MIB tree) MIB có thể đƣợc chuẩn hóa hoặc tự tạo

Hình 1.6 Cấu trúc MIB

Một node trong cây là một object, có thể được gọi bằng tên hoặc id Ví dụ:

+ Node iso.org.dod.internet.mgmt.mib-2.system có OID là 1.3.6.1.2.1.1, chứa tất cả các object liên quan đến thông tin của một hệ thống như tên của thiết bị (iso.org.dod.internet.mgmt.mib-2.system.sysName hay 1.3.6.1.2.1.1.5)

+Các OID của các hãng tự thiết kế nằm dưới iso.org.dod.internet.private.enterprise Ví dụ: Cisco nằm dưới iso.org.dod.internet.private.enterprise.cisco hay 1.3.6.1.4.1.9, Microsoft nằm dưới iso.org.dod.internet.private.enterprise.microsoft hay 1.3.6.1.4.1.311 Số 9 (Cisco) hay 311 (Microsoft) là số dành riêng cho các công ty do IANA cấp Nếu Cisco hay Microsoft chế tạo ra một thiết bị nào đó, thì thiết bị này có thể hỗ trợ các MIB chuẩn đã được định nghĩa sẵn (như mib-2) hay hỗ trợ MIB được thiết kế riêng Các MIB được công ty nào thiết kế riêng thì phải nằm bên dưới OID của công ty đó Các objectID trong MIB được sắp xếp thứ tự nhưng không phải là liên tục, khi biết một OID thì không chắc chắn có thể xác định được OID tiếp theo trong MIB Ví dụ trong chuẩn mib-2 thì object ifSpecific và object atIfIndex nằm kề nhau nhưng OID lần lượt là 1.3.6.1.2.1.2.2.1.22 và 1.3.6.1.2.1.3.1.1.1 Muốn hiểu được một OID nào

đó thì cần có file MIB mô tả OID đó Một MIB file không nhất thiết phải chứa toàn

bộ cây ở trên mà có thể chỉ chứa mô tả cho một nhánh con Bất cứ nhánh con nào và tất cả lá của nó đều có thể gọi là một MIB Một manager có thể quản lý được một device chỉ khi ứng dụng SNMP manager và ứng dụng SNMP agent cùng hỗ trợ một MIB Các ứng dụng này cũng có thể hỗ trợ cùng lúc nhiều MIB

1.2.3.3 Các phiên bản SNMP

SNMP version 1: Chuẩn của giao thức SNMP được định nghĩa trong RFC

1157 và là một chuẩn đầy đủ của IETF Vấn đề bảo mật của SNMP v1 dựa trên nguyên tắc cộng đồng, không có nhiều password, chuỗi văn bản thuần và cho phép bất kỳ một ứng dụng nào đó dựa trên SNMP có thể hiểu các hiểu các chuỗi này để

có thể truy cập vào các thiết bị quản lý Có 3 tiêu chuẩn trong: read-only, read-write

và trap

SNMP version 2: Phiên bản này dựa trên các chuỗi “community” Do đó phiên bản này được gọi là SNMPv2c, được định nghĩa trong RFC 1905, 1906,

1907, và đây chỉ là bản thử nghiệm của IETF Tuy nhiên nhiều nhà sản xuất đã đưa

nó vào thực nghiệm

SNMP version 3: Là phiên bản tiếp theo được IETF đưa ra bản đầy đủ Nó được khuyến nghị làm bản chuẩn, được định nghĩa trong RFC 1905, RFC 1906, RFC 1907, RFC 2571, RFC 2572, RFC 2573, RFC 2574 và RFC 2575 Nó hỗ trợ

các loại truyền thông riêng tư và có xác nhận giữa các thực thể

1.3 Hệ thống quản trị mạng dựa trên Web và xu hướng phát triển

1.3.1 Định nghĩa

Quản trị mạng trên Web là sử dụng công nghệ Web để theo dõi, điều phối và quản trị hệ thống mạng Kể từ khi ra đời, công nghệ Web đã nhanh chóng trở lên phổ biến và được ứng dụng rộng rãi trong cuộc sống, đặc biệt là trong lĩnh vực kinh doanh, thương mại điện tử Các hệ thống mạng và hệ thống quản trị mạng cũng không phải là ngoại lệ Sự phát triển của nó đã mang lại lợi ích to lớn cho xã hội Bằng việc sử dụng công nghệ Web, chúng ta có thể sử dụng trình duyệt để truy cập, quản lý các tài nguyên, các thiết bị phần cứng của hệ thống mạng từ bất kì đâu và bất kì thời gian nào, giúp tiết kiệm chi phí về tài chính, thời gian và nhân lực

1.3.2 Phân loại

Công nghệ quản trị mạng trên Web được phân ra làm hai loại chính:

 Công nghệ quản trị mạng trên nền Web nhúng (Embedded Web-Based Management): Là phương pháp nhúng Web server vào thiết bị để quản

lý thiết bị đó Việc cấu hình từng thiết bị được thông qua giao diện Web

 Công nghệ quản trị mạng doanh nghiệp trên nền Web (Web-Based Enterprise Management): Là một tập hợp các chuẩn quản lý và các công nghệ chuẩn Internet được phát triển để hợp nhất các chuẩn quản lý

các môi trường máy tính phân tán, dễ dàng chuyển đổi dữ liệu giữa các công nghệ cũng như các nền tảng cơ sở khác nhau

1.3.3 Xu hướng phát triển

Xu hướng phát triển của quản trị mạng dựa trên Web hiện nay là quản trị mạng doanh nghiệp trên nền Web Với công nghệ này, công việc quản trị hệ thống mạng trở lên đơn giản hơn, tiết kiệm chi phí hơn Các doanh nghiệp, tổ chức không phải đầu tư chi phí nhiều như trước để quản lý hệ thống mạng của mình Với các phương pháp quản lý mạng truyền thống trước đây, quản trị viên phải kết nối trực tiếp hoặc gián tiếp đến từng thiết bị để cấu hình, điều này làm mất nhiều chi phí về thời gian và nhân lực Còn với công nghệ quản trị mạng doanh nghiệp trên nền Web, chỉ cần một máy tính có kết nối đến hệ thống mạng (cục bộ hoặc qua Internet) quản trị viên có thể thông qua giao diện Web để theo dõi, quản lý, các thiết bị trong toàn hệ thống

1.3.4 Quản trị mạng dựa trên XML

XML (Extensible Markup Language) là siêu ngôn ngữ đánh dấu mở rộng, được chuẩn hóa bởi W3C cho việc chuyển đổi dữ liệu trên Web, sử dụng rộng rãi trong kinh doanh, chuyển đổi dữ liệu, thương mại điện tử và tạo các ứng dụng cụ thể Nó hỗ trợ một vài chuẩn cụ thể như lược đồ XML, mô hình đối tượng tài liệu (DOM), API (Application Programming Interfaces), XPath (XML Path language), XSL (Style-sheet Language)… Có rất nhiều giải pháp mang tính hiệu quả cho việc

áp dụng các kỹ thuật liên quan đến XML cũng như những bổ sung để việc mở rộng quản trị mạng có thể thực hiện tốt hơn Việc sử dụng XML trong quản trị mạng hiện nay có rất nhiều lợi ích như:

 Lược đồ XML có thể được sử dụng để định nghĩa cấu trúc thông tin quản trị theo nhiều cách mềm dẻo

 Giao thức của XML phát triển rộng giống như HTTP được sử dụng để truyền

dữ liệu chính xác

 DOM APIs được sử dụng để dễ dàng truy cập và quản lý đa dạng dữ liệu từ các ứng dụng

 Biểu thức XPath được sử dụng để truy cập các đối tượng địa chỉ hiệu quả mà không cần quản lý dữ liệu

 XSLT được sử dụng để xử lý dữ liệu quản trị một cách dễ dàng và tạo ra các tài liệu HTML với đa dạng các giao diện người dùng

 WSDL và SOAP được sử dụng để định nghĩa dịch vụ Web với các thao tác quản trị ở bậc cao

Với sự phát triển mạnh mẽ của các hệ thống mạng, đặc biệt là mạng Internet cùng với sự phát triển của các thiết bị mạng kèm theo, quản trị mạng dựa trên XML được xem là một giải pháp phù hợp, có tiềm năng mở rộng, phát triển lớn trong tương lai

1.4 Kết luận chương

Quản trị mạng đã sớm hình thành và phát triển khi mạng máy tính ra đời, nó

là yếu tố quan trọng với các hệ thống mạng Hệ thống có được vận hành, khai thác

và phát triển tốt khi quản trị mạng được chú trọng đầu tư phát triển Hiện nay xu hướng phát triển của quản trị mạng là công nghệ quản trị dựa trên Web Với những

ưu điểm của công nghệ Web, công việc quản trị mạng trở lên đơn giản, mang lại hiệu quả cao, giúp tiết kiệm thời gian, giảm thiểu chi phí cho các hệ thống Chương

2 trình bày một số mô hình và công nghệ quản trị mạng dựa trên Web

CHƯƠNG 2 - CÔNG NGHỆ QUẢN TRỊ MẠNG DỰA TRÊN WEB

Với sự ra đời của công nghệ Web, người sử dụng dễ dàng tìm kiếm và tiếp cận với các thông tin mà mình quan tâm Công nghệ Web đã nhanh chóng trở lên phổ biến và được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực của cuộc sống Các hệ thống mạng và hệ thống quản trị mạng cũng không phải là ngoại lệ Sự ra đời và phát triển của nó đã mang lại lợi ích to lớn cho xã hội Bằng việc sử dụng công nghệ Web, chúng ta có thể sử dụng trình duyệt để truy cập, quản lý các tài nguyên, các thiết bị phần cứng của hệ thống mạng từ bất kì đâu và bất kì thời gian nào, giúp tiết kiệm chi phí về tài chính, thời gian và nhân lực Với công nghệ quản trị mạng dựa trên nền Web, người quản trị có cái nhìn tổng quan về hệ thống mình quản lý, điều khiển các thiết bị từ xa mà không cần phải đến từng thiết bị để xử lý Các thông tin, trạng thái của toàn hệ thống và của từng thiết bị sẽ được ghi lại, gửi đến cho quản trị viên giúp cho việc quản trị hệ thống trở lên linh hoạt và dễ dàng

2.1 Mô hình Pull (Pull Model)

2.1.1 Tổng quan

Trong kỹ thuật phần mềm, mô hình Pull và mô hình Push được biết đến là hai phương pháp tiếp cận và trao đổi dữ liệu giữa các thực thể Việc mua một tờ báo mới là một ví dụ minh họa cụ thể cho hai công nghệ này Nếu muốn đọc tờ báo yêu thích hàng ngày, ta có thể đi đến nơi bán và mua nó vào mỗi buổi sáng hoặc đặt mua nó tại đại lý, sau đó chỉ việc ngồi ở nhà và chờ báo đến.Việc hàng ngày đi mua báo minh họa cho mô hình Pull, còn đặt mua báo và sau đó chờ báo đến là mô hình Push Mô hình Pull được dựa trên mô hình request/response, gọi là data polling, hay đơn giản là polling Mỗi khi cần thông tin, máy khách gửi một yêu cầu đến máy chủ, sau đó máy chủ trả lời, đồng bộ hoặc không đồng bộ Trong phương pháp này, việc chuyển giao dữ liệu luôn luôn bắt đầu là máy trạm, tức là người quản lý

Mô hình Push thì ngược lại, nó được dựa trên cơ chế publish/subscribe/distribute (xuất bản/đăng ký/phân phối) Trong mô hình này các thiết bị mạng (Agent) sẽ cho biết những MIB mà nó hỗ trợ và nó có thể gửi những SNMP cảnh báo nào Các máy trạm sẽ đăng ký các thông tin mà nó quan tâm tới

hệ thống quản lý (NMS), thông báo tần xuất mà nó muốn được nhận dữ liệu và ngắt kết nối Sau đó, mỗi Agent sẽ chuẩn bị các thông tin và đẩy tới người quản trị một cách thường xuyên theo lịch đã đặt hay không thông báo trước

2.1.2 Phương pháp quản lý mạng Ad hoc

Cách đơn giản và hiệu quả để sử dụng mô hình Pull là sử dụng Applet và phương pháp quản lý mạng Ad hoc Sự bùng nổ, phát triển của các thiết bị không dây, thiết bị ngoại vi đã làm cho hệ thống mạng trở nên đa dạng, không đồng nhất

về thiết bị và cách quản lý Vấn đề đặt ra là cần có một chuẩn chung quản lý hệ thống mạng với các thiết bị khác nhau, của các hãng khác nhau Phương pháp quản

lý mạng Ad hoc đã ra đời từ nhu cầu thực tế đó Phương pháp quản lý Ad hoc được cộng đồng quan tâm, thảo luận, nghiên cứu và phát triển trong nhiều năm qua

Công việc quản lý mạng luôn là một nhiệm vụ khó khăn và thách thức ngay từ khi hình thành mạng máy tính Các vấn đề như mất liên kết, tắc nghẽn băng thông, bị đột nhập, tấn công, gây ảnh hưởng đến hiệu quả của công việc quản lý Trong những năm qua, sự phát triển mạnh mẽ của Internet kết hợp với sự phức tạp ngày càng tăng của hệ thống mạng viễn thông đã được cả cộng đồng cũng nỗ lực nghiên cứu, phát triển hệ thống quản trị Kết quả của những nỗ lực này là những hệ thống quản lý hiệu quả, thông minh, đạt được mức độ quản lý chất lượng nhất định Phương pháp quản lý Ad hoc về cơ bản khác với phương pháp quản lý mạng thông thường vì tính chất đa dạng của nó Các liên kết trong mạng Ad hoc là liên kết không liên tục và không cố định Việc thường xuyên mất các liên kết trong mạng là chuyện bình thường, vì vậy việc sửa chữa liên kết không phải là vấn đề trọng tâm của quản lý Ad hoc Tài nguyên, các nút trong mạng có thể tự ý up hoặc down Do

đó để quản lý một cách có hiệu quả, ta cần thiết phải đánh dấu những vấn đề tồn tại

và đưa ra giải pháp phù hợp Các vấn đề chính trong quản lý Ad hoc là:

• Mô hình tổ chức

• Tính không đồng nhất và phân loại thiết bị

• Người dùng kiểm soát và nâng cao nhận thức bối cảnh

bị Hiện nay quản lý Ad hoc đang được ứng dụng rộng rãi trong các công ty, tổ chức.Với các tổ chức lớn, họ có thể xây dựng lực lượng nhân viên quản lý hệ thống mạng tinh nhuệ, có đủ khả năng khai thác, vận hành hệ thống, nhưng việc này đòi hỏi chi phí cao để duy trì bộ máy quản lý đó Với Ad hoc, quản trị viên có thể sử

dụng giao diện đồ họa để cấu hình một router, người điều hành có cái nhìn tổng quan về hệ thống, về trạng thái của các thiết bị trong mạng một cách nhanh chóng

mà với cách quản lý thông thường sẽ mất nhiều thời gian và tiền bạc Còn với các công ty, tổ chức có quy mô nhỏ, Ad hoc thay thế việc quản lý thường xuyên, không cần phải có người điều hành và hệ thống quản trị mạng chuyên nghiệp Các phần mềm quản lý chỉ sử dụng đến khi cần thiết với những yêu cầu nhất định Quản lý

Ad hoc thường bao gồm xử lý sự cố (các sự cố của mạng) hay quản lý cấu hình (thiết lập router mới, kiểm tra cấu hình của router,…)

2.1.3 Java Applet với quản trị mạng trên Web

Java Applet là các đối tượng được thực hiện trên trình duyệt Web Khi thực hiện trên các trình duyệt Web, Java Applet cũng tạo ra các hiệu ứng như một ứng dụng bình thường, tuy nhiên các thông tin cho phép Java Applet thực hiện lại được đưa từ các trang Web Người sử dụng dùng trình duyệt Web (browser) để xem các trang thông tin, trong đó có nhúng đối tượng Java Applet Khi trình duyệt Web truy cập đến trang thông tin này, Java Applet sẽ được tải về trình duyệt Web và được thực hiện thông qua một cơ chế gọi là Java Virtual Machine (JVM) đã được cài sẵn trong trình duyệt Việc sử dụng Applet trong quản trị mạng trên Web giúp giải quyết một số vấn đề mà quản trị mạng theo mô hình SNMP chưa làm được Nó làm giảm chi phí phát triển các phần mềm quản lý mạng, giải quyết vấn đề phiên bản MIB khác nhau trong cùng mạng, làm giảm thời gian quản lý, không phụ thuộc vào phần cứng và hệ điều hành (có thể chạy trên máy cài hệ điều hành Windows, Linux, Mac hay Unix, )

Quá trình đẩy dữ liệu của Applet được mô tả trong hình 2.1 Giống như với các nền tảng quản lý mạng truyền thống, các điểm truy cập cho người sử dụng (quản trị viên hay người điều hành) là một bản đồ mạng được lấy từ một trình duyệt Web nội bộ Bản đồ này có thể là một Applet chuyên biệt, hay đơn giản hơn

là một hình ảnh GIF được sử dụng như bản đồ: khi người dùng nhấp chọn biểu tượng của một thiết bị mạng, các tọa độ (x, y) được ánh xạ tới các Agent bằng một CGI script, và URL tương ứng được yêu cầu từ các Agent đã chọn Các máy chủ