Tính cấp thiết của đề tài
Hệ thống giám sát và cảnh báo cho phép quản trị viên theo dõi hiệu suất mạng, đồng thời nhanh chóng khắc phục các sự cố để đảm bảo hệ thống mạng hoạt động hiệu quả.
Khoa Công nghệ thông tin trường Cao đẳng công nghệ Thủ Đức hiện có nhiều hệ thống Server như Web, Module, Redmine, nhưng chưa có hệ thống giám sát và cảnh báo trạng thái hoạt động hiệu quả Điều này đã thúc đẩy tôi chọn đề tài “Xây dựng hệ thống giám sát và cảnh báo trạng thái hoạt động web server cho khoa công nghệ thông tin trường cao đẳng công nghệ Thủ Đức” nhằm nâng cao hiệu quả duy trì và hoạt động của các hệ thống này.
Tình hình nghiên cứu
Hiện nay, có nhiều công cụ giám sát mạng hỗ trợ quản trị viên, giúp theo dõi trạng thái hoạt động của thiết bị, dịch vụ và máy đầu cuối trong mạng Những công cụ này thông báo cho người quản trị khi có sự cố hoặc nguy cơ xảy ra sự cố Trong số đó, có cả hệ thống thương mại như HP OpenView và các giải pháp mã nguồn mở như OpenNMS, Cacti, Nagios Mỗi hệ thống đều có ưu nhược điểm riêng, trong đó Nagios nổi bật với nhiều chức năng mạnh mẽ, cho phép quản lý băng thông, tình trạng thiết bị và dịch vụ trong mạng Tôi đã chọn Nagios để triển khai giám sát và cảnh báo trạng thái hoạt động mạng.
Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu
Giám sát trạng thái hoạt động của phần cứng hệ thống Web Server là rất quan trọng, bao gồm việc theo dõi khả năng xử lý của CPU, tình trạng lưu trữ của đĩa cứng và trạng thái bộ nhớ RAM Việc này giúp đảm bảo hiệu suất tối ưu và phát hiện sớm các vấn đề tiềm ẩn trong hệ thống.
Giám sát trạng thái hoạt động dịch vụ và các kết nối khác từ bên ngoài vào hệ thống Web Server như: Telnet, ssh, http,…
Đưa ra cảnh báo về khả năng hoạt động và xử lý của cpu, đĩa cứng,…với ngưỡng cho phép qua email
Đưa ra cảnh báo về trạng thái hoạt động dịch vụ và các kết nối khác từ bên ngoài vào hệ thống như: Telnet, ssh, http,… qua email
Phân tích được trạng thái hoạt động của hệ thống Web Server thông qua file log mà hệ thống đã được cảnh báo qua email
Ứng dụng xây dựng hệ thống giám sát và cảnh báo trạng thái hoạt động Web Server cho khoa Công nghệ thông tin.
Phương pháp nghiên cứu
Khảo sát hiện trạng hoạt động Web Server của khoa Công nghệ thông tin trường Cao đẳng công nghệ Thủ Đức
Phân tích các tính năng của hệ thống giám sát và cảnh báo trên hệ điều hành Linux là cần thiết để phát triển một hệ thống hiệu quả, đáp ứng mục tiêu của đề tài Việc hiểu rõ các công cụ và chức năng giám sát giúp tối ưu hóa quy trình quản lý và bảo mật hệ thống, đồng thời nâng cao khả năng phát hiện và phản ứng với sự cố Hệ thống giám sát hiệu quả không chỉ giúp theo dõi tình trạng hoạt động mà còn cung cấp cảnh báo kịp thời, từ đó đảm bảo tính ổn định và an toàn cho môi trường làm việc.
Xây dựng hệ thống giám sát và cảnh báo trạng thái hoạt động Web Server cho khoa Công nghệ thông tin.
Đóng góp của đề tài
Làm tài liệu tham khảo cho việc nghiên cứu, học tập và giảng dạy của sinh viên ngành mạng máy tính
Ứng dụng kết quả đề tài cho hệ thống Web Server của trường Cao đẳng công nghệ Thủ Đức
Tài liệu báo cáo đề tài đăng trên tạp chí khoa học tại trường
Phân tích các hệ thống giám sát và cảnh báo trên mã nguồn mở Linux
Nagios
Nagios là một trong những hệ thống giám sát Linux phổ biến nhất hiện nay, cho phép người dùng theo dõi độ sẵn sàng và thời gian phản hồi của các dịch vụ mạng Được cấp phép theo GPL và hoàn toàn miễn phí, Nagios cũng giám sát tài nguyên hệ thống như tải CPU, phân bổ RAM và số lượng người dùng đăng nhập.
Khi Nagios phát hiện sự bất thường trên các máy chủ được giám sát, người dùng sẽ nhận được cảnh báo qua email hoặc tin nhắn SMS Một điểm mạnh của Nagios là nó không chỉ giám sát mà còn không hiển thị kết quả dưới dạng đồ thị, điều này tạo ra lợi thế so với các công cụ giám sát khác.
Cacti
Cacti là một hệ thống giám sát giao diện web được phát triển bằng ngôn ngữ PHP và cấp phép theo GPL, chuyên hiển thị kết quả dưới dạng đồ thị Khác với Nagios, Cacti tập trung vào việc trực quan hóa dữ liệu, giúp người dùng dễ dàng theo dõi và phân tích thông tin.
Cacti là một công cụ giám sát hiệu quả, cho phép người dùng khám phá các dịch vụ khác nhau và hiển thị kết quả giám sát dưới dạng đồ thị Đặc biệt, Cacti sử dụng RRDTool để tạo ra các biểu đồ trực quan, giúp người dùng dễ dàng theo dõi và phân tích dữ liệu.
Mặc định, Cacti không có chức năng cảnh báo, do đó, bạn nên cài đặt các plugin bên thứ ba để tích hợp tính năng này hoặc xem xét sử dụng giải pháp khác như Nagios.
Zabbix
Zabbix là hệ thống giám sát mạnh mẽ và ấn tượng, được cấp phép theo GPL và viết bằng PHP Nó thực hiện các chức năng tương tự như Nagios và Cacti, cho phép đồ thị hóa dữ liệu theo dõi và gửi cảnh báo cho người dùng khi có sự cố Với Zabbix, người dùng có thể tạo bản đồ cho các máy chủ và nhóm máy chủ đa dạng.
Zabbix có khả năng thu thập dữ liệu từ các máy chủ xa nơi Zabbix Agent hoặc client đang hoạt động, tương tự như Nagios Ngoài ra, Zabbix cung cấp nhiều loại đồ thị để theo dõi các số liệu thống kê mạng, tải CPU và RAM, giống như Cacti.
MRTG
MRTG là một công cụ giám sát mã nguồn mở, cho phép thu thập dữ liệu từ máy chủ cục bộ hoặc từ xa thông qua giao thức SNMP So với các công cụ như Cacti, Nagios và Zabbix, MRTG đơn giản hơn rất nhiều, do đó nó là lựa chọn lý tưởng cho các dự án nhỏ.
MRTG là một trong những công cụ phổ biến nhất để giám sát giao diện mạng, CPU và bộ nhớ sử dụng Một trong những ưu điểm nổi bật của MRTG là khả năng triển khai dễ dàng Công cụ này được phát triển bởi Obi Oetiker, tác giả của RRDTool.
Chức năng giám sát và cảnh báo của Nagios
Chức năng của Nagios
- Giám sát trạng thái hoạt động của các dịch vụ mạng (POP3, HTTP, FTP, SSH, DHCP, DNS, name server, mysql, …)
Giám sát tài nguyên và thiết bị đầu cuối là rất quan trọng, bao gồm việc theo dõi tình trạng sử dụng CPU, người dùng đang đăng nhập, tình trạng ổ đĩa cứng, mức sử dụng bộ nhớ trong, số lượng tiến trình đang chạy và các tệp log hệ thống.
- Giám sát các thông số an toàn thiết bị phần cứng trên host như: nhiệt độ CPU, tốc độ quạt, pin, giờ hệ thống…
Nagios là công cụ giám sát hiệu quả cho các thiết bị mạng có IP như router, switch và máy in Đối với router và switch, Nagios có khả năng theo dõi tình trạng hoạt động, trạng thái bật tắt của từng cổng, lưu lượng băng thông qua mỗi cổng, cũng như thời gian hoạt động liên tục (Uptime) của thiết bị Đối với máy in, Nagios có thể phát hiện nhiều tình huống khác nhau như kẹt giấy và hết mực, giúp quản lý thiết bị mạng một cách toàn diện.
- Cảnh báo cho người quản trị bằng nhiều hình thức như email, tin nhắn tức thời, âm thanh …nếu như có thiết bị, dịch vụ gặp trục trặc
- Tổng hợp, lưu giữ và báo cáo định kỳ về tình trạng hoạt động của mạng.
Giám sát các thiết bị mạng
- Khả năng giám sát của Nagios
Kết nối đến máy in (ping đến máy in)
Khay ra giấy bị đầy
- Khả năng giám sát của Nagios
Kết nối đến thiết bị (ping thiết bi)
Trạng thái up/down của các cổng
Sử dụng băng thông, lưu lượng trên các cổng.
Giám sát máy đầu cuối
Tình trạng sử dụng ổ đĩa cứng
Tình trạng sử dụng bộ nhớ trong và swap
Số người dùng đang logon, số tiến trình đang chạy và tệp log hệ thống trên linux Giám sát từng dịch vụ, tiến trình trên window
- Giám sát thông số an toàn phần cứng
Giám sát dịch vụ mạng
Thời gian trả lời của web server
Mã lỗi trả về của dịch vụ http (403: không tìm thấy tệp, 404: Lỗi xác thực)
Một URL nào đó có nằm trên web server hay không
Giám sát dịch vụ FTP và tạo ra thông báo nếu server không trả lời sau 10 giây
Giám sát dịch vụ SMTP server và tạo ra thông báo nếu SMTP server không trả lời sau 10 giây
Giám sát các dịch vụ khác
Ngoài những dịch vụ trên Nagios còn có cung cấp việc giám sát các dịch vụ SSH, LDAP, DHCP, DNS, database, cổng TCP, cổng UDP,
Cảnh báo cho người quản trị
Người quản trị không phải lúc nào cũng có thể theo dõi mọi hoạt động của mạng qua giao diện giám sát, vì vậy hệ thống giám sát cần cung cấp chức năng thông báo qua email, SMS và các phương tiện truyền tin khác Nagios mang đến một hệ thống thông báo linh hoạt, cho phép người quản trị nhận thông tin khi host hoặc dịch vụ thay đổi trạng thái Tuy nhiên, không phải tất cả các host hoặc dịch vụ đều có thể nhận thông báo Trước khi gửi thông báo cho người quản trị, Nagios sẽ thực hiện kiểm tra khi có sự kiện xảy ra với một host hoặc dịch vụ.
- Cấu hình Nagios có cho phép gửi thông báo hay không
Trong quá trình kiểm tra, nếu host hoặc dịch vụ đang trong thời gian ngừng hoạt động (downtime), các hành động kiểm tra vẫn sẽ được thực hiện Kết quả của các kiểm tra này sẽ được lưu trữ trong Nagios, tuy nhiên, thông báo sẽ không được gửi đi trong thời gian này.
- Từng host/dịch vụ có thể được cấu hình để chỉ thông báo cho người quản trị một số tình trạng nhất định
Mỗi dịch vụ hoặc host đều có quy định về chu kỳ thời gian cho việc gửi thông báo Nếu thông báo được tạo ra nằm ngoài khoảng thời gian quy định, nó sẽ bị loại bỏ.
- Nagios kiểm tra cấu hình xem những người dùng Nagios nào được nhận thông báo về tình trạng của host/dịch vụ đang được kiểm tra
Host được kiểm tra bởi Nagios daemon khi:
Trong khoảng thời gian được xác định bởi tùy chọn check_interval (thời gian giữa hai lần kiểm tra liên tiếp) và retry_interval (thời gian để kiểm tra lại khi phát hiện host thay đổi trạng thái) trong cấu hình host.
Khi dịch vụ trên một host thay đổi trạng thái, thường thì trạng thái của host cũng sẽ thay đổi theo Chẳng hạn, nếu Nagios phát hiện dịch vụ HTTP chuyển từ trạng thái CRITICAL sang OK, điều này có thể chỉ ra rằng host cung cấp dịch vụ này đã được khởi động lại và hiện đang hoạt động bình thường.
Khi một host con của một host chính bị chuyển sang trạng thái UNREACHABLE, điều này có nghĩa là Nagios không thể liên lạc với host đó, tương tự như việc mất kết nối đến host.
Nagios phân loại host ra ba trạng thái:
* UP : hoạt động bình thường
* DOWN: tạm dừng hoạt động
Dịch vụ được kiểm tra bởi Nagios daemon khi:
Trong khoảng thời gian được xác định bởi tùy chọn check_interval (thời gian giữa hai lần kiểm tra liên tiếp) và retry_interval (thời gian thực hiện kiểm tra lại để xác nhận khi phát hiện dịch vụ thay đổi trạng thái) trong cấu hình dịch vụ, các kiểm tra sẽ được thực hiện để theo dõi trạng thái dịch vụ.
Nagios phân loại dịch vụ thành bốn trạng thái:
OK: Hoạt động bình thường
WARNING: Có thể hoạt động nhưng chưa chính xác hoặc có thể không hoạt động
UNKNOWN: Không xác định được
Xây dựng hệ thống giám sát và cảnh báo trạng thái hoạt động web server cho
Mô hình thực hiên
Hệ thống máy chủ ảo hóa từ máy chủ vật lý của khoa
Mô hình thực hiện theo hiện trạng của khoa Ảo hóa từ máy chủ vật lý 2 Ảo hóa từ máy chủ vật lý 1
Mô hình thực hiện mô phỏng
Các hệ thống được sử dụng từ máy chủ ảo hóa
- 2 Server làm Web Server và Monitor system chạy hệ điều hành Centos
- 1 Client chạy hệ điều hành Windows 7 Ảo hóa từ máy chủ vật lý
Cài đặt và cấu hình
Operating system : CentOS 7 minimal server
Cài Apache: yum install httpd -y systemctl start httpd systemctl enable httpd
Cấu hình Firewall cho http firewall-cmd permanent add-service=http systemctl restart firewalld
Kiểm tra Apache chạy thành công:
Cài đặt thư viên yum install gd gd-devel gcc glibc glibc-common wget
Tạo User và Group Nagios useradd -m nagios passwd nagios groupadd nagcmd usermod -a -G nagcmd nagios usermod -a -G nagcmd apache
Download Nagios And Plugins wget http://prdownloads.sourceforge.net/sourceforge/nagios/nagios-4.0.8.tar.gz wget http://nagios-plugins.org/download/nagios-plugins-2.0.3.tar.gz
Cài đặt Nagios And Plugins tar xzf nagios-4.0.8.tar.gz cd nagios-4.0.8
./configure with-command-group=nagcmd make install make install-init make install-config make install-commandmode
Cài đặt Nagios Web interface make install-webconf htpasswd -c /usr/local/nagios/etc/htpasswd.users nagiosadmin
Khởi động Apache systemctl restart httpd
Cài đặt Nagios plugins tar xzf nagios-plugins-2.0.3.tar.gz cd nagios-plugins-2.0.3
./configure with-nagios-user=nagios with-nagios-group=nagios make make install
Cấu hình nhận các cảnh báo qua email: vi /usr/local/nagios/etc/objects/contacts.cfg
To define a contact in Nagios, use the following configuration: set the contact name as "nagiosadmin" and the short name as "generic-contact" to inherit default values from the specified template Assign the alias "Nagios Admin" for the user's full name and ensure to update the email field to your own address, replacing "Nagios@localhost" with your actual email.
Cấu hình /etc/httpd/conf.d/nagios.conf cho phép truy cập Nagios
## Uncomment and Change lines as shown below ##
Khởi động lại Apache systemctl restart httpd
Khởi động Nagios systemctl start nagios chkconfig add nagios chkconfig nagios on
Default, SELinux will ở chế độ enforcing mode, đưa ra thông báo lỗi “Internal
Server Error” khi truy cập đến Nagios CGIs
Do đó, chúng ta cần hiệu chỉnh file /etc/selinux/config: vi /etc/selinux/config
And, set SELinux to permissive mode
Kiểm tra truy cập Nagios Web Interface
Click Hosts để xem các máy giám sát:
Để xem chi tiết D_click vào từng host giám sát:
Thêm máy chủ web server cần giám sát:
Tại bước này, chúng ta thực hiện cài đặt nrpe and nagios-plugins trên máy WEB
SERVER(Xem cài đặt bên máy web server)
Tiếp theo, tại máy server thêm máy Web Server để giám sát: vi /usr/local/nagios/etc/nagios.cfg
## Find and uncomment the following line ## cfg_dir=/usr/local/nagios/etc/servers
Tạo folder servers: mkdir /usr/local/nagios/etc/servers
Tạo và cấu hình file ckients.cfg để được giám sát: vi /usr/local/nagios/etc/servers/clients.cfg
Systemctl nagios restart Định nghĩa các dịch vụ giám sát máy WEB SERVER, ví dụ SSH và HTTP:
Định nghĩa các chức năng giám sát máy chủ web server define service{ use generic-service host_name ServerDemo service_description Current Users check_command check_local_users!20!50
The defined service requires Nagios to monitor the number of users on the host named "linux-servers." If the user count exceeds 20, a warning alert will be triggered; if it surpasses 50, a critical alert will be issued Additionally, the service configuration includes monitoring the CPU load on the host "winserver" using the command "check_nt!CPULOAD!-l 5,80,90."
Nagios sẽ giám sát CPU của máy chủ trên hệ điều hành WinServer đã được định nghĩa trong host Quá trình giám sát sẽ kiểm tra mức sử dụng CPU sau mỗi 5 phút Nếu mức sử dụng vượt quá 80%, hệ thống sẽ phát cảnh báo warning, và nếu vượt quá 90%, sẽ phát cảnh báo critical.
#Giám sát HTTP define service{ host_name ServerDemo service_description HTTP check_command check_http notifications_enabled 0
#Giám sát phân vùng Swap define service{ use generic-service host_name ServerDemo service_description Swap Usage check_command check_local_swap!20!10
#Giám sát phân vùng chính define service{ use generic-service host_name ServerDemo service_description Root Partition check_command check_local_disk!20%!10%!
#Giám sát ping define service{ use generic-service host_name ServerDemo service_description PING check_command check_ping!100.0,20%!500.0,60%
}// RTA giám sát việc mất gói tin và RTA(round trip average)
Dịch vụ này trả về:
- CRITICAL, nếu round trip average (RTA) lớn hơn 600 milliseconds hoặc số gói bị
- WARNING, cảnh báo nếu RTA lớn hơn 200ms hoặc gói tin bị mất lớn hơn 20%
- OK, Ngược lại chạy bình thường nếu RTA nhỏ hơn 200ms và số gói bị mất nhỏ hơn 20%
#Giám sát POP define service{ use generic-service host_name ServerDemo service_description POP check_command check_pop!
#Giám sát IMAP define service{ use generic-service host_name ServerDemo service_description IMAP check_command check_imap!
#Giám sát SMTP define service{ use generic-service host_name ServerDemo service_description SMTP check_command check_smtp!
#Giám sát DNS define service{ use generic-service host_name ServerDemo service_description DNS
#Giám sát DHCP define service{ use generic-service host_name ServerDemo service_description DHCP check_command check_dhcp
#Giám sát FTP define service{ use generic-service host_name ServerDemo service_description FTP check_command check_nrpe!check_ftp
Cài đặt Mail Server(Postfix) để nhận email khi có cảnh báo:
Thay SELINUX=enforcing thành SELINUX=disabled
Cài đặt EPEL Repository rpm -ivh http://dl.fedoraproject.org/pub/epel/7/x86_64/e/epel-release-7-
6.noarch.rpm firewall-cmd –reload
Cài đặt và cấu hình Postfix yum install postfix
Chỉnh sửa file /etc/postfix/main.cf
Vi etc/postfix/main.cf
## Uncomment và đặt mail server FQDN ## myhostname = server.adminvietnam.org
## Uncomment và đặt domain ## mydomain = adminvietnam.org
## Uncomment và đặt ipv4 ## inet_interfaces = all
## Đổi thành all ## inet_protocols = all
#mydestination = $myhostname, localhost.$mydomain, localhost,
## Uncomment ## mydestination = $myhostname, localhost.$mydomain, localhost, $mydomain
## Uncomment và thêm dải ip ## mynetworks = 192.168.1.0/24, 127.0.0.0/8
Chuyển đến thư mục của user „nagios‟ để xem mail đã nhận đc
# cd /home/nagios/Maildir/new/
Cài đặt và cấu hình Dovecot
# vi /etc/dovecot/dovecot.conf
## Umcomment ## protocols = imap pop3 lmtp
# nano /etc/dovecot/conf.d/10-mail.conf
## Uncomment ## mail_location = maildir:~/Maildir
# vi /etc/dovecot/conf.d/10-auth.conf
## Uncomment ## disable_plaintext_auth = yes
## Thêm từ : "login" ## auth_mechanisms = plain login
# nano /etc/dovecot/conf.d/10-master.conf
#mode = 0600 user = postfix group = postfix
Khởi động dịch vụ Dovecot
Lưu ý : Những dòng in đậm dưới đây là do bạn nhập vào
+OK Dovecot ready user nagios
Received: from localhost (localhost [IPv6:::1])
He thong giam sat TDC
Connection closed by foreign host
Cài đặt và cấu hình Squirrelmail
# cd /usr/share/squirrelmail/config/
Một list các lựa chọn cài đặt sẽ hiện ra Bạn chọn số „2„ để vào phần cài đặt server
Phần cài đặt server , bạn tiếp tục chọn „3„ để thay đổi Sendmail thành SMTP
Sau khi chọn „3‟ bạn sẽ nhận được thông báo chọn tiếp „2‟
Sau đó bấm „S„ để save và „Q„ để thoát
Tạo Squirrelmail Virtualhost trong apache config
# vi /etc/httpd/conf/httpd.conf Thêm các dòng sau vào cuối file Alias /webmail /usr/share/squirrelmail
Options Indexes FollowSymLinks RewriteEngine On
AllowOverride All DirectoryIndex index.php
Khởi động lại dịch vụ Apache
Truy cập vào webmail để kiểm tra http://192.168.2.168/webmail
Nếu đăng nhập bị lỗi thì gõ lệnh:
# /usr/sbin/setsebool httpd_can_network_connect=1
Đăng nhập vào webmail thành công
Operating System : CentOS 7 minimal server
Cài đặt nrpe và nagios-plugins yum install epel-release yum install nrpe nagios-plugins-all openssl
Cấu hình file nrpe vi /etc/nagios/nrpe.cfg
Chỉnh địa chỉ IP của Nagios Server
## Find the following line and add the Nagios server IP ## allowed_hosts7.0.0.1 192.168.1.168
Khởi động nrpe systemctl start nrpe chkconfig nrpe on
Cài đặt và cấu hình ssh
Thay đổi port vi /etc/ssh/sshd_config
Cấu hình Selinux semanage port -a -t ssh_port_t -p tcp 2277
[root@localhost ~]# semanage port -l | grep ssh ssh_port_t tcp 2292, 22
Khởi động ssh systemctl restart sshd.service
Cầu hình firewall firewall-cmd permanent zone=public add-port"92/tcp
Reload firewalld firewall-cmd reload
Cài đặt dịch vụ http
Cài Apache: yum install httpd -y
Cấu hình Firewall cho http firewall-cmd permanent add-service=http systemctl restart firewalld
Thay đổi nội dung của trang index.html
Vi /var/www/html/index.html
Khởi động dịch vụ http
Kiểm tra truy xuất từ client
