Đồ án tốt nghiệp phân tích thiết kế hệ thống tìm hiểu firewall

Đồ án: Tìm hiểu Firewall LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com LỜI MỞ ĐẦU Trong thực tế bảo mật thơng tin đóng vai trị thiết yếu khơng cịn “thứ yếu” hoạt động liên quan đến việc ứng dụng công nghệ thơng tin Tơi muốn nói đến vai trị to lớn việc ứng dụng CNTT diễn sôi động, không túy công cụ (Hardware, software), mà thực xem giải pháp cho nhiều vấn đề Khởi động từ năm đầu thập niên 90, với số chuyên gia CNTT, hiểu biết hạn chế đưa CNTT ứng dụng hoạt động sản xuất, giao dịch, quản lý khiêm tốn dừng lại mức công cụ, cịn nhận thấy cơng cụ “đắt tiền” cịn gây số cản trở, không đem lại hiệu thiết thực cho Tổ chức sử dụng Internet cho phép truy cập tới nơi giới thông qua số dịch vụ Ngồi trước máy tính bạn biết thơng tin tồn cầu, mà hệ thống máy tính bạn bị xâm nhập vào lúc mà bạn trước Do việc bảo vệ hệ thống vấn đề đáng phải quan tâm Người ta đưa khái niệm FireWall để giải vấn đề Để làm rõ vấn đề đồ án “ Tìm hiểu Firewall ” cho nhìn sâu khái niệm, chức Firewall Trong trình làm đồ án cố gắng khơng thể tránh khỏi thiếu sót Rất mong nhận ý kiến giúp đỡ thầy cô để Tôi làm tốt đề tài lần sau Cuối Tôi xin chân thành cảm ơn thầy LÊ VĂN LONG thầy cô khoa CNTT hướng dẫn Tơi hồn thành đồ án LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com I Mục tiêu Đồ án giúp cho biết trình cần thiết để thiết kế nên hệ thống mạng Giúp ta biết sâu khái niệm chức Firewall II Phương pháp nghiên cứu  Đọc kỹ nắm bắt yêu cầu đồ án đề  Đi sâu việc tìm kiếm tài liệu trình bày cách hợp lý  Chăm lắng nghe tiếp thu ý kiến đóng góp giáo viên hướng dẫn III Bố cục * Nội dung đồ án chia làm chương sau:  Chương 1: Ta tìm hiểu tổng quan Firewall  Chương 2: Ta đề xuất giải pháp Firewall cho doanh nghiệp nhỏ  Chương 3: Ta cài đặt giải pháp Firewall cho doanh nghiệp nhỏ LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com DANH MỤC HÌNH VẼ SỐ HIỆU MƠ TẢ TRANG Hình 1.1 Firewall đặt mạng riêng mạng công cộng Hình 1.2 Mạng gồm có Firewall máy chủ Hình 1.3 Sử dụng nhiều Firewall nhằm tăng khả bảo mật 10 Hình 1.4 Kiến trúc hệ thống sử dụng Firewall 14 Hình 1.5 Cấu trúc chung hệ thống Firewall 15 Hình 1.6 Kiến trúc Dual - Homed host 16 Hình 1.7 Kiến trúc Screened host 18 Hình 1.8 Kiến trúc Screened Subnet 19 Hình 1.9 Packet filtering firewall 20 Hình 1.10 Circuit level gateway 21 Hình 1.11 Application-proxy firewall 22 Hình 2.1 Các mức an tồn thơng tin mạng 27 Hình 2.2 Mơ hình triển khai ISA Server Internal Network Internet 32 Hình 3.1 Sơ đồ ban đầu tồ nhà 38 Hình 3.2 Mơ hình logic 38 Hình 3.3 Các hình thích thiết kế 39 Hình 3.4 Mơ hình vật lý Tầng 39 Hình 3.5 Mơ hình vật lý Tầng 40 Hình 3.6 Mơ hình vật lý Tầng 41 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com TỪ VIẾT TẮT SỐ HIỆU CỤM TỪ VIẾT TẮT Network Interface Controller NIC Internet Protocol Local Area Network LAN Demilitarized Zone DMZ File Transfer Protocol FTP Simple Mail Transfer Protocol SMTP Open Systems Interconnection OSI Hypertext Transfer Protocol Transmission Control Protocol 10 Asymmetric Digital Subscriber Line 11 Personal Computer 12 Domain Name System DNS 13 Random Access Memory RAM 14 Internet Security and Acceleration ISA 15 Virtual Private Network VPN 16 Network Address Translation NAT 17 Wide Area Network WAN 18 Operating System OS 19 Post Office Protocol POP 20 Internet Message Access Protocol IP HTTP TCP ADSL PC IMAP LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ FIREWALL 1.1 KHÁI NIỆM VỀ FIREWALL 1.1.1 Tại phải sử dụng Firewall cho mạng máy tính kết nối Internet? Internet đời đem lại nhiều lợi ích lớn cho người, nhân tố hàng đầu góp phần vào phát triển nhanh chóng giới nói Internet kết nối người tới gần Chính khả kết nối rộng rãi mà nguy an tồn mạng máy tính lớn Đó nguy bị cơng mạng máy tính, cơng để lấy liệu, cơng nhằm mục đích phá hoại làm tê liệt hệ thống máy tính lớn, cơng thay đổi sở liệu …Trước nguy đó, vấn đề đảm bảo an tồn cho mạng máy tính trở nên cấp thiết quan trọng hết Các nguy bị công ngày nhiều ngày tinh vi hơn, nguy hiểm Đã có nhiều giải pháp bảo mật cho mạng máy tính đưa dùng phần mềm, chương trình để bảo vệ tài nguyên, tạo tài khoản truy xuất mạng địi hỏi có mật … giải pháp bảo vệ phần mạng máy tính mà thơi, kẻ phá hoại mạng máy tính thâm nhập sâu vào bên mạng có nhiều cách để phá hoại hệ thống mạng Vì đặt u cầu phải có cơng cụ để chống xâm nhập mạng bất hợp pháp từ bên ngồi mạng, ngun nhân dẫn tới đời Firewall (Tường lửa) Một Firewall lọc lưu lượng Internet nguy hiểm hacker, loại sâu, số loại virus trước chúng gây trục trặc hệ thống Ngồi ra, Firewall giúp cho máy tính tránh tham gia cơng vào máy tính khác mà không hay biết Việc sử dụng Firewall quan trọng máy tính ln kết nối Internet, trường hợp có kết nối băng thông rộng kết nối DSL/ADSL Trên Internet, tin tặc sử dụng mã hiểm độc, virus, sâu Trojan, để tìm cách phát cửa khơng khóa máy tính khơng bảo vệ Một tường lửa giúp bảo vệ máy tính khỏi bị hoạt động công bảo mật khác LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Vậy tin tặc làm gì? Tùy thuộc vào chất việc cơng Trong số đơn giản quấy rầy với trò đùa nghịch đơn giản, số khác tạo với ý định nguy hiểm Những loại nghiêm trọng tìm cách xóa thơng tin từ máy tính, phá hủy nó, chí ăn căp thông tin cá nhân, mật số thẻ tín dụng Một số tin tặc thích đột nhập vào máy tính dễ bị công Các virus, sâu Trojan đáng sợ May mắn giảm nguy lây nhiễm cách sử dụng Firewall 1.1.2 Sự đời Firewall Thuật ngữ Firewall có nguồn gốc từ kỹ thuật thiết kế xây dựng để ngăn chặn, hạn chế hỏa hoạn Trong công nghệ mạng thông tin, Firewall kỹ thuật tích hợp vào hệ thống mạng để chống truy cập trái phép, nhằm bảo vệ nguồn thông tin nội hạn chế xâm nhập không mong muốn vào hệ thống Cũng hiểu Firewall chế (Mechanism) để bảo vệ mạng tin tưởng (Trusted network) khỏi mạng không tin tưởng (Untrusted network) Thông thường Firewall đặt mạng bên (Intranet) công ty, tổ chức, ngành hay quốc gia, Internet Vai trị bảo mật thơng tin, ngăn chặn truy nhập khơng mong muốn từ bên ngồi (Internet) cấm truy nhập từ bên (Intranet) tới số địa định Internet Internet FireWall tập hợp thiết bị (bao gồm phần cứng phần mềm) mạng tổ chức, công ty, hay quốc gia (Intranet) Internet: (INTRANET - FIREWALL - INTERNET) Trong số trường hợp, Firewall thiết lập mạng nội lập miền an tồn Ví dụ mạng cục sử dụng Firewall để ngăn cách phòng máy hệ thống mạng tầng Một Firewall Internet giúp ngăn chặn người ngồi Internet khơng xâm nhập vào máy tính Một Firewall làm việc cách kiểm tra thông tin đến Internet Nó nhận dạng bỏ qua thơng tin đến từ nơi nguy hiểm nghi ngờ Nếu bạn cài đặt Firewall bạn cách thích hợp, tin tặc tìm kiếm máy tính dễ bị cơng khơng thể phát máy tính LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Firewall giải pháp dựa phần cứng phần mềm dùng để kiểm tra liệu Một lời khuyên nên sử dụng firewall cho máy tính hay mạng có kết nối tới Internet Đối với kết nối Internet băng thơng rộng Firewall quan trọng, loại kết nối thường xuyên bật (always on) nên tin tặc có nhiều thời gian muốn tìm cách đột nhập vào máy tính Kết nối băng thơng rộng thuận lợi cho tin tặc sử dụng để làm phương tiện tiếp tục công máy tính khác 1.1.3 Mục đích Firewall Với Firewall, người sử dụng yên tâm thực thi quyền giám sát liệu truyền thông máy tính họ với máy tính hay hệ thống khác Có thể xem Firewall người bảo vệ có nhiệm vụ kiểm tra "giấy thơng hành" gói liệu vào máy tính hay khỏi máy tính người sử dụng, cho phép gói liệu hợp lệ qua loại bỏ tất gói liệu khơng hợp lệ Các giải pháp Firewall thực cần thiết, xuất phát từ cách thức liệu di chuyển Internet Giả sử gửi cho người thân thư để thư chuyển qua mạng Internet, trước hết phải phân chia thành gói nhỏ Các gói liệu tìm đường tối ưu để tới địa người nhận thư sau lắp ráp lại (theo thứ tự đánh số trước đó) khôi phục nguyên dạng ban đầu Việc phân chia thành gói làm đơn giản hố việc chuyển liệu Internet dẫn tới số vấn đề Nếu người với dụng ý khơng tốt gửi tới số gói liệu, lại cài bẫy làm cho máy tính khơng biết cần phải xử lý gói liệu làm cho gói liệu lắp ghép theo thứ tự sai, nắm quyền kiểm sốt từ xa máy tính gây nên vấn đề nghiêm trọng Kẻ nắm quyền kiểm sốt trái phép sau sử dụng kết nối Internet để phát động cơng khác mà khơng bị lộ tung tích Firewall đảm bảo tất liệu vào hợp lệ, ngăn ngừa người sử dụng bên ngồi đoạt quyền kiểm sốt máy tính bạn Chức kiểm soát liệu Firewall quan trọng ngăn ngừa kẻ xâm nhập trái phép "cấy" virus có hại vào máy tính để phát động cơng cửa sau tới máy tính khác mạng Internet LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Hình 1.1 Firewall đặt mạng riêng mạng cơng cộng Một Firewall gồm có hai giao diện mạng: Chung riêng, giao diện chung kết nối với Internet, phía mà người truy cập, giao diện riêng phía mà chứa liệu bảo vệ Trên Firewall có nhiều giao diện riêng tuỳ thuộc vào số đoạn mạng cần tách rời Ứng với giao diện có quy tắc bảo vệ riêng để xác định kiểu lưu thơng qua từ mạng chung mạng riêng Firewall làm nhiều việc có nhiều thuận lợi khó khăn Thơng thường nhà quản trị mạng sử dụng Firewall thiết bị đầu nối VPN, máy chủ xác thực máy chủ DNS Tuy nhiên thiết bị mạng khác, nhiều dịch vụ hoạt động máy chủ rủi ro nhiều Do đó, Firewall khơng nên chạy nhiều dịch vụ Firewall lớp bảo vệ thứ hai hệ thống mạng, lớp thứ định tuyến mức định tuyến cho phép bị từ chối địa IP phát gói tin bất bình thường Firewall xem cổng phép hay từ chối Firewall đôi lúc hữu ích cho đoạn mạng nhỏ địa IP riêng lẻ Bởi định tuyến thường làm việc tải, nên việc sử dụng định tuyến để lọc định tuyến IP đơn, lớp địa nhỏ tạo tải trọng không cần thiết LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Firewall có ích cho việc bảo vể mạng từ lưu lượng không mong muốn Nếu mạng khơng có máy chủ cơng cộng Firewall cơng cụ tốt để từ chối lưu lượng vào, lưu lượng mà không máy sau Firewall, Một Firewall cấu hình để từ chối tất lưu lượng ngoại trừ cổng 53 dành riêng cho máy chủ DNS Hình 1.2 Mạng gồm có Firewall máy chủ Sức mạnh Firewall nằm khả lọc lưu lượng dựa tập hợp quy tắc bảo vệ, gọi quy tắc bảo vệ nhà quản trị đưa vào Đây nhược điểm lớn Firewall, quy tắc xấu khơng đầy đủ mở lối cho kẻ cơng, mạng khơng an tồn Nhiều nhà quản trị mạng không nghĩ Firewall hoạt động thiết bị mạng phức tạp Người ta quan tâm nhiều đến việc giữ lại lưu lượng không mong muốn đến mạng riêng, quan tâm đến việc giữ lại lưu lượng không LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Chú thích: Với Firewall Client tận dụng khả mạnh ISA Server chứng thực người dùng dựa Domain User Group, cho phép ghi nhật ký lần truy cập Tuy nhiên điểm bất lợi trường hợp máy tính muốn cài Firewall Client phải sử dụng hệ điều hành Windows C Thiết Lập Private Policy Mặc dù hệ thống kết nối Internet, công ty có u cầu riêng sách hệ thống không cho phép nhân viên sử dụng mail ( yahoo, gmail …) sử dụng mail nội Để thực điều này, cần phải hiệu chỉnh lại Firewall policy  Tạo access rule không cho phép sử dụng mail Bước 1: Tại giao diện chính, ta click vào Firewall Policy chọn Tab Tasks mục Create New Access Rule LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Bước 2: Đặt tên cho access rule cần tạo Cấm sử dụng mail click Next Bước 3: Trong hộp thoại Rule Action chọn Deny, access rule cấm máy client sử dụng mail thông qua Firewall Bước 4: Trong hộp thoại Protocols, ta chọn Selected protocols click Add LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Bước 5: Trong hộp thoại Add protocols, ta chọn mục mail click đúp giao thức mail: POP3, IMAP4, … Sau đóng hộp thoại lại Rồi chọn Next Bước 7: Trong hộp thoại Access Rule Sources, ta click Add LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Bước 8: Trong hộp thoại Add Network Entities ta click đúp vào Internal Sau đóng hộp thoại lại Rồi chọn Next Bước 9: Trong hộp thoại Access Rule Destinations, ta click Add LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Bước 10: Trong hộp thoại Add Network Entities ta click đúp vào External Sau đóng hộp thoại lại Rồi chọn Next Bước 11: Ở ta thiết lập cho tất users LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Bước 12: Ta click Finish để hoàn tất Bước 13: Nhấn Apply để hiệu lực firewall policy tạo  Sao lưu phục hồi thông tin cấu hình ISA Server 2004 Firewall Để bảo đảm hệ thống hoạt động ổn định cần phải tiến hành lưu (backup) policy cách đầy đủ để phục hồi (restore) có cố xảy Có thể lưu tồn ISA Server hay số Firewall policy LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com * Thao tác sau tiến hành backup toàn ISA Server: Bước 1: Tại giao diện chính, click phải server name (KIMDUC_DTU) nhấn vào Back Up… Bước 2: Đặt tên tập tin lưu cấu hình ngày 201109 chọn nơi lưu trữ nhấn nút Backup LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Bước 3: Một hộp thoại yêu cầu đặt password cho tập tin backup ra, nhập password nhấn OK * Thao tác sau tiến hành Restore toàn ISA Server: Để Restore lại cấu hình ISA Bước 1: Tại giao diện chính, click phải server name nhấn vào Restore… LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Bước 2: Xác định tập tin lưu, chọn Restore nhập vào password thiết lập cho tập tin Sau tiến trình phục hồi hồn tất kiểm tra lại policy trước hệ thống phục hồi đầy đủ hay chưa 3.4 THỬ NGHIỆM ISA Server 2004 Firewall mạnh đáp ứng yêu cầu sử dụng Service từ xa, phục vụ cho ISA Clients bên truy cập Service bên (Internet), lẫn Client bên (Internet Clients) cần truy cập Service bên Network Tổ chức Firewall loại thiết bị Network cấu hình phức tạp trì hoạt động để bảo vệ Network gặp khơng thử thách cho Security Admin Cần có kiến thức TCP/IP Network Services để hiểu rõ Firewall làm việc Tuy nhiên không thiết phải trở thành chuyên gia hạ tầng Network (Network Infrastructure ) sử dụng ISA Server 2004 Network Firewall ISA Server 2004 thiết kế để bảo vệ Network, chống xâm nhập từ bên lẫn kiểm soát truy cập từ bên Nội Network tổ chức ISA Server 2004 Firewall làm điều thơng qua chế điều khiển phép qua Firewall bị ngăn chặn LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ISA Server 2004 Firewall chứa nhiều tính mà Security Admin dùng để đảm bảo an toàn cho việc truy cập Internet, bảo đảm an ninh cho tài nguyên Nội Network Cuốn sách cung cấp cho Security Admin hiểu khái niệm tổng quát dùng tính phổ biến, đặc thù ISA Server 2004, thông qua bước hướng dẫn cụ thể (Steps by Steps) Đây hệ thống ngăn chặn cơng từ Internet Firewall với cấu hình lỗi tạo điều kiện cho xâm nhập Network Với lý này, điều quan trọng Security Admin quan tâm Làm để cấu hình Firewall đảm bảo an tồn cho việc truy cập Internet Với cấu hình mặc định ISA Server 2004 ngăn chặn tất lưu thông vào, qua Firewall Rõ ràng cấu hình chủ động, an tồn mà Admin n tâm từ đầu vận hành ISA Server Và sau để đáp ứng yêu cầu hợp pháp truy cập Service khác Internet (ví dụ web, mail, chat, download, game online v.vv ), Security Admin cấu hình để ISA Server 2004 đáp ứng yêu cầu phép 3.5 ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ 3.5.1 Kết đạt giải pháp Firewall - Đã thực tốt chức bảo vệ bảo mật mạng máy tính cho doanh nghiệp - Việc vận hành lắp ráp Firewall phần cứng tương đối đơn giản - Hoạt động Firewall phầnd mềm tương đối ổn định,có dao diện đẹp - Các chức cập nhật phiên hoạt động tốt - Các chức cảnh báo, thông báo phần mềm dễ nhận thấy cho người quản trị mạng - Hỗ trợ tốt cho người dùng 3.5.2 Một số nhược điểm - Các Firewall phần mềm có gặp phải trục trặc tính tương thích - Ứng dụng thử nghiệm cài đặt Flatform Window, chưa triển khai Flatform khác : Linux, Solaric v.v… LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com KẾT LUẬN I ĐÁNH GIÁ I.1 Kết nghiên cứu Sau trình tìm hiểu nghiên cứu, đề tài đạt số kết sau: - Đã hiểu rõ Firewall lĩnh vực tin học, chất Firewall - Chức Firewall việc bảo mật cho mạng máy tính - Những thành phần hình thành nên Firewall - Tìm hiểu an tồn bảo mật mạng - Các yêu cầu Firewall doanh nghiệp nói chung doanh nghiệp nhỏ nói riêng - Những giải pháp Firewall đưa cho doanh nghiệp hướng doanh nghiệp vào giải pháp Firewall cụ thể - Thiết lập Firewall cho doanh nghiệp I.2 Vấn đề chưa làm - Chưa tìm hiểu hết kĩ thuật lập trình Firewall - Chưa tiếp cận thực tế giải pháp Firewall để đề cách triển khai hệ thống xác - Việc triển khai tìm hiểu chưa có nhiều điều kiện thực tế, nhiều vấn đề qua tài liệu II HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI Trên sở việc làm chưa làm thực đề tài, Tôi xin đưa hướng phát triển nhằm bước hoàn thiện đề tài - Tìm hiểu thêm kỹ thuật lập trình Firewall, đề xuất phương án giải pháp tốt - Xây dựng chương trình Firewall có tính thực tiển cao LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com III LỜI KẾT Trong trình tìm hiểu làm đồ án Tôi nhận nhiều ý kiến đóng góp nội dung cách trình bày Tơi xin chân thành cảm ơn giảng viên hướng dẫn: Lê Văn Long thầy cô khoa CNTT tận tụy hướng dẫn bảo Mặc dù đồ án thể phần hiểu biết vấn đề có mặc làm chưa làm nêu Tơi mong đóng góp ý kiến bổ sung thầy để Tơi có thêm kinh nghiệm hoàn thành tốt đồ án LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Lê Văn Long,”Quản trị mạng”, giảng Khoa CNTT- Đại học Duy Tân, Lưu hành nội [2] Nguyễn Bá Quang, “Thiết kế cài đặt mạng “, Đại học Cần Thơ - Khoa CNTT [3] Nguyễn Minh Nhật, “ An ninh mạng ”, giảng Khoa CNTT - Đại học Duy Tân, Lưu hành nội [4] Nguyễn Gia Như “ Thiết kế mạng “, giảng Khoa CNTT - Đại học Duy Tân, Lưu hành nội Tài liệu Internet [5] http://www.quantrimang.com [6] http://www.vsic.com/form LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com NHẬN XÉT CỦA GVHD LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com NHẬN XÉT CỦA GVPB LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ... mà hệ thống máy tính bạn bị xâm nhập vào lúc mà bạn trước Do việc bảo vệ hệ thống vấn đề đáng phải quan tâm Người ta đưa khái niệm FireWall để giải vấn đề Để làm rõ vấn đề đồ án “ Tìm hiểu Firewall. .. trình giỏi Khi phân tích khám phá lổ hổng hệ thống đó, tìm cách thích hợp để truy cập cơng hệ thống Có thể sử dụng kỹ khác để công vào hệ thống máy tính Ví dụ truy cập vào hệ thống mà không phép... hệ thống mạng nội mà host Internet kết nối tới Mặc dù vậy, kiểu kết nối phù hợp (được thiết lập Bastion host) phép kết nối Bất kỳ hệ thống bên cố gắng truy cập vào hệ thống dịch vụ bên phải kết