BÀI BÁO KHOA HỌC TỔNG QUAN GIẢI PHÁP GIÁM SÁT MẠNG TRÊN NỀN TẢNG MÃ NGUỒN MỞ Lê Minh Quang1, Nguyễn Huyền Quang1 Tóm tắt: Trong báo này, tập trung nghiên cứu vấn đề giám sát hoạt động hệ thống mạng dựa phần mềm mã nguồn mở; đưa mơ hình hoạt động tổng quan hệ thống giám sát thông qua phần mềm phổ biến Zabbix Từ đề xuất hướng ứng dụng giải pháp giám sát vào hoạt động quản lý, giám sát thực tiễn đơn vị thuộc Bộ Tài ngun Mơi trường Từ khóa: Giám sát mạng, Mã nguồn mở, Zabbix Ban Biên tập nhận bài: 10/6/2017 Ngày phản biện xong: 12/7/2017 Đặt vấn đề Cùng với phát triển công nghệ thông tin, đầu tư cho hạ tầng mạng quan, đơn vị ngày tăng cao, dẫn đến việc quản trị cố hệ thống mạng gặp nhiều khó khăn Đi với lợi ích phát triển hạ tầng mạng băng thông cao, khối lượng liệu mạng lớn, đáp ứng nhu cầu người dùng, hệ thống mạng phải đối đầu với nhiều thách thức cơng bên ngồi, tính sẵn sàng thiết bị, tài nguyên hệ thống,… Một giải pháp hữu hiệu để giải vấn đề thực việc giải pháp giám sát hệ thống mạng, dựa thông tin thu thập thơng qua q trình giám sát, cán quản trị mạng phân tích, đưa đánh giá, dự báo, giải pháp nhằm giải vấn đề Để thực giám sát hệ thống mạng có hiệu quả, chương trình giám sát phải đáp ứng yêu cầu sau: phải đảm bảo chương trình ln hoạt động, tính linh hoạt, chức hiệu quả, đơn giản triển khai, chi phí thấp Hiện nay, có nhiều phần mềm mã nguồn mở hỗ trợ việc giám sát mạng có hiệu Nagios, Zabbix, Zenoss, Cacti,… Trong báo chúng tơi giúp cho người có nhìn tổng quan hệ thống giám sát mạng hồn chỉnh thơng qua việc tìm hiểu phần mềm giám sát phổ biến Zabbix Đối tượng Phương pháp nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu báo cách thức triển khai giải pháp giám sát mạng phần mềm mã nguồn mở thơng qua phần mềm zabbix, từ nêu lên ưu nhược điểm giải pháp Để đạt mục tiêu cần có nghiên cứu về: (1) Giám sát mạng gì, cần giám sát hệ thống mạng; (2) Mơ hình hoạt động tổng quan hệ thống giám sát mã nguồn mở Zabbix; (3) Thử nghiệm tích hợp đánh giá kết Kết thảo luận 3.1 Khái niệm giám sát mạng 3.1.1 Khái niệm Giám sát mạng Là thuật ngữ dùng để việc sử dụng liên tục hệ thống (có thể chương trình thiết bị) để theo dõi tất hoạt động thiết bị, dịch vụ hệ thống mạng [1] 3.1.2 Cần giám sát sao? Đối với hệ thống mạng, điều quan trọng nắm thơng tin xác vào thời điểm Những thông tin cần nắm bắt giám sát hệ thống mạng bao gồm: (1) Tính sẵn sàng thiết bị (Router, Switch, Server,…): thiết bị giữ cho mạng hoạt động; (2) Các Cục Công nghệ thông tin liệu tài nguyên môi trường, Bộ Tài nguyên Môi trường E m a i l : l m q u a n g _ c c n t t @ m o n re g o v v n ; nhquang2@monre.gov.vn 46 TẠP CHÍ KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN Số tháng 07 - 2017 BÀI BÁO KHOA HỌC dịch vụ hệ thống (dns, ftp, http,…): dịch vụ đóng vai trị quan trọng quan, tổ chức, dịch vụ không đảm bào hoạt động bình thường liên tục, ảnh hưởng nghiêm trọng đến quan, tổ chức đó; (3) Tài nguyên hệ thống: Các ứng dụng đòi hỏi tài nguyên hệ thống, việc giám sát tài nguyên đảm bảo cho có can thiệp kịp thời, tránh ảnh hưởng đến hệ thống; (4) Lưu lượng mạng: nhằm đưa giải pháp, ngăn ngừa tượng tải mạng; (5) Các chức bảo mật: nhằm đảm bảo an ninh hệ thống; (6) Nhiệt độ, thông tin máy chủ, máy in: giúp tránh hư hỏng xảy ra; (7) Tạo file log: thu thông tin thay đổi hệ thống 3.2 Mơ hình hoạt động tổng quan phần mềm giám sát mã nguồn mở zabbix 3.2.1 Đề xuất mơ hình triển khai Zabbix cơng cụ mà mã nguồn mở giải vấn đề giám sát Zabbix sử dụng chế thông báo linh hoạt cho phép người dùng cấu hình email cảnh báo dựa cho kiện Điều cho phép giải nhanh vấn đề Server Zabbix cung cấp báo cáo liệu xác dựa sở liệu.Điều khiến cho Zabbix trở lên lý tưởng Các thành phần hệ thống Zabix trình bày hình • Zabbix server: Đây thành phần trung tâm phần mềm Zabbix Server kiểm tra dịch vụ mạng từ xa (web server mail server) Agent báo cáo tồn thơng tin số lượng thống kê cho server Server lưu trữ tất cấu hình liệu thống kê • Zabbix proxy: Proxy phần tuỳ chọn Zabbix Proxy thu nhận liệu , lưu nhớ đệm chuyển đến Zabbix server Zabbix Proxy giải pháp lý tưởng cho giám sát tập trung địa điểm từ xa, chi nhánh, mạng lưới khơng có quản trị viên địa phương Zabbix proxy sử dụng để phân phối tải đơn Zabbix Server • Zabbix agent: Để giám chủ động giám sát thiết bị cục ứng dụng (ổ cứng, nhớ, xử lý số liệu thống kê,…) hệ thống mạng, hệ thống phải chạy Zabbix Agent Agent thu thập thông tin hoạt động từ hệ thống mà chạy báo cáo liệu đến Zabbix server để xử lý tiếp Trong trường hợp lỗi (ổ cứng đầy dịch vụ trình chết), Zabbix server báo cho quản trị viên cố • Web interface: Để dễ dàng truy cập liệu theo dõi sau cấu hình Zabbix từ giao diện web cung cấp Giao diện phần Zabbix server thường chạy máy vật lý giống chạy Zabbix server Để triển khai đánh giá hoạt động phần mềm Zabbix, đưa vào thử nghiệm mơ hình thực tế hoạt động Trung tâm liệu Trụ sở Bộ Tài nguyên Môi trường Các bước tiến hành sau: • Cài đặt thành phần Zabbix gồm: Zabbix server, Zabbix proxy, Zabbix agent Web Interface [2]: Hình Mơ hình Zabbix TẠP CHÍ KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN Số tháng 07 - 2017 47 BÀI BÁO KHOA HỌC Hình Mơ hình triển khai thực tế - Tạo CSDL Zabbix (Trong bước cài đặt Zabbix server): - Cài đặt Zabbix agent: shell> gunzip zabbix-1.6.tar.gz && tar -xvf zabbix-1.6.tar shell> /configure enable-agent shell> make zabbix_agent 10050/tcp zabbix_trap 10051/tcp zabbix_agent stream tcp nowait.3600 zabbix /opt/zabbix/bin/zabbix_agent shell> killall -HUP inetd shell> /opt/zabbix/bin/zabbix_agentd • Theo dõi, giám sát mạng thông qua Web interface: Sau cài đặt xong thành phần phần mềm, dễ dàng theo dõi, giám sát 48 TẠP CHÍ KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN Số tháng 07 - 2017 thông số hệ thống thông qua giao diện web: - Bảng điều khiển: BÀI BÁO KHOA HỌC Bảng Bảng điều khiển (Dashboard) - Các thông số kỹ thuật thiết bị theo dõi ngưỡng cho phép (Bảng 2); - Các kiện diễn hệ thống mạng như: CPU, RAM, nhiệt độ… - Trạng thái hoạt động thiết bị, đường (Bảng 3); - Sơ đồ hệ thống (Hình 3); truyền; - Cảnh báo qua email, SMS - Bảng cảnh báo có thông số vượt Bảng Bảng trigger cảnh báo Bảng Bảng kiện Hình Sơ đồ hệ thống TẠP CHÍ KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN Số tháng 07 - 2017 49 BÀI BÁO KHOA HỌC 3.2.2 Đánh giá kết triển khai Chúng triển khai thử nghiệm phần mềm giám sát mô hình thực tế triển khai Trung tâm liệu Trụ sở Bộ Tài nguyên Môi trường Một số nội dung giám sát sau: + Giám sát tài nguyên máy chủ, ứng dụng, dịch vụ CPU, RAM, tốc độ đọc, ghi ổ cứng (Hình - hình 7) Hình Biểu đồ % CPU sử dụng dịch vụ mail Hình Biểu đồ dung lượng RAM sử dụng Hình Tốc độ ghi ổ đĩa 50 TẠP CHÍ KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN Số tháng 07 - 2017 BÀI BÁO KHOA HỌC Hình Tốc độ đọc ổ đĩa + Giám sát dịch vụ thư điện tử công vụ mail.monre.gov.vn (Hình 8, hình 9): Hình Phiên truy cập Web mail.monre.gov.vn Hình Giám sát dịch vụ Web mail theo tiêu chí TẠP CHÍ KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN Số tháng 07 - 2017 51 BÀI BÁO KHOA HỌC + Giám sát hệ thống máy chủ Dịch vụ công (Hình 10, hình 11a, 11b): Hình 10 Máy chủ dịch vụ cơng Hình 11a Biểu đồ % số vá hệ điều hành (máy chủ Dịch vụ cơng) Hình 11b Biểu đồ % số vá hệ điều hành Sau thử nghiệm phần mềm Zabbix để giám sát thuật theo dõi nhiều thông tin hệ mơ hình mạng trên, chúng tơi so sánh, phân thống mạng, giảm thiểu thời gian, thao tác quản tích, đánh giá với thời điểm hệ thống mạng chưa trị so với lúc chưa triển khai hệ thống; + Giúp người quản trị phản ứng nhanh hơn, giám sát đưa kết luận sau: + Các hệ thống giám sát chạy ổn định hiệu trước mối nguy hiểm cố xảy ra; an toàn nhiều so với trước đây; + Việc sử dụng phần mềm giám sát giúp + Hệ thống giám sát giúp cho cán kỹ 52 TẠP CHÍ KHÍ TƯỢNG THỦY VĂ5 Số tháng 07 - 2017 BÀI BÁO KHOA HỌC người quản trị hiểu rõ, sâu sắc toàn hệ thống mạng; + Triển khai phần mềm giám sát vấn đề tất yếu việc đảm bảo hệ thống hoạt động liên tục, ổn định, an ninh, an toàn Ngoài nghiên cứu so sánh phần mềm Zabbix với phần mềm giám sát mã nguồn mở tương đương Cacti, Zenoss, Nagios đưa đánh giá ưu, nhược điểm phần mềm nói riêng phần mềm giám sát mã nguồn mở nói chung sau: • Ưu điểm: - Cài đặt, cấu hình dễ dàng: Zabbix làm việc nào, tập tin cấu hình đâu, luật người quản trị biết cấu hình theo ý Kể việc tạo luật mới; - Sử dụng mã nguồn mở phí triển khai thấp; - Tất các thơng tin (cấu hình, hiệu suất) lưu sở liệu; - Hỗ trợ nhiều giao thức giám sát SNMP (v1, v2), ICMP, WMI dẫn đến giám sát nhiều thông số hệ thống; - Giao diện trực quan; - Hỗ trợ nhiều hệ điều hành máy chủ, máy; - Được phân phối theo dõi admin; - Đáng tin cậy việc chứng thực người dùng; - Linh hoạt việc phân quyền người dung; - Có thể thơng báo cố qua email,SMS • Nhược điểm: - Khơng có hỗ trợ kỹ thuật cách thức, tài liệu, giao diện không chăm chút nhiều; - Hạn chế tính năng: theo giới chun mơn, phần mềm mã nguồn mở xa chất lượng so với phần mềm có thu phí; - Thiếu sáng tạo: phiên phần mềm thường có nhiệm vụ bắt chước y hệt tính nâng cấp phần mềm có thu phí Kết luận Qua phân tích nhận thấy giám sát mạng vô quan trọng Trong giải pháp giám sát mạng phần mềm mã nguồn mở lựa chọn hàng đầu có nhiều ưu điểm: (1) Quản lý tập trung log, từ đưa cảnh báo sớm (bằng email tin nhắn) gửi cho quản trị mạng có cố xảy (như đứt đường truyền, chết dịch vụ, hỏng ổ cứng, hỏng card mạng, tải RAM, tải CPU, vv); (2) Dễ dàng mở rộng quản lý đến hàng vài ngàn thiết bị; (3) Miễn phí, chi phí triển khai máy tính; (4) Có sẵn nhiều mẫu Template viết sẵn cho loại thiết bị mạng, máy chủ hệ điều hành khác nhau; (5) Dễ dàng tạo Templates cho thiết bị; (6) Cho phép bổ sung nhiều chương trình plugin tiện ích, cho phép triển khai nhanh chóng hệ thống quản lý tài nguyên mạng với chi phí hợp lý; (7) Qua triển khai thử nghiệm mơ hình thực tế trụ sở Bộ Tài nguyên môi trường nhận thấy việc áp dụng giải pháp giám sát phần mềm mã nguồn mở đơn vị thuộc Bộ Tài ngun Mơi trường hồn tồn khả thi nhiều phương diện: Tài chính, độ phức tạp kỹ thuật, nguồn nhân lực thực hiện… Do chúng tơi dự kiến hướng phát triển kiến nghị đơn vị có thẩm quyền tạo điều kiện để nhân rộng mơ hình giám sát ngồi Bộ Tài ngun Mơi trường Tài liệu tham khảo Kết nghiên cứu chuyên đề đề tài “Nghiên cứu, thiết kế, xây dựng phần mềm giám sát hệ thống mạng thông tin ngành tài nguyên môi trường sử dụng giải pháp mã nguồn mở” chủ nhiệm Lê Minh Quang(đề tài trình thực hiện) Nguyễn Thị Thanh Vân (2008), Hệ điều hành mạng Unix, Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp.HCM Zabbix Monitoring Solution, Zabbix Solution in Government,Zabbix LLC, truy cập ngày 04 tháng năm 2017,http://www.zabbix.com/ TẠP CHÍ KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN Số tháng 07 - 2017 53 BÀI BÁO KHOA HỌC OVERVIEW OF OPENSOURCE-BASED NETWORK MONITORING SOLUTION Le Minh Quang, 1Nguyen Huyen Quang Department of Information Technology and Environment Resources Data Abstract: In this article, we focus on the subject of monitoring operation of network components - based on open source software; present the overview of deploying model zabbix - one of the most popular monitoring software We then propose a method to apply the software for managing, monitoring at units under the Ministry of Natural Resources and Environment Keywords: Network monitoring, open-source code, zabbix 54 TẠP CHÍ KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN Số tháng 07 - 2017