Định tuyến và lọc lưu lượng mạng - Phần 1 docx

Định tuyến và lọc lưu lượng mạng - Phần 1 Quản trị mạng – Trong bài viết này chúng tôi sẽ giới thiệu cho các bạn về cấu hình router và tường lửa cũng như NAT, đây là những kiến thức được yêu cầu trong bài kiểm tra 70-642 về Windows Server 2008 của Microsoft. Các thuật ngữ các bạn cần hiểu:  Router  Metric  Hop  Static routes  Dynamic routes  Router Information Protocol (RIP)  Split-horizon  Open Shortest Path First (OSPF)  Firewall  Stateful firewall  Windows Firewall  Windows Firewall with Advanced Security  Usage profile  Network address translation (NAT) Những kỹ thuật và khái niệm bạn cần nắm  Cấu hình các tuyến tĩnh bằng giao diện Router and Remote Access (RRAS) và bằng lệnh Route.exe.  Cấu hình Router Information Protocol (RIP).  Cấu hình lọc gói dữ liệu, Windows Firewall và Windows Firewall với bảo mật nâng cao Advanced Security  Cấu hình tuyến dial-up  Cấu hình NAT (Network Address Translation) Router là một thiết bị dùng để quản lý luồng dữ liệu giữa các đoạn mạng, hoặc các mạng con. Khi có nhiều LAN hoặc nhiều đoạn mạng được kết nối với nhau, các tuyến được tạo ra để truyền tải dữ liệu từ LAN này hoặc đoạn mạng này sang LAN khác hoặc đoạn mạng khác. Một router sẽ định hướng các gói dữ liệu gửi đến và gửi đi dựa trên các thông tin mà nó nhận biết về trạng thái của các giao diện mạng và danh sách các đích có thể gửi đến. Bằng cách lên dự án cho lưu lượng mạng và các nhu cầu về việc định tuyến, bạn có thể quyết định xem mình có muốn sử dụng router phần cứng chuyên dụng hay không, ví dụ như router của Cisco hay một router phần mềm như router có trong Windows Server 2008. Nếu nhu cầu định tuyến thực sự cần thiết, khi đó bạn cần phải sử dụng các router phần cứng chuyên dụng. Còn với các mạng nhỏ, giải pháp định tuyến dựa trên phần mềm cũng khá khả thi. Để trợ giúp cho việc định tuyến, Microsoft Windows Server 2008 có hỗ trợ dịch vụ định tuyến và truy cập từ xa - Routing and Remote Access service. Định tuyến và Router Khi bạn gửi đi một gói dữ liệu từ một máy tính này sang một máy tính khác, đầu tiên quá trình sẽ xác định xem gói dữ liệu được gửi nội bộ đến máy tính khác trên cùng LAN hay đến router để định tuyến đến LAN đích. Nếu gói dữ liệu được gửi đến một máy tính nằm trong một LAN khác, nó sẽ được gửi đến router (hoặc gateway). Sau đó router sẽ xác định tuyến khả thi nhất để chuyển tiếp dữ liệu theo tuyến đó. Gói dữ liệu sẽ được gửi đến router tiếp theo và quá trình như vậy được lặp lại cho tới khi nó đến được LAN đích. Ở Lan đích, router đích sẽ chuyển tiếp gói dữ liệu này đến máy tính đích. Để xác định xem tuyến nào là tốt nhất, các router sử dụng thuật toán định tuyến phức tạp, thuật toán này sử dụng một loạt các hệ số gồm có tốc độ của môi trường truyền dẫn, số đoạn mạng và đoạn mạng có khả năng chuyển tải lưu lượng ở mức độ tối thiểu. Các router sẽ chia sẻ trạng thái và các thông tin định tuyến cho nhau để chúng có thể quản lý lưu lượng và tránh được các kết nối chậm. Thêm vào đó, các router cũng cung cấp chức năng khác, chẳng hạn như khả năng lọc các tin và chuyển tiếp chúng đến các địa điểm khác dựa trên các tiêu chuẩn nào đó. Hầu hết các router đều là các router đa giao thức vì chúng có thể định tuyến các gói dữ liệu bằng cách sử dụng nhiều giao thức khác nhau. Metric là một chuẩn đo lường, chẳng hạn như hop count (số router), được sử dụng bởi các thuật toán định tuyến để xác định đường đi tối ưu đến một đích nào đó. Một hop là một chuyến đi mà một gói dữ liệu phải trải qua tính từ một router này đến một router khác hoặc từ một router này đến một điểm trung gian khác và đến một router khác trong mạng. Trên các mạng lớn, số hop mà một gói cần để đến được đích của nó được gọi là hop count. Khi một máy tính truyền thông với một máy tính khác, quá trình truyền thông phải truy cập qua 4 router, khi đó nó có hop count bằng 4. Nếu không có các hệ số nào được đưa ra, một metric bằng 4 sẽ được gán. Nếu router được quyền lựa chọn giữa một tuyến có 4 metric và một tuyến có 6 metric thì nó sẽ chọn tuyến có 4 metric. Rõ ràng, nếu muốn router chọn tuyến có 6 metric, bạn có thể ghi đè metric cho tuyến có 4 hop trong bảng định tuyến với giá trị cao hơn. Để theo dõi các tuyến khác nhau trong mạng, các router tạo và duy trì các bảng định tuyến. Các router truyền thông với nhau để duy trì các bảng định tuyến của chúng thông qua một tin cập nhật về tuyến. Tin cập nhật về tuyến có thể gồm tất cả hoặc một phần của bảng định tuyến. Bằng cách phân tích các nâng cấp về tuyến từ tất cả các router khác, các router có thể tạo ra một bức tranh chi tiết về topo mạng. Các tuyến động và tuyến tĩnh Thuật toán định tuyến tĩnh là các thuật toán khá cứng, là các ánh xạ được thiết lập bởi nhân viên quản trị mạng từ trước dựa theo bảng định tuyến tĩnh để thực hiện việc định tuyến. Các ánh xạ này không thay đổi trừ khi quản trị mạng thay đổi chúng. Thuật toán sử dụng các tuyến tĩnh thường khá đơn giản trong thiết kế và làm việc tốt trong các môi trường mà ở đó có thể dự đoán trước lưu lượng mạng và thiết kế mạng khá đơn giản. Do các hệ thống định tuyến tĩnh không thể phản ứng với những thay đổi của mạng, nên chúng thường không phù hợp với các mạng mang tính thay đổi thường xuyên hay các mạng lớn. Hầu hết các thuật toán định tuyến chiếm ưu thế là các thuật toán định tuyến động, các thuật toán này có khả năng điều chỉnh theo những điều kiện mạng thay đổi bằng cách phân tích các tin tức cập nhật về tuyến gửi đến. Nếu tin tức này chỉ thị rằng có một thay đổi mạng xuất hiện, phần mềm định tuyến sẽ tính toán lại các tuyến và gửi đi các tin tức mới về tuyến. Các tin tức này sẽ được truyền đi trong toàn mạng, dựa vào các tin này, các router khác sẽ khởi chạy lại các thuật toán của chúng và thay đổi các bảng định tuyến của mình theo các dữ liệu mới nhất. Lưu ý: Các thuật toán định tuyến động có thể được thực hiện với các tuyến tĩnh ở nơi thích hợp. Thuật toán Distance-Vector và Link-State Các router sử dụng các giao thức định tuyến dựa trên vectơ khoảng cách (distance-vector) để thông báo hoặc quảng bá định kỳ các tuyến trong bảng định tuyến của chúng, tuy nhiên chúng sẽ chỉ gửi nó đến các router lân cận của mình. Các thông tin về tuyến đã được trao đổi giữa các router dựa trên distance-vector không được đồng bộ và không được phúc đáp. Các giao thức định tuyến distance-vector khá đơn giản và dễ hiểu cũng như dễ cấu hình. Nhược điểm đối với các router này là nhiều tuyến đến một mạng nào đó có thể mang lại nhiều mục trong bảng định tuyến, điều đó dẫn đến một bảng định tuyến lớn. Thêm vào đó, nếu bạn có một bảng định tuyến lớn, lưu lượng mạng của bạn sẽ tăng vì nó sẽ quảng bá một cách định kỳ bảng định tuyến đến các router khác, thậm chí sau khi mạng đã hội tụ. Cuối cùng, sự hội tụ giao thức distance-vector của các mạng lớn có thể mất nhiều thời gian, đến vài phút. Thuật toán trạng thái liên kết (Link-state) được biết đến như thuật toán tìm đường đi ngắn nhất. Thay vì sử dụng hình thức quảng bá, các router link-state gửi các tin tức được cập nhật một cách trực tiếp (hoặc bằng cách sử dụng lưu lượng multicast) đến tất cả các router bên trong mạng. Mặc dù vậy mỗi router chỉ gửi một phần của bảng định tuyến có mô tả trạng thái các liên kết của riêng nó. Về cơ bản, thuật toán link-state chỉ gửi đi một số tin tức nhỏ. Vì chúng hội nhanh hơn nên các thuật toán link-state ít vòng lặp về tuyến hơn so với các thuật toán distance-vector. Thêm vào đó, các thuật toán link-state không trao đổi các thông tin về việc định tuyến khi các mạng tương tác hội tụ. Chúng có các bảng định tuyến nhỏ vì chỉ lưu một tuyến tối ưu cho mỗi ID mạng. Routing Information Protocol (RIP) Giao thức định tuyến phổ biến là RIP (Routing Information Protocol), là một giao thức distance-vector được thiết kế cho việc trao đổi các thông tin định tuyến bên trong một mạng có kích thước nhỏ đến trung bình. Ưu điểm lớn nhất của RIP là nó rất đơn giản trong cấu hình và triển khai. RIP sử dụng một metric định tuyến bằng số các hop count (số router) để đo khoảng cách giữa mạng nguồn và đích. Mỗi hop trong một đường dẫn từ nguồn tới đích được gán một giá trị hop-count, điển hình bằng 1. Khi một router nhận được một cập nhật về tuyến có chứa một entry mạng đích mới hoặc đã được thay đổi thì router đó sẽ cộng thêm 1 vào giá trị metric được chỉ thị trong nâng cấp và nhập vào mạng trong bảng định tuyến. Địa chỉ IP của người gửi sẽ được sử dụng như hop tiếp theo. Do RIP chỉ sử dụng hop count để xác định đường đi tốt nhất đến một mạng tương tác nào đó nên nếu RIP tìm thấy nhiều liên kết đến cùng một mạng từ xa với cùng hop-count thì nó sẽ tự động thực hiện một sự cân bằng tải luân chuyển “round-robin”. RIP có thể thực hiện việc cân bằng tải cho tới 6 liên kết. Mặc dù vậy, có một vấn đề xảy ra trong việc sử dụng các hop khi hai liên kết đến một mạng từ xa có băng thông khác nhau. Cho ví dụ, nếu bạn có một liên kết chuyển mạch 56KB và một liên kết T1 1,544Mbps thì sẽ xảy ra hiện tượng không hiệu quả khi gửi dữ liệu bằng nhau qua cả hai đường. Để khắc phục nhược điểm này, bạn phải thiết kế một mạng có các liên kết băng thông bằng nhau hoặc sử dụng một giao thức định tuyến có thể đưa vào các hệ số băng thông trong bản kê khai. RIP ngăn chặn các vòng lặp vô tận trong định tuyến bằng cách thực thi một giới hạn về số các hop được cho phép trong một đường đi từ nguồn đến đích. Số hop tối đa trong một đường đi là 15. Nếu một router nhận được một nâng cấp định tuyến có chứa một entry mới hoặc đã được thay đổi, và nếu quá trình tăng giá trị metric lên 1 làm cho metric bằng 16 thì đích mạng coi như không thể đến. Rõ ràng, điều này làm cho RIP không thể co dãn trong các mạng lớn hoặc rất lớn. Lưu ý: Vấn đề đếm vô tận là lý do tại sao số hop (hop count) tối đa của RIP cho một mạng IP được thiết lập là 15. Các giá trị hop count tối đa lớn hơn sẽ làm cho thời gian hội tụ lâu hơn khi đó hiện tượng đếm vô tận xuất hiện. Ban đầu, bảng định tuyến cho mỗi router chỉ gồm các mạng được kết nối vật lý với nó. Một RIP router sẽ định kỳ (30s) gửi đi các thông báo có chứa các entry bảng định tuyến của nó để các router khác có thể cập nhật các bảng định tuyến của chúng. Phiên bản 1 của RIP sử dụng các gói dữ liệu quảng bá địa chỉ IP cho các thông báo của nó, phiên bản 2 sử dụng các gói dữ liệu multicast hoặc broadcast. Tất cả các tin nhắn RIP đều được gửi trên cổng UDP 520. Các RIP router cũng có thể truyền thông các thông tin định tuyến thông qua các nâng cấp được kích hoạt (trigger), các nâng cấp được kích hoạt khi topo mạng thay đổi. Khác với các thông báo được lịch trình, các nâng cấp được kích hoạt sẽ được gửi đi ngay lập tức thay cho việc phải đợi thông báo định kỳ tiếp theo. Cho ví dụ, khi một router phát hiện một lỗi liên kết hoặc router, nó sẽ nâng cấp bảng định tuyến của chính mình và gửi các tuyến đã được cập nhật. Các router nhận được nâng cấp đã được kích hoạt này sẽ thay đổi bảng định tuyến của nó và phổ biến thay đổi này đến các router khác. Bạn có thể cấu hình mỗi RIP router với một danh sách các router (bởi địa chỉ IP) chấp nhận các thông báo RIP. Bằng cách cấu hình danh sách các RIP router ngang hàng, các tuyên bố RIP từ các RIP router không được thẩm định sẽ bị loại bỏ. Thêm vào đó, để ngăn chặn lưu lượng RIP nhận được bởi bất cứ nút nào ngoại trừ các RIP router lân cận, bạn có thể thiết lập một số router để sử dụng các thông báo RIP một đường đến các RIP router lân cận. Vì RIP là một giao thức distance-vector, nên khi các mạng tương tác mở rộng về kích thước, các thông báo định kỳ bởi các RIP router có thể gây ra hiện tượng quá tải lưu lượng. Một nhược điểm của RIP là thời gian hội tụ khá cao. Khi topo mạng thay đổi, nó cần đến vài phút trước khi các RIP router tự cấu hình lại bản thân chúng về topo mạng mới. Khi mạng tự cấu hình lại, các vòng lặp định tuyến có thể gây ra hiện tượng mất dữ liệu. Để khắc phục hiện tượng này, RIP có bổ sung thêm split-horizon. Để khắc phục một số thiếu sót của RIP, RIP Version 2 (RIP II) đã được ra đời. RIP v2 cung cấp các tính năng dưới đây:  Bạn có thể sử dụng một mật khẩu cho việc thẩm định bằng cách chỉ định một khóa được sử dụng để thẩm định các thông tin định tuyến cho router. Sự thẩm định mật khẩu được định nghĩa trong RFC 1723, tuy nhiên lại có các cơ chế thẩm định mới hơn, chẳng hạn như Message Digest 5 (MD5).  RIP v2 gồm có subnet mask trong thông tin định tuyến và hỗ trợ các subnet có độ dài thay đổi (variable-length). Subnet mask có độ dài thay [...]... v2 là 224.0.0.9 Lưu ý: các nút Silent RIP cũng phải lắng nghe lưu lượng multicast được gửi đến địa chỉ 224.0.0.9 Nếu bạn đang sử dụng Silent RIP, hãy thẩm định rằng các nút Silent RIP của mình có thể lắng nghe các thông báo multicast RIP v2 trước khi triển khai multicast RIP v2 Lưu ý: RIPv2 hỗ trợ multicast cho việc nâng cấp các bảng định tuyến RIPv1 không hỗ trợ tính năng này RIPv1 router không thể...đổi có thể được liên kết với các đích, cho phép tăng số lượng host hoặc subnet có thể trong mạng  Bảng định tuyến có thể chứa các thông tin về địa chỉ IP của router cần thiết để đến được đích Điều này giúp tránh được tình trạng các gói dữ liệu bị chuyển tiếp qua các router mở rộng trên hệ thống  Các gói Multicast chỉ phát đến các RIP v2 router và được sử dụng để giảm tải trên các host không lắng nghe . bảng định tuyến, điều đó dẫn đến một bảng định tuyến lớn. Thêm vào đó, nếu bạn có một bảng định tuyến lớn, lưu lượng mạng của bạn sẽ tăng vì nó sẽ quảng bá một cách định kỳ bảng định tuyến. Định tuyến và lọc lưu lượng mạng - Phần 1 Quản trị mạng – Trong bài viết này chúng tôi sẽ giới thiệu cho các bạn về cấu hình router và tường lửa cũng như NAT, đây. distance-vector. Thêm vào đó, các thuật toán link-state không trao đổi các thông tin về việc định tuyến khi các mạng tương tác hội tụ. Chúng có các bảng định tuyến nhỏ vì chỉ lưu một tuyến tối