Phát triển mở rộng hệ thống quản trị mạng dựa trên mã nguồn mở với kiến trúc plugin

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG NGUYỄN MINH HIẾU PHÁT TRIỂN, MỞ RỘNG HỆ THỐNG QUẢN TRỊ MẠNG DỰA TRÊN MÃ NGUỒN MỞ VỚI KIẾN TRÚC PLUGIN Chuyên ngành: Khoa học máy tính Mã số: 60 48 01 TĨM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÁY TÍNH Thái Nguyên: 2013 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan, toàn nội dung liên quan tới đề tài trình bày luận văn thân tơi tự tìm hiểu nghiên cứu, hướng dẫn khoa học thầy giáo PGS TS Nguyễn Văn Tam Các tài liệu, số liệu tham khảo trích dẫn đầy đủ nguồn gốc Tơi xin chịu trách nhiệm trước pháp luật lời cam đoan Thái Nguyên, ngày 13 tháng năm 2014 Học viên thực Nguyễn Minh Hiếu Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ LỜI CẢM ƠN Tôi xin gửi lời cảm ơn tới trường ĐH Công nghệ thông tin truyền thông – ĐH Thái Nguyên, nơi thầy tận tình truyền đạt kiến thức q báu cho tơi suốt q trình học tập Xin cảm ơn Ban chủ nhiệm khoa cán tạo điều kiện tốt cho chúng tơi học tập hồn thành đề tài tốt nghiệp Đặc biệt, tơi xin gửi tới PGS TS Nguyễn Văn Tam, người tận tình bảo tơi suốt q trình thực đề tài, lời cảm ơn biết ơn sâu sắc Bên cạnh kiến thức khoa học, thầy giúp tơi nhận học cách học tập, làm việc kinh nghiệm quý báu Tôi xin bày tỏ lịng biết ơn tới gia đình, bạn bè, đồng nghiệp người thân động viên khích lệ tinh thần giúp đỡ để tơi hồn thành luận văn Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ i MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN iv DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT iv Chương I : Kiến trúc quản trị mạng SNMP 1.1 Kiến trúc quản trị mạng 1.1.1 Quản trị mạng .1 1.1.2 Kiến trúc quản trị mạng 1.1.3 Quản trị mạng tiêu chuẩn ISO 1.2 Kiến trúc SNMP .5 1.2.1 Giao thức SNMP 1.2.2 Các phiên SNMP .6 1.2.3 Các thành phần SNMP .6 1.2.4 Phương thức hoạt động SNMP 1.3 Một số hệ thống quản trị mạng với SNMP 16 1.3.1 Quản trị mạng với SNMP hệ điều hành Microsoft, Linux 16 1.3.2 Quản trị mạng với SNMP môi trường Java 19 1.3.3 Cơ chế quản lý mạng tập trung theo mơ hình DEN 21 1.4 Kết luận chương 23 Chương II : Kiến trúc Plugin hệ quản trị mạng Cacti 24 2.1 Kiến trúc hệ quản trị mạng Cacti 24 2.1.1 Giới thiệu hệ quản trị mạng Cacti 24 2.1.2 Kiến trúc Cacti 26 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ ii 2.1.3 2.2 Hoạt động Cacti 28 Kiến trúc Cacti Plugin 32 2.2.1 Tổng quan Plugin 33 2.2.2 Plugin Architecture hệ quản trị Cacti 36 2.2.3 Cacti Plugin 39 2.2.4 Khởi tạo Plugin 42 2.2.5 Một số Cacti Plugin thông dụng 45 2.3 Kết luận chương 47 Chương III : Triển khai hệ quản trị Cacti với kiến trúc Plugin thực tế 48 3.1 Các vấn đề hệ thống mạng 48 3.1.1 Tình hình 48 3.1.2 Mô hình mạng 48 3.1.3 Tình hình quản lý, giám sát hệ thống mạng 49 3.1.4 Nhu cầu giải pháp 52 3.2 Thiết kế hệ thống quản trị mạng 53 3.2.1 Quy trình thực hệ thống 53 3.2.2 Sơ đồ chức hệ thống 53 3.2.3 Giao diện web quản trị 54 3.2.4 Module quản lý thông tin thiết bị 55 3.2.5 Tiến hành ứng dụng cài đặt 56 3.3 Kết hướng phát triển 61 3.3.1 Kết 61 3.3.2 Hướng phát triển tương lai 64 3.4 Kết luận chương 65 KẾT LUẬN 66 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ iii Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ iv DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT MIB Management Information Base SNMP Simple Network Management Protocol ISO International Organization for Standardization IETF Internet Engineering Task Force NMS Network Manager Stations RRD Round Robin Database RRA Round Robin Archives Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 1 Lý chọn đề tài Máy tính đời đánh dấu bước lớn kỷ ngun thơng tin Với máy tính cơng việc lưu trữ, xử lý, trao đổi thông tin trở nên tiện dụng đơn giản nhiều Ta thấy máy tính xuất hầu hết lĩnh vực sống : văn hóa, y tế, tài chính, thể thao, giải trí Mỗi máy tính có khả lưu trữ, xử lý khác với nhiều thông tin khác hai hay nhiều máy tính kết nối lại theo tiêu chuẩn cho ta mạng máy tính để chia sẻ, trao đổi thông tin cách tiện lợi Internet, sử dụng hàng ngày, sử dụng thấy tác dụng to lớn nào, mạng mạng, hệ thống thơng tin tồn cầu truy cập máy tính Hệ thống truyền thơng tin theo phương pháp chuyển mạch gói ( packet switching) dựa theo giao thức liên kết chuẩn hóa (IP protocol) Hệ thống bao gồm hàng ngàn mạng máy tính nhỏ người dùng cá nhân, doanh nghiệp, trường đại học, tổ chức phủ nước toàn giới Song song với việc thuận tiện chia sẻ thông tin nguy mạng máy tính : người dùng bên khơng phép, hay người dùng bên ngồi truy cập, lấy thông tin quan trọng hay chỉnh sửa xóa bỏ thơng tin thế, hay nguy cơng mạng với hình thức công khác gây gián đoạn việc trao đổi thông tin, tải cho hệ thống máy chủ, từ chối truy cập Có nhiều phương pháp để ngăn chặn, giảm thiểu nguy sử dụng hệ thống quản trị mạng tốt với yếu tố bảo mật cao phương pháp tốt khuyên dùng Hệ quản trị Cacti hệ quản trị mã nguồn mở ý mạnh việc giám sát tài nguyên mạng, đảm bảo việc sử dụng tài nguyên, khai thác có hiệu cho tất người sử dụng, đảm bảo an tồn, tin cậy thơng tin Cacti có nhiều ứng dụng tiếp tục phát triển hệ thống mã nguồn mở khác Đề tài tập trung nghiên cứu, Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ tìm hiểu xây dựng phần mở rộng Cacti (PLUGIN) hay nói là: “Phát triển, mở rộng Hệ thống quản trị mạng dựa mã nguồn mở với kiến trúc PLUGIN” Đối tượng phạm vi nghiên cứu - Tổng quan mạng, hệ thống quản trị mạng - Hệ thống quản trị mạng thử nghiệm với mã nguồn mở, thử nghiệm triển khai, mở rộng hệ thống với kiến trúc PLUGIN Hướng nghiên cứu đề tài - Làm rõ mạng máy tính, hệ thống quản trị mạng, kiến trúc PLUGIN - Nghiên cứu vấn đề liên quan để triển khai Những nội dung nghiên cứu Chương I : Kiến trúc quản trị mạng SNMP 1.1 Kiến trúc quản trị mạng 1.1.1 Quản trị mạng 1.1.2 Kiến trúc quản trị mạng 1.1.3 Quản trị mạng tiêu chuẩn ISO 1.2 Kiến trúc SNMP 1.2.1 Giao thức SNMP 1.2.2 Các phiên SNMP 1.2.3 Các thành phần SNMP 1.2.4 Phương thức hoạt động SNMP 1.3 Một số hệ thống quản trị mạng với SNMP 1.3.1 Quản trị mạng với SNMP hệ điều hành Microsoft, Linux Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 53 3.2 Thiết kế hệ thống quản trị mạng 3.2.1 Quy trình thực hệ thống Hình 3.7: Quy trình thực hệ thống 3.2.2 Sơ đồ chức hệ thống Chức hệ thống mơ tả theo sơ đồ sau: Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 54 Hình 3.8: Sơ đồ chức hệ thống 3.2.3 Giao diện web quản trị Hình 3.9: Sơ đồ khối giao diện web quản trị Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 55 3.2.4 Module quản lý thông tin thiết bị Trong phạm vi đề tài, học viên thực Plugin nhằm phát thiết bị hoạt động mạng đưa kết việc hiển thị thông số liên quan đến nút mạng hoạt động Hình 3.10: Sơ đồ khối module phát điểm mạng Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 56 3.2.5 Tiến hành ứng dụng cài đặt Thiết lập hệ quản trị Cacti Trong phạm vi đề tài, hệ quản trị Cacti thiết lập HĐH linux Centos phiên 6.3 Trước tiên bổ sung gói epel-release-6-8.noarch.rpm # wget http://dl.fedoraproject.org/pub/epel/6/i386/epel-release-6-8.noarch.rpm # rpm -ivh epel-release-6-8.noarch.rpm Thiết lập Apache # yum install httpd httpd-devel –y Thiết lập Mysql # yum install mysql mysql-server –y Thiết lập PHP # yum install php-mysql php-pear php-common php-gd php-devel php phpmbstring php-cli php-mysql –y Thiết lập PHP-SNMP # yum install php-snmp -y Thiết lập NET-SNMP # yum install net-snmp-utils net-snmp-libs php-pear-Net-SMTP -y Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 57 Thiết lập RRDtool # yum install rrdtool –y Sau thiết lập tất cần phải khởi động tất dịch vụ: /etc/init.d/httpd start /etc/init.d/mysqld start /etc/init.d/snmpd start service httpd start service mysqld start service snmpd start Sau thiết lập cho dịch vụ chạy máy chủ khởi động chkconfig httpd on chkconfig mysqld on chkconfig snmpd on Thiết lập Cacti yum install cacti -y Cấu hình MySQL mysql -u root -p //password: // password mặc định trống mysql> create database cacti; mysql> GRANT ALL ON cacti.* TO cacti@localhost IDENTIFIED BY „minhhieu‟; mysql> flush privileges; Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 58 mysql> exit Sau import bảng Cacti vào database Cacti Tìm vị trí tập tin cacti.sql import vào sở liệu Cacti rpm -ql cacti | grep cacti.sql // > kết lệnh /usr/share/doc/cacti-0.8.8b/cacti.sql mysql user=root password=password cacti < /usr/share/doc/cacti0.8.8b/cacti.sql Thay đổi tập tin /etc/cacti/db.phpnhư sau: vi /etc/cacti/db.php /* make sure these values refect your actual database/host/user/password */ $database_type = “mysql”; $database_default = “cacti”; ## tên database ## $database_hostname = “localhost”; $database_username = “cacti”; ## Username ## $database_password = “ithutech.net”; ## password ## $database_port = “3306″; $database_ssl = false; /* Cấu hình Apache server Mở tập tin /etc/httpd/conf.d/cact.conf thêm dải mạng cần quản trị vào Trong dải ip sử dụng 192.168.1.0/24 vi /etc/httpd/conf.d/cacti.conf Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 59 Alias /cacti /usr/share/cacti # httpd 2.4 Require host localhost # httpd 2.2 Order deny,allow Deny from all Allow from 192.168.1.0/24 Sau khởi động lại dịch vụ Apache /etc/init.d/httpd restart Để thiết lập Cacti từ xa cần mở cổng 80 iptables sau vi /etc/sysconfig/iptables # Firewall configuration written by system-config-firewall # Manual customization of this file is not recommended *filter :INPUT ACCEPT [0:0] :FORWARD ACCEPT [0:0] :OUTPUT ACCEPT [0:0] Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 60 -A INPUT -p udp -m state state NEW dport 80 -j ACCEPT -A INPUT -p tcp -m state state NEW dport 80 -j ACCEPT -A INPUT -p udp -m state state NEW dport 53 -j ACCEPT -A INPUT -p tcp -m state state NEW dport 53 -j ACCEPT -A INPUT -m state state ESTABLISHED,RELATED -j ACCEPT -A INPUT -p icmp -j ACCEPT -A INPUT -i lo -j ACCEPT -A INPUT -m state state NEW -m tcp -p tcp dport 22 -j ACCEPT -A INPUT -j REJECT reject-with icmp-host-prohibited -A FORWARD -j REJECT reject-with icmp-host-prohibited COMMIT Khởi động lại iptables /etc/init.d/iptables restart Cấu hình Crontab cho Cacti vi /etc/cron.d/cacti */5 * * * * cacti /usr/bin/php /usr/share/cacti/poller.php > /dev/null 2>&1 Thiết lập Plugin Architecture Cacti wget http://www.cacti.net/downloads/pia/cacti-plugin-0.8.7h-PA-v3.0.tar.gz tar -zvxf cacti-plugin-0.8.7h-PA-v3.0.tar.gz cp -r cacti-plugin-arch/files-0.8.7h/* /usr/share/cacti Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 61 mysql -p cacti < cacti-plugin-arch/pa.sql vi /usr/share/cacti/include/global.php $database_password = "minhhieu"; $config['url_path'] = '/cacti/'; Bổ sung Plugin cần thiết Đến vị trí cần đặt Plugin đưa vào (Plugin lấy từ địa 192.168.1.222) cd /usr/share/cacti/plugins wget http://192.168.1.222/discovery.tar.gz tar –zxvf discovery.tar.gz mysql –u cacti < discovery.sql –p Chỉnh lại cấu hình tập tin global.php vi /usr/share/cacti/include/global.php $plugin[] = „discovery‟; 3.3 Kết hướng phát triển 3.3.1 Kết Sau thiết lập Server Người quản trị thao tác qua trình duyệt web để sử dụng Cacti thông qua liên kết : http://192.168.1.222/Cacti Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 62 Hình 3.11: Màn hình đăng nhập Cacti (User Name Password mặc định Cacti/Cacti) Hình 3.12: Cấu hình thơng số thiết bị Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 63 Hình 3.13: Kết sau cấu hình giám sát client localhost Hình 3.14: Cấu hình cho Plugin Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 64 Hình 3.15: Cài đặt Plugin Discovery Hình 3.16: Kết chạy Plugin Discovery Sau thiết lập server kích hoạt Plugin, người quản trị theo dõi giám sát thành phần mạng khai báo, cài đặt tham số Cùng với Plugin bổ sung (Discovery), quản trị viên phát thiết bị tham gia hoạt động khác thông qua địa IP số thông tin khác 3.3.2 Hướng phát triển tương lai Cùng với phát triển hệ quản trị mã nguồn mở kiến trúc Plugin Trong tương lai tiếp tục phát triển Plugin hỗ trợ cho việc giám sát mạng Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 65 : vẽ lại sơ đồ thời gian thực, gửi kết đến email người quản trị nhiều Plugin hỗ trợ khác cho mục đích quản trị mạng 3.4 Kết luận chương Việc ứng dụng hệ thống quản trị mạng Cacti phù hợp với yêu cầu công việc theo dõi giám sát Công ty liên doanh làng quốc tế Hướng Dương GSHP Cùng với việc phát triển, mở rộng từ việc sử dụng kiến trúc Plugin, học viên có thêm nhiều kết quả, thơng tin cần thiết nhằm bảo đảm cho vận hành mạng ổn định, xử lý nhanh chóng cố lên kế hoạch phát triển cho hệ thống tương lai Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 66 KẾT LUẬN Đề tài “Phát triển, mở rộng hệ thống quản trị mạng dựa mã nguồn mở với kiến trúc Plugin” làm sáng tỏ quản trị mạng, giao thức quản trị mạng, hệ thống quản trị mạng mã nguồn mở đặc biệt kiến trúc Plugin hệ thống quản trị mạng dựa mã nguồn mở Qua lí thuyết nghiên cứu nắm được, học viên bước đầu xây dựng hệ thống quản trị mạng cho mơ hình thực tế áp dụng vào cơng việc Các kết cho thấy phù hợp khả phát triển thành phần để hoàn thiện hệ thống quản trị mạng nâng cao chức năng, khả xử lý, tối ưu hóa hệ thống Từ đó, tác giả mong muốn đề tài mở rộng hơn, áp dụng cho hệ thống quản trị mạng lớn sử dụng rộng rãi lĩnh vực quản trị mạng Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 67 TÀI LIỆU THAM KHẢO - Tài liệu tiếng Việt: [1] Nguyễn Văn Tam, Bài giảng mạng máy tính kiến trúc SNMP [2] Thiều Quang Trung, Cơ chế quản lý mạng tập trung theo mơ hình den, Tạp chí Thế giới vi tính, 2004 - Tài liệu tiếng Anh website: [3] Gandalf, The Cacti Graphing Solution [4]Jimmy Conner,10 Years of Cacti, 2012 [5]Thomas Urban,Cacti 0.8 Beginner's Guide, Packt Publishing, 2011 http://en.wikipedia.org/wiki/Plug-in_(computing) http://docwiki.cisco.com/wiki/Network_Management_Basics http://www.webopedia.com/TERM/N/network_management.html http://cacti.net/ Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn/ ... là: ? ?Phát triển, mở rộng Hệ thống quản trị mạng dựa mã nguồn mở với kiến trúc PLUGIN? ?? Đối tượng phạm vi nghiên cứu - Tổng quan mạng, hệ thống quản trị mạng - Hệ thống quản trị mạng thử nghiệm với. .. quản trị mạng với nội dung nghiên cứu triển khai hệ thống quản trị mạng dựa mã nguồn mở, mở rộng với kiến trúc PLUGIN - Nội dung nghiên cứu tổng quan kiến trúc quản trị mạng, giao thức quản trị. .. Chương I : Kiến trúc quản trị mạng SNMP 1.1 Kiến trúc quản trị mạng 1.1.1 Quản trị mạng 1.1.1.1 Quản trị mạng Quản trị mạng chủ đề rộng liên quan đến mạng máy tính Theo Webopedia, Quản trị mạng bao