Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG TRẦN QUANG HUY XÂY DỰNG HỆ THỐNG QUẢN TRỊ MẠNG DỰA TRÊN PHẦN MỀM MÃ NGUỒN MỞ CACTI VÀ ỨNG DỤNG TẠI TRƢỜNG ĐẠI HỌC HẢI PHÒNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÁY TÍNH Thái Nguyên - 2014 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG TRẦN QUANG HUY XÂY DỰNG HỆ THỐNG QUẢN TRỊ MẠNG DỰA TRÊN PHẦN MỀM MÃ NGUỒN MỞ CACTI VÀ ỨNG DỤNG TẠI TRƢỜNG ĐẠI HỌC HẢI PHÒNG Ngành: Công nghệ thông tin Chuyên ngành: Khoa học máy tính Mã số: 60.48.01 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÁY TÍNH NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:PGS TS NGUYỄN VĂN TAM Thái Nguyên - 2014 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ LỜI CAM ĐOAN Học viên xin cam đoan luận văn này là công trình nghiên cứu của chính bản thân học viên. Các nghiên cứu trong luận văn này dựa trên những tổng hợp kiến thức lý thuyết đã được học, và sự hiểu biết thực tế dưới sự hướng dẫn khoa học của Thầy giáo PGS TS Nguyễn Văn Tam. Các tài liệu tham khảo được trích dẫn đầy đủ nguồn gốc. Học viên xin chịu trách nhiệm trước pháp luật lời cam đoan của mình. Thái Nguyên, ngày 10 tháng 4 năm 2014 Học viên thực hiện Trần Quang Huy Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ LỜI CẢM ƠN Trước hết học viên cũng xin gửi lời cảm ơn tới các thầy cô giáo trường Đại học Công nghệ thông tin và Truyền thông, Đại học Thái Nguyên nơi các thầy cô đã tận tình truyền đạt các kiến thức quý báu cho học viên trong suốt quá trình học tập. Xin cảm ơn Ban chủ nhiệm khoa và các cán bộ đã tạo điều kiện tốt nhất cho học viên học tập và hoàn thành đề tài tốt nghiệp của mình. Đặc biệt, học viên xin được gửi lời cám ơn đến thầy giáo hướng dẫn học viên PGS TS Nguyễn Văn Tam, thầy đã tận tình chỉ bảo giúp đỡ học viên trong suốt quá trình nghiên cứu để hoàn thành luận văn. Cuối cùng cho phép học viên cảm ơn bạn bè, gia đình đã giúp đỡ, động viên ủng hộ học viên rất nhiều trong toàn bộ quá trình học tập cũng như nghiên cứu để hoàn thành luận văn này. i Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ MỤC LỤC MỤC LỤC i DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT ii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ iii MỞ ĐẦU 1 Chƣơng 1 TỔNG QUAN VỀ QUẢN TRỊ GIÁM SÁT MẠNG 4 1.1 Khái niệm quản trị mạng……………………………………………………… 4 1.2 Một số kiến trúc quản trị mạng………………………………………………… 6 1.2.1 Mô hình OSI……………………………………………… …………… 6 1.2.2 Kiến trúc quản trị mạng OSI…………………………… ……………… 10 1.2.2.1 Mô hình tổ chức ( Organization Medel)………… …………………. 11 1.2.2.2 Mô hình thông tin (Information Model)……………….………….…. 12 1.2.2.3 Mô hình truyền thông (Comunication Model)………………… …… 13 1.2.2.4 Mô hình chức năng (Fucntionnal Model)………………………….… 14 1.2.3 Kiến trúc mô hình quản trị mạng SNMP… …………………………… 16 1.2.4 Kiến trúc quản trị mạng dựa trên WEB….………………………………. 20 1.3 Kết luận…………………………………………………………………………. 23 Chƣơng 2 KIẾN TRÚC QUẢN TRỊ MẠNG MÃ NGUỒN MỞ 24 2.1 Thiết kế tổng thể hệ thống quản trị mạng thích hợp Web và SNMP…………… 24 2.1.1 Sơ đồ chức năng của hệ thống…………………………………… 24 2.1.2 Quy trình thực hiện của hệ thống…………………………………… 25 2.1.3 Sơ đồ modul quản lý thông tin của các máy tính và thiết bị mạng…. 26 2.2 Hệ quản trị mạng mã nguồn mở Nagios……………………………….…… 27 2.2.1 Giám sát máy tính cài hệ điều hành Windows…………………………… 27 2.2.2 Giám sát máy tính cài hệ điều hành Linux………………………………… 28 2.3 Hệ quản trị mã nguồn mở Cacti………………………………………………… 30 2.3.1 Cấu trúc hệ thống Cacti………………………. 30 2.3.2 Hoạt động của hệ thống Cacti…………………… …………… 32 2.3.3 Lưu trữ và xử lý dữ liệu trong hệ thống quản trị Cacti…………… 34 ii Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 2.4 Lựa chọn mô hình thử nghiệm…………………………………………………. 36 2.5 Kết luận. ……………………………………………………………………… 39 Chƣơng 3 ỨNG DỤNG HỆ QUẢN TRỊ MẠNG CACTI TẠI TRƢỜNG ĐẠI HỌC HẢI PHÒNG 40 3.1 Tình hình quản trị mạng tại trường Đại học Hải Phòng…………………. 40 3.1.1 Các thiết bị mạng hiện tại………………………………………… 40 3.1.2 Mô hình mạng trường…………………………………………… 40 3.2 Đề xuất mô hình………………………………………………………… 42 3.3 Mô hình thử nghiệm……………………………………………………… 42 3.4 Triển khai thử nghiệm……………………………………………………. 43 3.5 Phân tích quá trình hoạt động của Cacti trên mô hình thử nghiệm………. 56 3.6 Kết quả thử nghiệm…………………………………………………………. 57 KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN 58 TÀI LIỆU THAM KHẢO 59 iii Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT Từ viết tắt Tiếng Anh API Interface Application Programming CIM Common Information Model DNS Domain Name System DOM Document Object Model DTD Document Type Definition FTP File Tranfer Protocol HTML Hyper Text Markup Language HTTP Hyper Text Tranfer Protocol IETF Internet Engineering Task Force IP Internet Protocol LAN Local Area Network MIB Management Information Base MO Managed Object OID Object Identifier OSI Open Systems Interconnection SMI Structure of Management Information SNMP Simple Network Managerment Protocol SOAP SOAP Simple Object Access Protocol TCP Tranfer Control Protocol WAN Wide Area Network WBM Web Base Manager WIMA Web-based Integrated Management Architecture XML Extensible Markup Language NRPE Nagios Remote Plugin Executor WSDL Web Services Description Language UDDI Universal Description Discovery and Integration iv Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ H×nh1.1 - M« h×nh qu¶n lý m¹ng tËp trung 5 Hình1.2 - Mô hình OSI 7 tầng 6 Hình1.3 - Mô hình quản trị mạng OSI 10 Hình1.4 - Management truyền Communication Model 13 Hình1.5 - Mô hình chức năng OSI 14 Hình1.6 - Quản lý mạng Microsoft sử dụng SNMP 17 Hình1.7 - Các tác vụ của SNMP 18 Hình1.8 - Cách thức làm việc của SNMP 19 Hình1.9 - Kiến trúc quản trị mạng dựa trên nền Web 20 2.1 - Sơ đồ chức năng của hệ thống 24 Hình 2.2 - Sơ đồ quy trình thực hiện của hệ thống 25 Hình 2.3 - Sơ đồ quy trình thực hiện của hệ thống dưới góc nhìn kỹ thuật 25 2.4 - Sơ đồ thực hiện quy trình và nhận kết quả thông qua SNMP 26 H×nh 2.5 - Mô hình và cơ chế làm việc của NSClient++ 28 Hình 2.6 - Mô hình và cơ chế làm việc của RNPE 28 Hình 2.7 - Kiểm tra trực tiếp 29 Hình 2.8 - Kiểm tra gián tiếp 29 Hình 2.9 - Sơ đồ khối của hệ quản trị Cacti 30 Hình 2.10 - Các thành phần của hệ quản trị Cacti 32 Hình 2.11 - Hoạt động của hệ quản trị Cacti 32 Hình 2.12 - Nguyên lý của cơ sở dữ liệu RRD (RRA) 35 Hình 2.13 - Biểu diễn đồ thị trong RRD 36 Hình 3.1 - Mô hình mạng hiện tại 40 Hình 3.2 - Đề xuất Mô hình 42 Hình 3.3 - Mô hình thử nghiệm 43 3.4 - Màn hình giao diện Cacti khởi động và cài đặt 44 Hình 3.5 - Màn hình giao diện Cacti kiểm tra các công cụ 45 Hình 3.6 - Màn hình đăng nhập hệ thống 45 v Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 3.7 - Giao diện chính của Cacti 46 3.8 - Cài đặt dịch vụ SNMP cho thiết bị mới 46 Hình 3.9 - Tìm file SNMP services 47 3.10 - Đặt cấu hình cho SNMP services 47 Hình 3.11 - Thêm thiết bị máy 6 vào Cacti 48 Hình 3.12 - Danh sách các nội dung cần giám sát 49 3.13 - Trạng thái kết nối thiết bị trong Cacti 49 3.14 - Lựa chọ thiết bị cần tạo đồ thị 50 3.15 - Thể hiện việc lựa chọn thiết bị cần tạo đồ thị 50 Hình 3.16 - Đồ thị phân vùng ổ đĩa D của máy 6 51 Hình 3.17 - Danh sách các máy có trong cây đồ thị 52 3.18 - Tình trạng thiết bị trên cây đồ thị 52 Hình 3.19 - Impost Templates mới 53 Hình 3.20 - Impost Templates Data trong Cacti 53 Hình 3.21 - Thông tin quản lý của các thiết bị trong hệ thống mạng 54 Hình 3.22 - Quản Lý theo lịch thời gian 54 Hình 3.23 - Thiết lập ngưỡng cảnh báo cho hệ thống 55 Hình 3.24 - Thông tin gới hạn cho hệ thống 55 1 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ MỞ ĐẦU 1 Lý do chọn đề tài. Sự bùng nổ của Công nghệ thông tin và Truyền thông trong những năm gần đây đã mang lại sự phát triển vượt bậc về mọi mặt trong đời sống kinh tế xã hội, đặc biệt là mạng Internet. Internet là một hệ thống thông tin toàn cầu có thể được truy nhập công cộng, bao gồm các mạng máy tính đơn lẻ được liên kết với nhau. Hệ thống này truyền thông tin theo gói dữ liệu dựa trên một giao thức liên mạng đã được chuẩn hóa là giao thức IP. Internet bao gồm hàng ngàn mạng máy tính lớn, nhỏ của các doanh nghiệp, của các viện nghiên cứu và các trường Đại học, của người dùng cá nhân, và các chính phủ trên toàn cầu. Mặc dù mạng máy tính với công nghệ mới khá tin cậy nhưng vẫn có nhiều thách thức cần được quan tâm giải quyết. Ví dụ, mạng có thể bị chậm đi so với khả năng hoặc một thiết bị trên mạng có thể gặp khó khăn trong việc truyền thông với thiết bị khác, các vấn đề về lấy thông tin trái phép. Những nguy cơ tấn công mạng từ phía bên trong và bên ngoài rất khó kiểm soát và luôn là những nhức nhối của người quản trị mạng. Trong vai trò người quản trị hệ thống hay một chuyên gia bảo mật thông tin thì công tác quản lý mạng luôn là một công việc cần thiết. Quản lý mạng cho biết được tình trạng băng thông được sử dụng trên mạng, xác định được người dùng nào đang chạy các ứng dụng chia sẻ tài nguyên dữ liệu hay có virus nào đang âm thầm hoạt động trên mạng hay không. Để mạng hoạt động an toàn, hiệu năng và tính sẵn sàng cao, người quản trị cần phải được trang bị một công cụ mạnh, phù hợp với yêu cầu của từng mạng cụ thể. Hiện nay, trên thị trường có các sản phẩm quản trị mạng thương mại (mã nguồn đóng) như SolarWinds, CiscoWorks, HPOpenView… tuy nhiên giá thành thường khá cao và các khả năng tùy biến rất hạn chế. Trong khi đó, có nhiều giải pháp phần mềm mã nguồn mở cho phép triển khai giám sát mạng rất hiệu quả như Nagios, Cacti, Zabbix, Zenoss. Đối với phần mềm mã nguồn mở, người quản trị có thể [...]... động tin học hóa trong nhà trường Vì vậy mạng trường phải được quản lý, khai thác và sử dụng đúng mục đích và có hiệu quả Với các yêu cầu nêu trên, mạng máy tính của trường Đại học Hải Phòng phải có được một hệ quản trị mạng thích hợp Từ các phân tích trên đây học viên lựa chọn đề tài:” Xây dựng hệ thống quản trị mạng dựa trên phần mềm mã nguồn mở Cacti và ứng dụng tại trường Đại học Hải Phòng làm... tƣợng và phạm vi nghiên cứu a Đối tượng của đề tài: + Một số kiến trúc quản trị mạng OSI, SNMP, WEB + Hệ quản trị mạng mã nguồn mở Nagios, Cacti và ứng dụng b Phạm vi nghiên cứu: + Tìm hiểu về công nghệ, mô hình, giao thức quản trị mạng + Kiến trúc quản mạng mã nguồn mở + Xây dựng mô hình hệ thống quản trị mạng tại trường Đại học Hải Phòng 3 Hƣớng nghiên cứu: - Tìm hiểu rõ về hệ thống quản trị mạng mã nguồn. .. thể hệ thống quản trị mạng tích hợp Web Mục tiếp theo, luận văn sẽ trình bày về đặc trưng kiến trúc của hệ quản trị mã nguồn mở Nagios và chi tiết các thành phần của hệ quản trị mã nguồn mở Cacti 2.1 Thiết kế tổng thể hệ thống quản trị mạng tích hợp Web và SNMP 2.1.1 Sơ đồ chức năng của hệ thống Chức năng của hệ thống được mô tả theo sơ đồ sau: Hình 2.1 Sơ đồ chức năng hệ thống Số hóa bởi Trung tâm Học. .. sung thêm để hoàn thiện và làm chủ được phần mềm đó trong quá trình vận hành Hiện nay, hệ thống mạng trường Đại học Hải Phòng bao gồm hệ thống mạng không dây và mạng cáp quang chủ yếu là mạng ngang hàng không phân cấp, do vậy việc quản lý mạng tại trường rất khó khăn Hệ thống mạng trường Đại học Hải Phòng là cơ sở hạ tầng thông tin liên lạc và các dịch vụ kèm theo Dịch vụ mạng trường đóng vai trò quan... nguồn mở - Nghiên cứu triển khai các ứng dụng thử nghiệm trên mô hình tại hệ thống mạng trường Đại học Hải Phòng Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 3 4 Những nội dung nghiên cứu chính: Chương 1 Tìm hiểu một số kiến trúc quản trị mạng cơ bản Chương 2 Giới thiệu thiết kế tổng thể hệ thống quản trị mạng cho phép tích hợp qua giao diện Web Hệ thống quản trị mạng mã nguồn mở Nagios, Cacti. .. hợp trên nền web và giải pháp xây dựng hệ quản trị mạng Nagios, Cacti hỗ trợ chuẩn công nghiệp SNMP Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 24 Chƣơng 2 KIẾN TRÚC HỆ QUẢN TRỊ MẠNG MÃ NGUỒN MỞ Hiện nay, các hệ thống quản trị mạng thương mại cũng như quản trị mã nguồn mở đều cung cấp cho người quản trị các công cụ mạnh có giao diện thân thiện tích hợp qua Web mà vẫn quản trị được các thiết... Nagios, Cacti - Nắm vững nội dung nghiên cứu về tổng quan các kiến trúc của hệ thống quản lý hiện tại của mạng, giao thức SNMP - Ý nghĩa thực tiễn của đề tài: Xây dựng, thiết kế, thử nghiệm và ứng dụng quản trị mạng trong công việc thực tế của mình và triển khai tại trường Đại học Hải Phòng Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 4 Chƣơng 1 TỔNG QUAN VỀ QUẢN TRỊ MẠNG 1.1 Khái niệm quản trị. .. quản trị mạng, tuy nhiên kiến trúc SNMP cũng có một số hạn chế cho xây dựng hệ thống quản trị mạng đối với các mạng phức tạp Tại thời điểm hiện tại, hầu hết các thiết bị mạng và thiết bị tính toán đều hỗ trợ SNMP, các sản phẩm quản trị mạng thương mại hay mã nguồn mở đều khai thác chuẩn quản trị mạng công nghiệp này Nội dung của chương 2 sẽ đi sâu vào trình bày kiến trúc quản trị mạng tích hợp trên nền... trúc hệ quản trị mạng tích hợp Web với SNMP được thực thi trong hệ thống quản trị mạng mã nguồn mở Nagios, Cacti Trong mục tiếp theo sẽ mô tả chi tiết hơn kiến trúc này 2.2 Hệ quản trị mạng mã nguồn mở Nagios Hệ quản trị mạng Nagios ra đời 2002 đến nay Nagios đã liên tục phát triển và rất được quan tâm Cộng đồng quan tâm và sử dụng Nagios cho đến nay theo thống kê của http://nagios.org là vào khoảng... http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 25 Các hệ thống quản trị mạng hiện đại dựa trên máy chủ Web và máy chủ CSDL Chương trình quản trị mạng sử dụng công nghệ truy xuất dữ liệu thông qua giao thức SNMP và công nghệ quản lý thông tin hệ thống WMI 2.1.2 Quy trình thực hiện của hệ thống Quy trình sử dụng của thệ thống dưới góc nhìn của người dùng bao gồm các công đoạn chính sau: Hình 2.2 Sơ đồ quy trình thực hiện của hệ thống Quy trình