Tài liệu Xây dựng hệ thống quản trị mạng dựa trên phần mềm mã nguồn mở cacti và ứng dụng tại trường đại học hải phòng.

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. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ i 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 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ ii 2.4 Lựa chọn mô hình thử nghiệm…………………………………………………. 36 2.5 Kết luận. ………………………………………………………………………... 39 Chƣơng 3 ỨNG DỤNG HỆ QUẢN TRỊ MẠNG CACTI 40 TẠI TRƢỜNG ĐẠI HỌC HẢI PHÒNG 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 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ iii 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 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ iv 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 - 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 - 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 2.1 2.4 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ v 3.7 - Giao diện chính của Cacti 46 3.8 - Cài đặt dịch vụ SNMP cho thiết bị mới 46 - Tìm file SNMP services 47 - 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 - 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 Hình 3.9 3.10 3.18 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 1 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 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 2 can thiệp sửa chữa thay đổi hoặc bổ 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 trọng đối với các hoạt 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 đề tài nghiên cứu trong luận văn của mình. 2. Đối 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 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 Chương 3. Phân tích và triển khai ứng dụng thực tế trên mô hình thử nghiệm tại trường Đại học Hải Phòng. 5. Phƣơng pháp nghiên cứu: - Thu thập, phân tích và tổng hợp các tài liệu, thông tin có liên quan đến đề tài. - Xây dựng bài toán thực nghiệm để minh chứng những nghiên cứu về lý thuyết của đề tài. 6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài: - Là tài liệu tham khảo về kiến trúc quản trị mạng và phần mềm mã nguồn mở 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 mạng Các cơ chế quản trị mạng được nhìn nhận từ hai góc độ, góc độ mạng chỉ ra hệ thống quản trị nằm tại các mức cao của mô hình OSI và từ phía người điều hành quản trị hệ thống. Mặc dù có rất nhiều quan điểm khác nhau về mô hình quản trị mạng nhưng chúng đều thống nhất bởi 3 chức năng quản trị cơ bản chính là: giám sát, . Chức năng giám sát: có nhiệm vụ thu thập liên tục các thông tin về trạng thái của các tài nguyên được quản lí sau đó chuyển các thông tin này dưới dạng các sự kiện và đưa ra các cảnh báo khi các tham số của tài nguyên mạng được quản lí vượt quá ngưỡng cho phép. Chức năng quản lí: có nhiệm vụ thực hiện các yêu cầu của người quản trị hoặc các ứng dụng quản trị nhằm thay đổi trạng thái hay cấu hình của một tài nguyên nào đó được quản lí. Chức năng đưa ra báo cáo: có nhiệm vụ chuyển đổi và hiển thị các báo cáo dưới dạng mà người quản trị có thể đọc, đánh giá hoặc tìm kiếm, tra cứu thông tin được báo cáo. Trong thực tế, tuỳ theo từng công việc cụ thể mà còn có một vài chức năng khác được kết hợp với hệ thống để quản trị ví dụ: quản trị được sử dụng như quản lí dung lượng thiết bị, triển khai dịch vụ, quản lí tóm tắt tài nguyên, quản lí việc phân phối tài nguyên mạng các hệ thống quản lí việc sao lưu và khôi phục tình trạng của hệ thống, vận hành quản lí tự động. Phần lớn các chức năng phức tạp kể trên đều được xây dựng dựa trên nền tảng của ba chức năng quản lí lớp cao là: giám sát, điều khiển và đưa ra báo cáo. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 5 Hiện nay có hai phương pháp quản trị mạng được sử dụng khá phổ biến là quản trị mạng tập trung và quản trị mạng phân cấp. Đối với hình thức quản trị mạng tập trung; chỉ có một thiết bị quản lí thu nhận các thông tin và điều khiển toàn bộ các thực thể mạng. Các chức năng quản lí được thực hiện bởi Manager, khả năng của hệ thống phụ thuộc rất lớn vào mức độ thông minh của Manager. Kiến trúc này thường được sử dụng rất nhiều trong quản trị mạng so với các chức năng thuộc Manager chức năng Agent thường rất đơn giản, thông tin trao đổi từ Manager tới các Agent thông qua các giao thức thông tin quản lí như giao thức SNMP (Simple Network Management Protocol). Tuy nhiên hệ thống quản trị mạng tập trung rất khó mở rộng vì làm tăng độ phức tạp của hệ thống. H×nh 1.1 M« h×nh qu¶n lý m¹ng tËp trung Ưu điểm: quan sát cảnh báo và các sự kiện mạng từ một vị trí, bảo mật được khoanh vùng đơn giản. Nhược điểm: lỗi hệ thống quản lí chính sẽ gây tác hại tới toàn bộ mạng, tăng độ phức tạp khi có thêm các phần tử mới vào mạng. Đối với phương thức quản trị mạng phân cấp; hệ thống được chia thành các vùng tùy theo nhiệm vụ quản lí tạo ra hệ thống phân cấp quản trị. Trung tâm xử Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 6 lý đặt tại gốc của cây phân cấp, các hệ thống phân tán được đặt tại nhánh của cây.[1] 1.2 Một số kiến trúc quản trị mạng 1.2.1 Mô hình OSI Dựa trên kiến trúc phân tầng, OSI đã đưa ra mô hình 7 tầng (layer) cho mạng, mỗi tầng giữ các chức năng mạng khác nhau. Mỗi một chức năng của mạng có thể được gán với một hoặc một cặp tầng liền kề của 7 tầng và có quan hệ độc lập với các lớp khác. Đây là một ưu điểm lớn của mô hình tham chiếu OSI. Do vậy OSI là mô hình kiến trúc được sử dụng rộng rãi cho truyền thông giữa các mạng máy tính. Hay còn gọi là mô hình kết nối hệ thống mở hoặc mô hình OSI (Open Systems Interconnection Model). Hình 1.2 Mô hình OSI 7 tầng Nhóm các tầng thấp (Physical, Data link, Network, Transport) liên quan đến các phương tiện cho phép truyền dữ liệu qua mạng. Các tầng thấp đảm nhiệm việc truyền dữ liệu, thực hiện quá trình đóng gói, dẫn đường, kiểm duyệt và truyền từng nhóm dữ liệu. Các tầng này không cần quan tâm đến loại dữ liệu mà nó nhận được hay gửi cho tầng ứng dụng, mà chỉ đơn thuần là gửi chúng đi. Nhóm các tầng cao (Session, Presentation, Application) liên quan chủ yếu Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 7 đến việc đáp ứng các yêu cầu của người sử dụng để triển khai các ứng dụng của họ trên các mạng thông qua các phương tiện truyền thông cung cấp bởi các nhóm tầng thấp. Hệ thống kết nối mở OSI là hệ thống cho phép truyền thông tin với các hệ thống khác, trong đó các mạng khác nhau, sử dụng những giao thức khác nhau, có thể thông báo cho nhau thông qua chương trình để chuyển từ một giao thức này sang một giao thức khác. Mô hình OSI đưa ra giải pháp cho vấn đề truyền thông giữa các máy tính không giống nhau. Hai hệ thống, dù khác nhau đều có thể truyền thông với nhau một cách hiệu quả nếu chúng đảm bảo những điều khiển chung sau đây : 1. Các hệ thống đều cài đặt cùng một tập hợp các chức năng truyền thông. 2. Các chức năng đó được tổ chức thành cùng một tập các tầng. Các tầng đồng mức phải cung cấp các chức năng như nhau, nhưng phương thức cung cấp không nhất thiết phải giống nhau. 3. Các tầng đồng mức phải sử dụng một giao thức chung. Để đảm bảo những điều trên cần phải có các chuẩn xác định các chức năng và dịch vụ được cung cấp bởi một tầng (nhưng không cần chỉ ra chúng phải cài đặt như thế nào). Các chuẩn cũng phải xác định các giao thức giữa các tầng đồng mức. Mô hình OSI chính là cơ sở để xây dựng các chuẩn đó. 1. Tầng vật lý Tầng vật lý (Physical Layer) cung cấp phương tiện truyền tin, thủ tục khởi động, duy trì hủy bỏ các liên kết vật lý, giữ nhiệm vụ chuyển tải các bit thông tin trên kênh truyền thông. Tầng vật lý làm việc với các giao diện; cơ, điện và giao diện thủ tục (chức năng) trên môi trường vật lý, không quan tâm đến nội dung biểu diễn của các bit thông tin. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 8 Thực chất tầng này thực hiện nối liền các phần tử của mạng thành một hệ thống bằng các phương pháp vật lý, ở mức này sẽ có các thủ tục đảm bảo cho các yêu cầu về chuyển mạch hoạt động nhằm tạo ra các đường truyền thực cho các chuỗi bit thông tin. 2. Tầng liên kết dữ liệu Tầng liên kết dữ liệu (Data Link Layer) có nhiệm vụ thiết lập, duy trì, huỷ bỏ các liên kết dữ liệu kiểm soát lưu luợng dữ liệu, phát hiện và khắc phục sai sót nếu có khi truyền tin. Tiến hành chuyển đổi thông tin dưới dạng chuỗi các bit ở mức mạng thành từng đoạn gọi là khung tin (Frame). Sau đó đảm bảo truyền liên tiếp các khung tin tới tầng vật lý, đồng thời xử lý các thông báo từ trạm thu gửi trả lại. Bít thông tin trong khung tin đều mang những ý nghĩa riêng, bao gồm các trường địa chỉ, trường kiểm tra, dữ liệu và kiểm tra lỗi dùng cho các mục đích riêng. Nhiệm vụ chính của mức này là khởi tạo, tổ chức các khung tin và xử lý các thông tin liên quan tới khung tin (Frame). 3. Tầng mạng Tầng mạng (Network Layer) được xây dựng dựa trên kiểu nối kết (điểm tới điểm) do tầng liên kết dữ liệu cung cấp, bảo đảm trao đổi thông tin giữa các mạng con trong một mạng lớn, mức này còn được gọi là mức thông tin giữa các mạng con với nhau. Có nhiệm vụ gán địa chỉ cho các bản tin và chuyển đổi địa chỉ logic thành các địa chỉ vật lý. Thực hiện chọn đường truyền tin, cung cấp dịch vụ định tuyến (chọn đường) cho các gói dữ liệu trên mạng. Tầng này chỉ ra dữ liệu từ nguồn tới đích sẽ đi theo tuyến nào trên cơ sở các điều kiện của mạng, độ ưu tiên dịch vụ và các Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 9 nhân tố khác. Kiểm soát luồng dữ liệu, khắc phục sai sót, (cắt/hợp) dữ liệu, giúp loại trừ sự tắc nghẽn cũng như điều khiển luồng thông tin. 4. Tầng giao vận Tầng giao vận (Transport Layer) giúp đảm bảo độ tin cậy khi chuyển giao dữ liệu và tính toàn vẹn của dữ liệu từ nơi gửi đến nơi nhận. Điều này được thực hiện dựa trên cơ chế kiểm tra lỗi do các tầng bên dưới cung cấp. Tầng giao vận còn chịu trách nhiệm tạo ra nhiều kết nối cục bộ trên cùng một kết nối mạng gọi là ghép kênh (Multiplexing), phân chia thời gian xử lý (Time sharing), (cắt /hợp) dữ liệu. Nhiệm vụ của tầng này là xử lý các thông tin chuyển tiếp các chức năng từ tầng phiên đến tầng mạng và ngược lại. Thực chất mức truyền này là đảm bảo thông tin giữa các máy chủ với nhau. Mức này nhận các thông tin từ tầng phiên, phân chia thành các đơn vị dữ liệu nhỏ hơn và chuyển chúng tới mức mạng. 5. Tầng phiên Tầng phiên (Session layer) có nhiệm vụ thiết lập, duy trì, đồng bộ hoá và huỷ bỏ các phiên truyền thông. Liên kết phiên phải được thiết lập thông qua đối thoại và trao đổi các thông số điều khiển. Dùng tầng giao vận cung cấp các dịch vụ nâng cao cho phiên làm việc như: kiểm soát các cuộc hội thoại, quản lý thẻ bài (Token), quản lý hoạt động (Activity management). Nhận dạng tên và thủ tục cần thiết cũng như là các công việc bảo mật, để 2 ứng dụng có thể giao tiếp với nhau trên mạng. Nhờ tầng phiên, những người sử dụng lập được các đường nối với nhau, khi cuộc hội thoại được thành lập thì mức này có thể quản lý cuộc hội thoại đó theo yêu của người sử dụng. Một kết nối giữa 2 máy cho phép người sử dụng được đăng ký vào một hệ Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 10 thống phân chia thời gian từ xa hoặc chuyển tập tin giữa 2 máy. 6. Tầng trình diễn Tầng trình diễn (Presentation layer) có nhiệm vụ mã hóa, biến đổi dữ liệu để cung cấp một giao diện tiêu chuẩn cho tầng ứng dụng. Nhiệm vụ của mức này là lựa chọn cách tiếp nhận dữ liệu, biến đổi các ký tự, chữ số của mã ASCII hay các mã khác và các ký tự điều khiển thành một kiểu mã nhị phân thống nhất để các loại máy khác nhau đều có thể thâm nhập vào hệ thống mạng. 7. Tầng ứng dụng Tầng ứng dụng (Application layer) là giao diện giữa người sử dụng và môi trường hệ thống mở. Tầng này có nhiệm vụ phục vụ trực tiếp cho người sử dụng, cung cấp tất cả các yêu cầu phối ghép cần thiết cho người sử dụng, yêu cầu phục vụ chung như chuyển các File, sử dụng các (Terminal) của hệ thống,... Mức này sử dụng bảo đảm tự động hoá quá trình thông tin, giúp cho người sử dụng khai thác mạng một cách tốt nhất.[1],[2]. 1.2.2 Kiến trúc quản trị mạng OSI Mô hình OSI là mô hình mạng mà ta xem mỗi nút mạng là một hệ thống mở có 7 lớp chức năng. Các hệ thống này được kết nối với nhau bằng môi trường vật lý để kết nối trực tiếp các lớp thấp nhất với nhau (lớp vật lý). Hình 1.3 Mô hình quản trị mạng OSI Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 11 1.2.2.1 Mô hình tổ chức (Organization Model) Trong mô hình này gồm 3 thành phần: Manager, Agent, MO (Managed Object). - Manager: là nơi chịu trách nhiệm về tất cả các hoạt động quản trị. - Agent: là đại diện cho các đối tượng giao tiếp với Manager, phục vụ cho MO quan hệ với Manager. + Đối với MO, Agent đóng vai trò thu thập trạng thái của đối tượng, chuyển trạng thái thành thông tin mô tả trạng thái và lưu trữ lại. Đồng thời nó phát hiện sự thay đổi bất thường trên MO, Agent còn điều khiển các MO. + Đối với Manager, Agent sẽ nhận các lệnh điều khiển và chuyển thành điều khiển đối tượng. Ngược lại các tác động điều khiển chuyển các thông tin trạng thái về Manager khi có yêu cầu, gửi các hành vi của MO với mỗi một phép toán quản trị về Manager, chuyển thông báo (Event report) về MO khi có những thay đổi bất thường của MO, điều khiển trực tiếp các MO. - Mỗi Manager quản trị nhiều đối tượng, khi muốn thực hiện một phép toán quản trị, Manager sẽ tạo ra một liên kết giữa Manager với Agent. - Xét theo quan hệ với Manager, Agent sẽ nhận các điều khiển từ Manager và chuyển nó thành các tác động điều khiển để điều khiển đối tượng. Vì vậy nó phải chuyển được các thông tin trạng thái về Manager theo đúng yêu cầu rồi giữ các hành vi của các MO (với mỗi phép toán quản trị) về người quản trị. Đồng thời nó cũng chuyển các thông báo về các đối tượng được quản trị khi có sự thay đổi bất thường ở phía người quản trị. - Mỗi Agent có thể có vài đối tượng (ít dùng). Khi một Manager muốn quản lý một đối tượng thì nó quản lý trực tiếp Agent của đối tượng đó. - Khi một Manager hay Agent muốn trao đổi thông tin với nhau thì chúng cần phải biết về nhau. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/