Các vấn đề liên quan đến dịch vụ

BÀI GIẢNG NGN Chương 6: Các vấn đề liên quan dịch vụ - 134 - CHƯƠNG 6: CÁC VẤN ĐỀ LIÊN QUAN ĐẾN DỊCH VỤ ----WX---- I. BẢO MẬT 1. Giới thiệu Khả năng bảo mật của một mạng viễn thông là một trong những yếu tố hàng đầu quyết định chất lượng cũng như tính khả dụng của mạng viễn thông đó. Nhiều hướng dẫn khác nhau của liên minh Châu Âu EU đã được đưa ra để bảo vệ dữ liệu và tính riêng tư của người sử dụng, trong đó bao gồm cả bảo vệ thông tin trong mạng công cộng. Viện tiêu chuẩn Châu Âu (ETSI) đã thành lập một ban cố vấn về vấn đề bảo mật, và ban này phục vụ cho các nhà vận hành mạng công cộng. Trong tương lai, các yêu cầu về bảo mật không chỉ đặt ra với các nhà vận hành mạng viễn thông mà còn cho từng quốc gia riêng biệt. Đặc biệt, các vấn đề bảo mật trong mạng NGN là một vấn đề quan trọng cần được chú ý. Có nhiều thành phần yêu cầu về bảo mật ở mức độ cao trong mạng NGN: ƒ Khách hàng/ thuê bao cần phải có tính riêng tư trong mạng và các dịch vụ được cung cấp, bao gồm cả việc tính cước. Thêm vào đó, họ yêu cầu dịch vụ phải có tính sẵn sàng cao, cạnh tranh lành mạnh và bảo đảm sự riêng tư của họ. ƒ Các nhà vận hành mạng, các nhà cung cấp dịch vụ, các nhà cung cấp truy nhập đều cần phải bảo mật để bảo vệ hoạt động , vận hành và kinh doanh của họ, đồng thời có thể giúp họ phục vụ tốt khách hàng cũng như cộng đồng. ƒ Các quốc gia khác nhau yêu cầu và đòi hỏi tính bảo mật bằng cách đưa ra các hướng dẫn và tạo ra các bộ luật để đảm bảo tính sẵn sàng của dịch vụ, cạnh tranh lành mạnh và tính riêng tư. ƒ Sự gia tăng rủi ro do sự thay đổi trong toàn bộ các quy định và các môi trường kỹ thuật càng nhấn mạnh sự cần thiết ngày càng gia tăng về tính bảo mật trong mạng thế hệ mới NGN. BÀI GIẢNG NGN Chương 6: Các vấn đề liên quan dịch vụ - 135 - Ngày nay các “tội phạm” trong lĩnh vực máy tính đang tăng nhanh. Các tin tặc này không chỉ dừng lại ở mạng Internet, chúng tấn công cả những chuyển mạch công cộng. Các hacker thường thu được những thông tin cần thiết qua một cổng truy nhập không được bảo vệ, và nhà cung cấp dịch vụ phải trả giá cho những dịch vụ vô nghĩa. Một ví dụ khác liên quan đến các chuyển mạch bảo vệ là sự lạm dụng của dịch vụ thoại miễn phí (freephone). Hình sau đây mô tả một số nguy hiểm đối với một thành phần mạng/dịch vụ. Mặc dù hầu hết khách hàng đều đáng tin cậy, tuy nhiên thật sai lầm khi đặt niềm tin vào tất cả khách hàng. Thông thường, một tội phạm thường được hỗ trợ từ một trong những khách hàng. Hình 6-1 Các nguy cơ đối với các server và thành phần mạng Tính riêng tư cũng trở nên quan trọng. Sự cần thiết của riêng tư đã được trình bày trong các bộ luật của các quốc gia và các hướng dẫn trong phạm vi toàn quốc về riêng tư và bảo mật. Các tiến bộ về công nghệ cũng liên quan đến vấn đề bảo mật. Trong thời gian gần đây, người ta hi vọng rằng các giao diện và giao thức được sử dụng trong các thiết bị viễn thông không thể dễ dàng giải mã và lợi dụng. Các giao diện và giao thức này không được phố biến rộng rãi bên ngoài, ngoại trừ các nhà cung cấp thiết bị hay các tổ chức viễn thông. Tuy nhiên tình hình hiện nay đã thay đổi. Các hệ thống mở vẫn còn các giao diện phức tạp, nhưng như đã định nghĩa, nó được trang bị và nhiều khách hàng tìm hiểu. Để đảm bảo tính bảo mật của các hệ thống này, công nghệ phải trở nên có chi phí thấp và dễ dàng đạt được. Ví dụ, nhiều giao thức xử lý cho BÀI GIẢNG NGN Chương 6: Các vấn đề liên quan dịch vụ - 136 - các PC sẵn sàng miễn phí cho các phần mềm công cộng. Do đó, nhiệm vụ chống hacker trở nên dễ dàng hơn. Một số dịch vụ cũng yêu cầu tính bảo mật cao hơn. Các dịch vụ này không giới hạn trong các khu vực xác định như trước đây, do đó nó chịu nhiều nguy hiểm hơn. Do đó sự bảo mật tốt hơn là thực sự cần thiết do các lý do kinh tế hay riêng tư. Ví dụ về các dịch vụ này là dịch vụ thoại chất lượng cao, video hội nghị và các dịch vụ đa phương tiện khác. Các khách hàng này chỉ đời truy nhập vào dữ liệu của họ, và tối thiểu có thể cung cấp thêm cho họ chức năng truy nhập vào hệ thống quản lý. 2. Các yêu cầu bảo mật Một nhà cung cấp mạng hay dịch vụ sẽ quyết định giới hạn thực hiện bảo mật dựa vào kết quả của phân tích nguy cơ và đánh giá rủi ro. Sau đó nhà cung cấp sẽ tạo ra một “chiến lược bảo mật”. Hình sau mô tả sự tương tác của các khối liên quan đến bảo mật. Hình 6-2 Mô hình bảo mật Phân tích nguy cơ và đánh giá rủi ro trên nguyên tắc chỉ có thể thực hiện trong một trường hợp cụ thể. Phạm vi bảo mật có thể tùy thuộc vào các hoạt động khác nhau. Do đó thách thức đặt ra cho các nhà cung cấp thiết bị là xác định một chính sách chung cho phần lớn các khách hàng và khách hàng có thể tạo ra cách bảo mật của mình trong một số tùy chọn sẵn có. Việc xác định chính xác các yêu cầu bảo mật của mạng tương đối khó khăn. Sau đây là một ví dụ cụ thể về các yêu cầu của bảo mật. Chẳng hạn như khách hàng phải chịu trách nhiệm về các hành động của họ, đây thường BÀI GIẢNG NGN Chương 6: Các vấn đề liên quan dịch vụ - 137 - là tiêu chí số một của mục tiêu bảo mật. Do đó việc thẩm tra đặc tính của khách hàng là một yêu cầu cơ bản của bảo mật. Sự nhận thực cũng là một cách dùng cho bảo mật dịch vụ. Ngoài ra còn có một số yêu cầu khác, tùy thuộc vào nguy cơ và rủi ro. Dựa vào các yêu cầu bảo mật có thể xác định mức độ ưu tiên của dịch vụ. Ví dụ trên không phải chọn tùy ý, trách nhiệm của khách hàng thường là ưu tiên chính của các dịch vụ. Mức độ ưu tiên cao nhất sẽ quyết định dịch vụ nào xếp đầu trong các dịch vụ ưu tiên được cung cấp. 3. Các vấn đề cần bảo mật Các vấn đề này được thực hiện trong mọi dạng cấu hình NGN, bao gồm các dạng truyền dẫn khác nhau và xử lý các nguy cơ sau đây: ƒ Từ chối dịch vụ: Nguy cơ này tấn công vào các thành phần mạng truyền dẫn bằng cách liên tục đưa dồn dập dữ liệu làm cho các khách hàng NGN khác không thể sử dụng tài nguyên mạng. ƒ Nghe trộm: Nguy cơ này ảnh hưởng đến tính riêng tư của một cuộc nói chuyện bằng cách chặn đường dây giữa người gửi và người nhận. ƒ Giả dạng: Thủ phạm sử dụng một mặt nạ để tạo ra một đặc tính giả. Ví dụ anh ta có thể thu được một đặc tính giả bằng cách theo dõi mật mã và ID của khách hàng, bằng cách thao tác khởi tạo tin nhắn hay thao tác địa chỉ vào/ra của mạng. ƒ Truy nhậïp trái phép: Truy nhập vào các thực thể mạng phải được hạn chế và phù hợp với chính sách bảo mật. Nếu kẻ tấn công truy nhập trái phép vào các thực thể mạng thì các dạng tấn công khác như từ chối dịch vụ, nghe trộm hay giả dạng cũng có thể xảy ra. Truy nh6ạp trái phép cũng là kết quả của các nguy cơ kể trên. ƒ Sửa đổi thông tin: Trong trường hợp này, dữ liệu bị phá hỏng hay làm cho không thể sử dụng được do thao tác của hacker. Một hậu quả của hành động này là những khách hàng hợp pháp không truy xuất vào tài nguyên mạng được. Trên nguyên tắc không thể ngăn cản khách hàng thao tác trên dữ liệu hay phá hủy một cơ sở dữ liệu trong phạm vi truy nhập cho phép của họ. ƒ Từ chối khách hàng: Một hay nhiều khách hàng trong mạng có thể bị từ chối tham gia vào một phần hay toàn bộ mạng với các khách hàng/ dịch vụ/server khác. Phương pháp tấn công có thể là tác động lên đường truyền, truy nhập dữ liệu hay sửa đổi dữ liệu. Trên quan điểm của nhà vận hành mạng hay nhà cung cấp dịch vụ, dạng tấn công này gây hậu quả là mất niềm tin, mất khách hàng và dẫn tới mất doanh thu. BÀI GIẢNG NGN Chương 6: Các vấn đề liên quan dịch vụ - 138 - 4. Các giải pháp tạm thời Các biện pháp đối phó có thể chia thành hai loại sau: phòng chống và dò tìm. Sau đây là các biện pháp tiêu biểu: ¾ Nhận thực ¾ Chữ ký số ¾ Điều khiển truy nhập ¾ Mạng riêng ảo ¾ Phát hiện xâm nhập ¾ Ghi nhất ký và kiểm toán ¾ Mã hóa Trong mọi trường hợp cần lưu ý rằng các hệ thống vận hành trong các thành phần NGN cần phải bảo vệ cấu hình như một biện pháp đối phó cơ bản: − Tất cả các thành phần không quan trọng (chẳng hạn như các cổng TCP/UDP) phải ở tình trạng thụ động. − Các đặc tính truy nhập từ xa cho truy nhập trong và truy nhập ngoài cũng phải thụ động. Nếu các đặc tính này được đăng nhập, tất cả các hoạt động cần được kiểm tra. − Bảng điều khiển server để điều khiển tất cả các đặc tính vận hành của hệ thống cần được bảo vệ. Tất cả các hệ thống vận hành có một vài đặc tính đặc biệt để bảo vệ bảng điều khiển này. − Hệ thống hoàn chỉnh có thể đăng nhập và kiểm tra. Các log file cần phải được giám sát thường xuyên. Thêm vào đó, cần phải nhấn mạnh rằng mạng tự nó phải có cách bảo vệ cấu hình. Ví dụ như nhà vận hành phải thực hiện các công việc sau: − Thay đổi password đã lộ. − Làm cho các port không dùng phải không hoạt động được. − Duy trì một nhất ký password. − Sử dụng sự nhận thực các thực thể. − Bảo vệ điều khiển cấu hình. BÀI GIẢNG NGN Chương 6: Các vấn đề liên quan dịch vụ - 139 - Hình 6-3 Biện pháp chống lại các nguy cơ 5. Kết luận Một thách thức quan trọng đối với hệ thống mạng NGN trên nền IP là thực hiện các bảo mật trong các dạng ứng dụng khác nhau. Từ khi bắt đầu, cấu trúc NGN đã được phát triển với sự quan tâm đến các vấn đề bảo mật, dựa vào các phân tích nguy cơ và chế độ IPSec từ IETF. Sự linh hoạt đảm bảo tính bảo mật có thể đạt được yêu cầu của môi trường thực tế. Sử dụng NGN trong mạng dựa trên nền PacketCable đã được kiểm định các giải pháp bảo mật. Công việc còn lại là tiếp tục bảo vệ mạng chống lại các cuộc tấn công trong tương lai từ các nguồn chưa biết trước. II. QoS (Quality of Service) 1. Giới thiệu Chất lượng dịch vụ QoS chính là yếu tố thúc đẩy MPLS. So sánh với các yếu tố khác, như quản lý lưu lượng và hỗ trợ VPN thì QoS không phải là lý do quan trọng nhất để triển khai MPLS. Như chúng ta sẽ thấy dưới đây, hầu hết các công việc được thực hiện trong MPLS QoS tập trung vào việc hỗ trợ các đặïc tính của IP QoS trong mạng. Nói cách khác, mục tiêu là thiết lập điểm tương đồng giữa các đặc tính QoS của IP và MPLS, chứ không phải là làm cho MPLS QoS có chất lượng cao hơn IP QoS. Một lý do để khẳng định MPLS không giống như IP là MPLS không phải là giao thức xuyên suốt. MPLS không vận hành trong các máy chủ, và trong tương lai nhiều mạng IP không sử dụng nhưng MPLS vẫn tồn tại. QoS BÀI GIẢNG NGN Chương 6: Các vấn đề liên quan dịch vụ - 140 - mặt khác là đặc tính thường trực của liên lạc giữa các LSR cùng cấp. Ví dụ nếu một kênh kết nối trong tuyến xuyên suốt có độ trễ cao, tổn thất lớn, băng thông thấp sẽ giới hạn QoS có thể cung cấp dọc theo tuyến đó. Một cách nhìn nhận khác về vấn đề này là MPLS không thay đổi về căn bản mô hình dịch vụ IP. Các nhà cung cấp dịch vụ không bản dịch vụ MPLS, họ cung cấp các dịch vụ IP (hay Frame Relay và các dịch vụ khác), và do đó, nếu họ đưa ra QoS thì họ phải dựa trên IP QoS (Frame Relay QoS,…) chứ không phải là MPLS QoS. Điều này không có nghĩa là MPLS không có vai trò trong IP QoS. Thứ nhất, MPLS có thể giúp nhà cung cấp đưa ra các dịch vụ IP QoS hiệu quả hơn. Thứ hai, hiện đang xuất hiện một số khả năng QoS mới hỗ trợ qua mạng sử dụng MPLS, tuy không thực sự xuyên suốt nhưng có thể chứng tỏ là rất hữu ích, một số chúng có thể bảo đảm băng thông của LSP. Do có mối quan hệ gần gũi giữa IP QoS và MPLS QoS, phần này sẽ được xây dựng xung quanh các thành phần chính của IP QoS. IP cung cấp hay mô hình QoS: dịch vụ tích hợp IntServ (sử dụng chế độ đồng bộ với RSVP) và dụng cụ Diffserv. Sự thỏa thuận mức dịch vụ theo: − Lớp dịch vụ hay lớp ứng dụng − Loại khách hàng hay nhóm khách hàng (thực hiện ở lớp mạng VPN) − Luồng hay kết nối Để thực hiện QoS, mạng phải có: − Các server hoạch định tuyến − Các phần tử mạng thực hiện hoạch định tuyến − Các giao diện nhận biết hoạch định tuyến. BÀI GIẢNG NGN Chương 6: Các vấn đề liên quan dịch vụ - 141 - Mức QoS tối thiểu Mạng Internet ngày nay Mức QoS tương đối Dựa vào ToS Mức QoS phải được đảm bảo Khách hàng Internet Các công ty kết nối mạng Internet Mạng VPN Dịch vụ thời gian thực Yêu cầu d ành r iêng từ đầu c uối đ ến đa àu cuo ái Mức QoS Hình 6-4 Sự phát triển QoS 2. Các kỹ thuật phục vụ QoS Best Effort IntServ DiffServ Controlled Load Service Traffic Type Me dia K ỹ th ua ät Q oS Guaranteed Service Expedited Forwarding Per Hop Behavior Assured Forwarding Per Hop Behavior V oi ce D at a V is ua l Co nve rsa tion al Re trie val Me ssa gin g Dis trib uti on (w ith co ntr ol) Dis trib uti on (w ith out co ntr ol) Hình 6-5 Các kỹ thuật QoS trong mạng IP BÀI GIẢNG NGN Chương 6: Các vấn đề liên quan dịch vụ - 142 - 2.1 Dịch vụ cố gắng tối đa (Best Effort) Đây là dịch vụ phố biến trên mạng Internet hay mạng IP nói chung. Các gói thông tin được truyền đi theo nguyên tắc “đến trước được phục vụ trước” mà không quan tâm đến đặc tính lưu lượng của dịch vụ là gì. Điều này dẫn đến rất khó hỗ trợ các dịch vụ đòi hỏi độ trễ thấp như các dịch vụ thời gian thực hay video. Cho đến thời điểm này, đa phần các dịch vụ được cung cấp bởi mạng Internet vẫn sử dụng nguyên tắc Best Effort này. 2.2 Dịch vụ tích hợp (IntServ) Đứng trước nhu cầu ngày càng tăng trong việc cung cấp dịch vụ thời gian thực (thoại, video) và băng thông cao (đa phương tiện), dịch vụ tích hợp IntServ đã ra đời. Đây là sự phát triển của mạng IP nhằm đồng thời cung cấp dịch vụ truyền thống Best Effort và các dịch vụ thời gian thực. Sau đây là những động lực thúc đẩy sự ra đời của mô hình này: ƒ Dịch vụ cố gắng tối đa không còn đủ đáp ứng nữa: ngày càng có nhiều ứng dụng khác nhau, các yêu cầu khác nhau về đặc tính lưu lượng được triển khai, đồng thời người sử dụng cũng yêu cầu chất lượng dịch vụ ngày càng cao hơn. ƒ Các ứng dụng đa phương tiện ngày càng xuất hiện nhiều: mạng IP phải có khả năng hỗ trợ không chỉ đơn dịch vụ mà còn hỗ trợ đa dịch vụ của nhiều loại lưu lượng khác nhau từ thoại, số liệu đến video. ƒ Tối ưu hóa hiệu suất sử dụng mạng và tài nguyên mạng: đảm bảo hiệu quả sử dụng và đầu tư. Tài nguyên mạng sẽ được dự trữ cho lưu lượng có độ ưu tiên cao hơn, phần còn lại sẽ dành cho số liệu best effort. ƒ Cung cấp dịch vụ tốt nhất: mô hình IntServ cho phép nhà cung cấp mạng tung ra những dịch vụ tốt nhất, khác biệt với các đối thủ cạnh tranh khác. BÀI GIẢNG NGN Chương 6: Các vấn đề liên quan dịch vụ - 143 - Appl Setup Classifier Sheduler Các giao thức định tuyến/ DatabaseSetup Classifier Sheduler Điều khiển chấp nhận/cưỡng bức Các bản tin setup đặt trước IP Data Data Hình 6-6 Mô hình dịch vụ IntServ Một số thành phần chính tham gia trong mô hình như: ƒ Giao thức thiết lập setup: cho phép các máy chủ và các router dự trữ động tài nguyên mạng để xử lý các yêu cầu của các luồng lưu lượng riêng. RSVP, Q.2391 là một trong những giao thức đó. ƒ Đặc tính luồng: xác định chất lượng dịch vụ QoS sẽ cung cấp cho các luồng xác định. Luồng ở đây được định nghĩa như một luồng các gói từ nguồn đến đích có cùng yêu cầu về QoS. Về nguyên tắc có thể đặc tính luồng như băng tần tối thiểu mà mạng bắt buộc phải cung cấp để đảm bảo QoS cho các luồng yêu cầu. ƒ Điều khiển lưu lượng: trong các thiết bị thiết bị mạng (máy chủ, router, chuyển mạch) có thành phần điều khiển và quản lý tài nguyên mạng cần thiết để hỗ trợ QoS theo yêu cầu. Các thành phần điều khiển lưu lượng này có thể được khai báo bởi giao thức báo hiệu RSVP hay nhân công. Thành phần điều khiển lưu lượng bao gồm: ? Điều khiển chấp nhận: xác định các thiết bị mạng có khả năng hỗ trợ QoS theo yêu cầu hay không. ? Thiết bị phân loại (Classifier): nhận dạng và chọn lựa lớp dịch vụ trên nội dung của một số trường nhất định trong mào đầu gói. ? Thiết bị phân phối(Scheduler): cung cấp các mức chất lượng dịch vụ QoS qua kênh ra của thiết bị mạng. Các mức chất lượng dịch vụ cung cấp bởi IntServ gồm: ƒ Dịch vụ đảm bảo GS: băng tần dành riêng, trễ có giới hạn và không bị thất thoát gói tin trong hàng. Các ứng dụng cung cấp thuộc loại BÀI GIẢNG NGN Chương 6: Các vấn đề liên quan dịch vụ - 144 - này có thể kể đến: hội nghị truyền hình chất lượng cao, thanh toán tài chính thời gian thực,… ƒ Dịch vụ kiểm soát tải: không đảm bảo về băng tần hay trễ, nhưng khác với best effort ở điểm không giảm chất lượng một cách đáng kể khi tải mạng tăng lên. Dịch vụ này phù hợp cho các ứng dụng không nhạy cảm lắm với độ trễ hay mất gói như truyền hình multicast audio/video chất lượng trung bình. ƒ Dịch vụ best effort 2.3 Dịch vụ Diffserv Việc đưa ra mô hình IntServ có vẻ như giải quyết được nhiều vấn đề liên quan đến QoS trong mạng IP. Tuy nhiên trong thực tế mô hình này đã không đảm bảo được QoS xuyên suốt (end to end). Đã có nhiều cố gắng nhằm thay đổi điều này nhằm đạt một mức QoS cao hơn cho mạng IP, và một trong những cố gắng đó là sự ra đời của DiffServ. Diffserv sử dụng việc đánh dấu gói và xếp hàng theo loại để hỗ trợ dịch vụ ưu tiên qua mạng IP. Hiện tại IETF đã có một nhóm làm việc DiffServ để đưa ra các tiêu chuẩn RFC về DiffServ. Nguyên tắc cơ bản của Diffserv như sau: ƒ Định nghĩa một số lượng nhỏ các lớp dịch vụ hay mức ưu tiên. Một lớp dịch vụ có thể liên quan đến đăïc tính lưu lượng (ba