TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ Giám sát quản lý dịch vụ mạng phân tán sử dụng OPENMNS NGUYỄN THÀNH QUÂN Ngành Công nghệ thơng tin Giảng viên hướng dẫn: TS Trần Hồng Hải Viện: Công nghệ thông tin Truyền thông HÀ NỘI, 2020 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ Giám sát quản lý dịch vụ mạng phân tán sử dụng OPENMNS NGUYỄN THÀNH QUÂN Ngành Công nghệ thông tin Giảng viên hướng dẫn: TS Trần Hồng Hải Viện: Cơng nghệ thơng tin Truyền thơng HÀ NỘI, 2020 Chữ ký GVHD CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc BẢN XÁC NHẬN CHỈNH SỬA LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên tác giả luận văn: Nguyễn Thành Quân Đề tài luận văn: Giám sát quản lý dịch vụ mạng phân tán sử dụng OPENNMS Ngành: Công nghệ thông tin Mã số SV: Tác giả, Người hướng dẫn khoa học Hội đồng chấm luận văn xác nhận tác giả sửa chữa, bổ sung luận văn theo biên họp Hội đồng ngày ……/… /2020 với nội dung sau: Ngày Giáo viên hướng dẫn tháng năm 2020 Tác giả luận văn CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG Lời cam đoan Tôi, Nguyễn Thành Quân, xin cam đoan: Luận văn tốt nghiệp (LVTN) Thạc sĩ cơng trình nghiên cứu thân tơi hướng dẫn TS Trần Hoàng Hải; Các kết nêu Luận văn tốt nghiệp trung thực, khơng phải chép tồn văn cơng trình khác HỌC VIÊN Nguyễn Thành Qn Lời cảm ơn Đầu tiên, xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới Thầy giáo – TS Trần Hồng Hải – Bộ mơn Truyền thơng Mạng máy tính, Viện Cơng nghệ thơng tin Truyền thơng, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội hướng dẫn cho tơi lời khun q trình thực luận văn Tiếp theo, xin chân thành cảm ơn thầy cô Viện Công nghệ thông tin truyền thông, Viện đào tạo sau đại học, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội tạo điều kiện cho tơi suốt q trình học tập nghiên cứu trường Cuối cùng, xin bày tỏ lịng cảm ơn tới người thân gia đình, bạn bè động viên giúp đỡ để hồn thành luận văn Tóm tắt nội dung luận văn Luận văn nội dung gồm chương: Chương 1: Tổng quan giám sát dịch vụ mạng: Giới thiệu tổng quan giám sát dịch vụ mạng Chương 2: Xây dựng hệ thống giám sát dịch vụ mạng với OpenNMS: Sử dụng phần mềm thiết kế mơ hình mạng phân tán, hướng dẫn chi tiết cài đặt OpenNMS Chương 3: Triển khai thực nghiệm: Quản lý giám sát hệ thống mạng xây dựng OpenNMS Kết luận hướng phát triển: Đưa kết đạt luận văn định hướng phát triển tiếp cho giải pháp Cuối danh sách tài liệu tham khảo HỌC VIÊN Ký ghi rõ họ tên Nguyễn Thành Quân MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG BIỂU iv DANH MỤC HÌNH VẼ v MỞ ĐẦU .1 CHƯƠNG TỔNG QUAN GIÁM SÁT DỊCH VỤ MẠNG 1.1 Giới thiệu giám sát dịch vụ mạng 1.1.1 Dịch vụ mạng 1.1.2 Dịch vụ mạng phân tán .4 1.1.3 Giám sát dịch vụ mạng .5 1.1.4 Mục đích giám sát mạng 1.1.5 Giao thức quản lý mạng đơn giản 1.1.6 Các lĩnh vực giám sát mạng 1.2 Giới thiệu OpenNMS 1.2.1 Thông tin 10 1.2.2 Về khả ưu điểm quản lý mạnh mẽ 10 1.2.3 Khả linh hoạt, dễ dàng mở rộng OpenNMS 11 1.2.4 Đa dạng giao thức thu thập liệu 11 1.2.5 Dịch vụ giám sát (tùy chọn lưu trữ thời gian đáp ứng) 11 1.2.6 Quản lý kiện mạng 12 1.3 Sơ đồ cấu trúc openNMS 12 1.4 Thơng tin chi tiết khói kiến trúc OpenNMS 13 1.4.1 Eventd (Event handling daemon) 13 1.4.2 Discovery (discovery-configuration.xml) .13 1.4.3 Capsd (Capabilities daemon, capsd-configuration.xml) .13 1.4.4 Collectd (collectd-configuration.xml) 14 1.4.5 Poller (poller-configuration.xml) 14 1.4.6 RTC (Real-Time Collector) 14 1.5 Khám phá giám sát dòng chảy 15 1.6 So sánh công cụ tương tự OpenNMS – NAGIOS 16 i 1.7 Kết luận 17 1.7.1 Điểm mạnh 17 1.7.2 Nhược điểm 18 CHƯƠNG XÂY DỰNG HỆ THỐNG GIÁM SÁT DỊCH VỤ MẠNG VỚI OPENNMS 19 2.1 Thiết kế mơ hình mạng phân tán GNS3 19 2.1.1 Mô tả hệ thống mạng gồm phần tử 19 2.2 Cài đặt công cụ quản lý giám sát mạng OpenNMS 20 2.2.1 Cài đặt Java 20 2.2.2 Cài đặt PostgreSQL 21 2.2.3 Cài đặt OpenNMS 21 CHƯƠNG TRIỂN KHAI THỬ NGHIỆM HỆ THỐNG 24 3.1 Môi trường triển khai thực nghiệm 24 3.1.1 Hệ điều hành công cụ cần thiết 24 3.1.2 OpenNMS 24 3.2 Triển khai quản lý giám sát mạng OpenNMS 24 3.2.1 Mơ hình mạng 24 3.2.2 Thông số thiết bị sử dụng 24 3.3 Cấu hình thiết bị mạng 26 3.3.1 Các lệnh cấu hình 26 3.3.2 Các bước tiến hành triển khai 27 3.4 Cài đặt OpenNMS Ubuntu 16.04 29 3.4.1 Cài đặt Java 29 3.4.2 Cài đặt PostgreSQL 30 3.4.3 Cài đặt OpenNMS 31 KẾT LUẬN 45 TÀI LIỆU THAM KHẢO 46 ii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Ký hiệu Chú giải CNTT Công nghệ thông tin ICT Công nghệ thông tin truyền thông LAN Local Area Network (tiếng Anh, viết tắt LAN), "mạng máy tính cục bộ") hệ thống mạng dùng để kết nối máy tính phạm vi nhỏ (nhà ở, phòng làm việc, trường học, …) Network Monitoring systems NMS Hệ thống giám sát mạng OpenNMS NMS mở Protocol Giao thức Simple Network Management Protocol SNMP Giao thức quản trị mạng đơn giản HyperText Transfer Protocol HTTP Giao thức truyền tải siêu văn Dynamic Host Configuration Protocol DHCP Giao thức cấu hình động máy chủ File Transfer Protocol FTP Giao thức truyền tập tin Transmission Control Protocol/ Internet Protocol TCP/IP Giao thức điều khiển truyền nhận/ Giao thức liên mạng Domain Name System DNS Hệ thống phân giải tên miền iii DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1 Mô tả khối kiến trúc OPENNMS 12 Bảng So sánh điểm khác NAGIOS – OPENNMS 16 Bảng Sự giống NAGIOS – OPENNMS nhiệm vụ giám sát mạng phụ thuộc lẫn 16 Bảng Thông số Router Cisco 25 Bảng Cấu hình Router Cisco ISP 27 Bảng 3 Cấu hình Router Cisco RM-GW 27 Bảng Cấu hình Router Cisco MO-GW 28 Bảng Cấu hình PC1 28 Bảng Bảng 3.7 Cấu hình PC2 29 Bảng Bảng 3.8 Cấu hình PC3 29 Bảng Bảng 3.9 Cấu hình PC4 29 Bảng Cấu hình IP tĩnh 29 Bảng 10 Cơ sở phân loại kiện 39 Bảng 11 Các loại báo cáo biểu đồ trực quan cho quản trị viên 43 iv DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1 Dịch vụ mạng phân cấp tầng ứng dụng mơ hình OSI Hình Dịch vụ mạng phân cấp tầng ứng dụng mơ hình OSI Hình Giám sát mạng máy tính Hình Giao thức mạng đơn giản SNMP Hình Quản trị cấu hình mạng Hình Hệ thống giám sát mạng OpenNMS 10 Hình Kiến trúc OPENNMS 12 Hình Tương tác kiện 15 Hình Sự tương tác hệ thống với luồng kiện 15 Hình Mơ hình mạng phân tán 19 Hình 2 Mơ hình mạng xây dựng cơng cụ GNS3 20 Hình Đăng nhập OpenNMS 23 Hình Trình quản trị tổng quát OpenNMS sau đăng nhập 23 Hình Mơ hình xây dựng với GNS3 24 Hình Mơ hình xây dựng với GNS3 32 Hình 3 Giao diện quản trị viên OpenNMS 33 Hình Lựa chọn thêm node OpenNMS 33 Hình Điền thông tin vào node OpenNMS 34 Hình Webserver bắt bói tin HTTP 34 Hình FTPserver bắt bói tin FTP 34 Hình FTPserver bắt bói tin FTP 36 Hình Cấu hình Discovery 36 Hình 10 Cấu hình DiscoveryInclude Ranges 38 Hình 11 Cấu hình SMNP 38 Hình 12 Kiểm tra node dải mạng sau cấu hình SMNP 39 Hình 13 Theo dõi kiện xảy hệ thống 40 v - sudo nano /etc/opennms/opennms-datasources.xml - Sửa thông số user password cho phù hợp với user tạo phía Thêm JAVA_HOME để làm môi trường khởi chạy OpenNMS: - sudo nano /etc/default/opennms - Thêm giá trị sau vào file vừa mở: o JAVA_HOME=/usr/lib/jvm/java-8-openjdk-amd64/bin/java Khởi tạo liệu xem thư viện có: - sudo /usr/share/opennms/bin/install –dis Cấu hình để OpenNMS Horizon khởi động hệ thống: - sudo systemctl enable opennms - sudo systemctl start opennms Truy vào OpenNMS Web application cách vào địa sau trình duyệt web: - http://localhost:8980/opennms Hình Mơ hình xây dựng với GNS3 Đăng nhập ứng dụng user password admin:  Username: admin  Password: admin 32 Hình 3 Giao diện quản trị viên OpenNMS 3.4.3.1 Thêm node để quan sát  Chọn Quick-Add Node  Điền thông số Node cần theo dõi Hình Lựa chọn thêm node OpenNMS 33 Hình Điền thơng tin vào node OpenNMS Truy cập vào Webserver bắt gói tin HTTP Hình Webserver bắt bói tin HTTP Truy cập vào FTPserver bắt gói tin FTP Hình FTPserver bắt bói tin FTP 34 3.4.3.2 Thực nghiệm kết Thu thập thơng tin mạng OpenNMS có khả nhận biết kiện, biến cố mạng cảnh báo tới quản trị viên dựa vào SNMP Trap nhận từ cá thiết bị mạng Đơn vị quản lý OpenNMS gọi Interface, Interface đại diện cho thành phần (Element) mạng, Interface phân biệt địa IP nên chúng ln nhất, có nhiều Interface phát thiết bị, Interface gom nhóm gọi node Thu thập kiện OpenNMS gồm có hai lần thăm dị: Tìm thu thập IP thiết bị, sau nhận biết dịch vụ hỗ trợ thiết bị có IP Cũng ứng dụng quản lý mạng khác, OpenNMS sử dụng giao thức SNMP để thăm dò thu thập thơng tin hệ thống mạng Cấu hình Discovery Để quét tất Node thuộc giải IP cài đặt - Trong Admin -> Config Discovery 35 Hình FTPserver bắt bói tin FTP Hình Cấu hình Discovery 36 Để cấu hình cho phần nào, click Add new bắt đầu thêm giá trị, Delete để xóa bỏ cấu hình trước Các thành phần để cấu hình gồm: - General setting: o Initial-sleep-time: Thời gian (tính mili giây) để trình discovery bắt đầu sau khởi động xong OpenNMS, điều đảm bảo OpenNMS khởi động xong hoàn toàn o Restart-sleep-time: Thời gian (tính mili giây) quy định lần tiến hành thu thập lại toàn kiện Mặc định tiến hành thu thập lại thông tin sau 24 kể từ lần thu thập thơng tin thành cơng trước o Timeout: Khoảng thời gian (tính mili giây) để tiến trình thu thập kiện chờ đợi response từ thiết bị, khơng có response OpenNMS cho IP khơng tồn (kết hợp với tham số retries) o Retries: Số lần thăm dò đến địa IP mà khơng có hồi đáp, sau số lần cấu hình OpenNMS cho IP khơng tồn o Thread: Số lượng tiến trình sử dụng cho discovery (mặc định 1) - Specifics: Chỉ địa IP interface để OpenNMS thăm dị địa - Include URLs: Chỉ URL chứa nhiều địa IP, thay phải điền nhiều địa IP URL, bạn cần điền tên URL để OpenNMS thăm dò - Include Ranges: Chỉ dài IP (gồm có địa bắt đầu địa kết thúc) để OpenNMS thăm dị tất thiết bị có địa IP thuộc dải IP 37 - Exclude Ranges: Chỉ dải IP (gồm địa bắt đầu địa kết thúc) mà OpenNMS bỏ qua dải IP tiến hành thăm dò o Trong phần ta chọn cấu hình Include Ranges: Hình 10 Cấu hình DiscoveryInclude Ranges o Sau cấu hình xong, click Save and Restart Discovery để cập nhật thay đổi Cấu hình SNMP Trong giao diện Admin => Configure SNMP Community Name, sau nhập dải IP Hình 11 Cấu hình SMNP Sau cấu hình xong có thơng báo Và kiểm tra phần Node list ta thấy Node có dải IP mạng 38 Hình 12 Kiểm tra node dải mạng sau cấu hình SMNP Quản lý kiện (event) OpenNMS thu thập, lắng nghe 500 kiện (event) biến cố xảy hệ thống mạng, phân loại chúng theo cấp độ đưa thông tin cảnh báo chi tiết cho quản trị viên Mỗi event có UEI (Universal Event Indicator), chuỗi URI sử dụng để nhận diện event đó, Và người dùng cấu hình việc thiết lập event nằm mức nào, thay đổi ghi kiên cho phù hợp Bảng 10 Cơ sở phân loại kiện Loại kiện Cơ sở phân loại Cleared Sự kiện hết thời hạn xử lý xử lý dịch vụ phục hồi sau kiện Normal Chỉ hoạt động bình thường, khơng đưa u cầu hành động cho quản trị viên Indeterminate Sự kiện không nằm mức độ nguy hiểm Warning Sự kiện xảy yêu cầu hành động cụ thể từ quản trị viên, cảnh báo đơn Minor Một phần thiết bị (dịch vụ, khả hoạt động…) khơng hoạt động bình thường, cần ý quản trị viên Major Một thiết bị bị down có nguy cơ, cần hành động cụ thể từ quản trị viên 39 Critical Nhiều thiết bị mạng bị ảnh hưởng event đó, cần phải khắc phục Để xem event, chọn Event, kiện xảy hệ thống thời gian gần trước đó: Hình 13 Theo dõi kiện xảy hệ thống Cấu hình kiện quản lý kiện Trong menu chính, click thao tác sau Admin > Configure Notifications > Configure Event Notifications, tạo cảnh báo cho kiện, chỉnh sửa cảnh báo kiện Muốn chỉnh sửa hình thức cảnh báo nào, chọn Edit Hình 14 Cấu hình cảnh báo cho kiện (xây dựng rule) 40 Quản lý theo Node cụ thể Bước 1: Chọn Quick-Add Node Hình 15 Lựa chọn thêm Node thông qua Quick Add Node Bước 2: Điền thơng số Node cần theo dõi Hình 16 Điền thông số Node cần theo dõi 41 Bước 3: Truy cập vào Webserver bắt gói tin HTTP Hình 17 Truy cập vào Webserver bắt gói tin HTTP Bước 4: Khi Webserver xảy vấn đề đưa cảnh báo Hình 18 Webserver đưa cảnh báo có vấn đề Bước 5: Truy cập vào FTPserver bắt gói tin FTP Hình 19 Truy cập vào FTPserver bắt gói tin FTP 42 Resource Graphs Performance Reports Báo cáo Trên sở phân tích liệu thu được, OpenNMS đưa báo cáo dạng biểu đồ trực quan dễ đọc cho quản trị viên, thông tin hiển thị biểu đồ/báo cáo gồm thông tin thời gian đáp ứng (ICMP, SNMP, HTTP, POP3…), tình hình hoạt động node/Interface, xuất báo cáo dạng HTML, PDF SVG: Bảng 11 Các loại báo cáo biểu đồ trực quan cho quản trị viên Loại báo cáo Mô tả chung Đưa cách biểu đồ thời gian phản hồi, liệu thu thập từ node quản lý hệ thống mạng Đưa biểu đồ/báo cáo hiệu Node Reports Đưa biểu dồ/báo cáo hoạt động Interface Domain Reports Đưa biểu dồ/báo cáo hoạt động domain Database Report Đưa biểu dồ/báo cáo hoạt động database Statistics Cho phép lập lịch tạo báo cáo Hình 20 Báo cáo thời gian hồi đáp HTTP Interface 43 Hình 21 Báo cáo thời gian hồi đáp ICMP Interface Tại menu Reports, tìm kiếm theo tên (một vài kí tự có tên Interface/node), sau click Rescource Graphs để bắt đầu tạo biểu đồ theo dõi, click KSC Performance, Nodes, Domains để xem chi tiết báo cáo (bằng biểu đồ) hiệu node, domain Tại biểu đồ, tùy chỉnh để hiển thị thông tin theo ý muốn cách Click Custom Graph, nhập vào tên, kiểu hiển thị báo cáo (các kiểu hiển thị có sẵn), khoảng thời gian cụ thể, độ ưu tiên biểu đồ báo cáo 44 KẾT LUẬN Những kết đạt Luận văn trình bày tổng quan quản lý giám sát mạng máy tính nói chung việc sử dụng công cụ OpenNMS hỗ trợ việc quản trị Đưa ưu, nhược điểm công cụ OpenNMS Ngồi có tìm hiểu so sánh với công cụ quản trị giám sát mạng máy tính khác NAGIOS Với khó khăn việc xây dựng phần cứng hệ thống mạng máy tính thực thi hóa mơ hệ thống mạng thơng qua GNS3 Giúp quản trị viên hình dung bước thao tác setup hệ thống cài đặt thực nghiệm sát với thực tế Sau hoàn thiện báo cáo này, cá nhân tơi mong muốn người đọc có thêm kiến thức cần thiết quan trọng có thêm lựa chọn việc sử dụng công cụ quản trị mạng Giúp công cụ mã nguồn mở phát triển thêm thu hút đơng đảo cộng đồng mạng máy tính Trong báo cáo chắn có nhiều thiếu sót, mong nhận ý kiến đóng góp thầy cô bạn đọc Hướng phát triển Hướng tới xây dựng mạng máy tính thực tế với số lượng phần tử tham gia vào hệ thống khoảng 20.000 Phát triển modul công cụ tối ưu việc quản trị giám sát mạng máy tính Có thể ứng dụng mơ hình linh hoạt doanh nghiệp đa lĩnh vực, đặc biệt đa dạng thiết bị phần cứng 45 TÀI LIỆU THAM KHẢO Jeremiah, K.J., 2004 OpenNMS How to, ed K Jeremiah, OpenNMS Group Inc, NC OpenNMS 2009, OpenNMS User Guide, 1.9.0th edn, OpenNMS Group Inc, Pittsboro, NC OpenNMS Architecture Introduction (Discovery & Monitor) Truy cập ngày 03 tháng 02 năm 2013, http://oopsmonk.github.io/ _posts/2013-02-03OpenNMSArchitectureIntroduction OpenNMS, 2010 Features list – OpenNMS Truy cập ngày 22 tháng 10 năm 2010, http://www.opennms.org/wiki/Features_List OpenNMS, 2010 Official Documentation – OpenNMS Truy cập ngày 22 tháng 10 năm 2010, http://www.opennms.org/wiki/ Official_Documentation Vũ, Trí Dũng 2010, Bài giảng môn Quản trị hệ thống mạng, ed VT Dũng, Đại học Công nghệ thông tin, HCM What Is Network Monitoring? Truy cập ngày 31 tháng 01 năm 2020, https://www.lifewire.com/what-is-network-monitoring-817816 46 ... CHƯƠNG TỔNG QUAN GIÁM SÁT DỊCH VỤ MẠNG 1.1 Giới thiệu giám sát dịch vụ mạng 1.1.1 Dịch vụ mạng 1.1.2 Dịch vụ mạng phân tán .4 1.1.3 Giám sát dịch vụ mạng .5... CHƯƠNG TỔNG QUAN GIÁM SÁT DỊCH VỤ MẠNG 1.1 Giới thiệu giám sát dịch vụ mạng 1.1.1 Dịch vụ mạng Dịch vụ mạng hiểu ứng dụng chạy tầng ứng dụng mơ hình mạng OSI Chức dịch vụ mạng gồm: cung cấp lưu... Tổng quan giám sát dịch vụ mạng: Giới thiệu tổng quan giám sát dịch vụ mạng Chương 2: Xây dựng hệ thống giám sát dịch vụ mạng với OpenNMS: Sử dụng phần mềm thiết kế mơ hình mạng phân tán, hướng