Mạng riêng ảo đa điểm động - giải pháp bảo mật mạng cho doanh nghiệp

Tường Minh
04/07/2022 15:27
D

Mạng riêng ảo đa điểm động (Dynamic Multipoint Virtual Private Network - DMVPN) được nghiên cứu và đưa ra bởi Cisco. DMVPN cung cấp giải pháp bảo mật giống như công nghệ VPN truyền thống và có thêm ưu điểm về khả năng mở rộng tốt, linh hoạt trong triển khai [1]. Bài viết này sẽ trình bày về kiến trúc, mô hình cài đặt, cách thức hoạt động của DMVPN. Đồng thời đưa ra nhận xét và khuyến nghị về việc đưa ra lựa chọn tối ưu cho triển khai DMVPN trong bảo mật mạng cho doanh nghiệp.

KHÁI NIỆM, MÔ HÌNH TRIỂN KHAI

Trong hệ thống các mạng công nghiệp ngày nay, mạng riêng ảo áp dụng cho các doanh nghiệp, tổ chức được sử dụng phổ biến với mục tiêu xây dựng kênh truyền bảo mật bằng các kỹ thuật mật mã. Tuy nhiên, cấu hình mạng riêng ảo sẽ trở nên phức tạp khi số lượng chi nhánh mạng của doanh nghiệp hay tổ chức tăng thêm. Để có thể đơn giản việc cấu hình và giảm tải chi phí vận hành và bảo trì, giải pháp DMVPN của Cisco đã được đưa ra để giải quyết những vấn đề này.

DMVPN là sự kết hợp của các công nghệ: IPSec, mGRE và NHRP, là một giải pháp phần mềm tích hợp trên hệ điều hành IOS của các thiết bị phần cứng Cisco dùng để xây dựng IPSec+GRE VPN dễ dàng và có khả năng mở rộng hơn. Đây là công nghệ mạng riêng ảo có thể thực hiện kết nối số lượng lớn các mạng ở các vị trí địa lý khác nhau một cách linh hoạt và tự động [2].

Hình 1. Mô hình chung của DMVPN

Hình 2. Hub và Spoke cấu trúc liên kết đường hầm mGRE

Hình 3. Thiết lập NHRP trong DMVPN

Trong Hình 1, mô hình DMVPN bao gồm những thành phần chính sau:

- Hub: Đặt tại trung tâm (mạng trụ sở chính) và đóng vai trò là VPNgetway chính trong DMVPN. Hub thường là các thiết bị Router, tường lửa Cisco có tài nguyên phần cứng mạnh chịu tải tốt.

- Spoke: Nằm tại các mạng LAN chi nhánh và vai trò là các VPNgetway phụ. Tương tự như Hub, Spoke cũng là thiết bị Cisco nhưng có tài nguyên hạn chế hơn. Việc triển khai DMVPN là việc tạo các đường hầm bảo mật giữa các Spoke với Hub và các Spoke với nhau. Và điều này tương ứng với hai kiến trúc của DMVPN là:

- Static Hub-Spoke VPN Tunnel: Thực hiện kết nối đường hầm bảo mật tĩnh giữa Hub và Spoke.

- Dynamic Spoke-Spoke VPN Tunnel: Thực hiện kết nối đường hầm bảo mật động giữa Spoke và Spoke.

Trong Hình 1 còn có thành phần là Internet Cloud, đây là nền tảng mạng mà nhà cung cấp dịch vụ mạng (ISP) hỗ trợ. Nền tảng mạng này tương thích với DMVPN là Frame-Reply, ATM, Leased Lines, MPLS.

CÁCH HOẠT ĐỘNG CỦA DMVPN

Giao thức triển khai DMVPN DMVPN được xây dựng bởi các giao thức khác nhau có độ an toàn cao khi truyền dữ liệu trên nhiều nền tảng mạng khác nhau. Các giao thức thành phần của DMVPN bao gồm: mGRE, NHRP, IPsec (tùy chọn), RP, được giải thích cụ thể như sau:

mGRE (Multipoint Generic Routing Encapsulation)

GRE (Generic Routing Encapsulation) là giao thức được phát triển bởi Cisco. Giao thức này sẽ đóng gói gói tin tạo thành đường hầm ảo để kết nối điểm - điểm trên hạ tầng mạng công cộng.

mGRE tạo ra nhiều đường hầm ảo. Kết nối điểm - điểm GRE: Hub - Spoke, Spoke - Spoke (Hình 2). mGRE có ưu điểm là chỉ sử dụng một Interface đơn cho tất cả các đường hầm GRE [3].

NHRP (Next Hop Resolution Protocol)

Trong DMVPN, việc cài đặt giao thức NHRP (Giao thức phân giải Next Hop) để tạo lập mô hình mạng Client - Server. Cụ thể là Router Hub đóng vai trò hoạt động như Server và các Router Spoke còn lại hoạt động như Client. Trong thiết lập NHRP (Hình 3) cần lập lịch kết nối từ các Router Spoke tới Router Hub và cần xác định những Router Spoke được thiết lập kết nối động [3].

IPSec (Internet Protocol Security)

Việc cài đặt giao thức IPSec trong DMVPN được coi là một tuỳ chọn với mục đích là bảo mật các đường hầm dữ liệu được triển khai trong mạng này.

IPSec là giao thức thiết lập đường hầm truyền dữ liệu có bảo mật kết nối các mạng LAN (Hình 4) tại các vị trí địa lý khác nhau trên nền mạng công cộng (Internet, 4G…). IPSec cung cấp các dịch vụ an toàn thông tin như bí mật, xác thực, toàn vẹn thông qua việc sử dụng các giao thức trao đổi khóa, thuật toán mã khối (AES, 3DES…), mã xác thực thông báo cho DMVPN [4].

Hình 4. Mô hình IPSec

Bộ giao thức IPSec được xây dựng cho cả IPv4 và IPv6. Gói tin được xử lý trong IPSec thông qua một trong hai giao thức là:

- Encapsulating Security Payload - ESP: Thực hiện mã hóa dữ liệu, xác thực nội dung gói tin. Cung cấp khả năng chống lại kiểu tấn công phát lại và đảm bảo dịch vụ bí mật, xác thực, toàn vẹn cho gói tin truyền nhận.

- Authentication header - AH: Thực thi cơ chế xác thực gói tin và cơ chế chống lại kiểu tấn công phát.

- Giao thức trao đổi thoả thuận khoá: IKEv1/ IKEv2 (Internet Key Exchange) có nhiệm vụ là xác thực các thực thể và thiết lập các liên kết an toàn (Security Association - SA), thỏa thuận khoá phiên cho IPSec.

Hình 5. Gói tin ESP trong chế độ Transport và Tunnel mode

Giao thức ESP

Giao thức ESP cung cấp dịch vụ bảo mật, tính toàn vẹn dữ liệu, xác thực nguồn gốc dữ liệu nơi gửi và chống tấn công phát lại. ESP hoạt động ở hai chế độ là: Transport Mode Packet hoặc Tunnel Mode Packet được thể hiện như Hình 5.

ESP sử dụng mã khối ở chế độ CBC (Cipher Block Chaining - CBC) thường gặp là AES - CBC để bảo mật dữ liệu.

Giao thức AH

Giao thức tiêu đề xác thực AH phiên bản mới nhất được mô tả trong RFC 2042. Một gói tin AH như trong Hình 6 chứa phần header xác thực nguồn tin giữa các header của giao thức IP và TCP.

AH cung cấp các dịch vụ an toàn trong việc bảo vệ toàn vẹn dữ liệu, xác thực nguồn gốc dữ liệu và chống lại các tấn công phát lại. AH có khả năng xác thực, kiểm tra tính toàn vẹn dữ liệu. Tuy nhiên, giao thức này không thực hiện mã hóa dữ liệu, đây là điểm khác biệt so với ESP.

RP (Routing Information Protocol)

Trong DMVPN không thể thiếu được các giao thức định tuyến đóng vai trò chỉ đường cho các luồng dữ liệu. Các giao thức định tuyến được sử dụng phổ biến trong DMVPN là Open Shortest Path First (OSPF) và Enhance Interio Gateway Routing Protocol (EIGRP).

Cách thức hoạt động

DMVPN được thiết lập và hoạt động theo ba Phase [5]:

- Phase 1: Trong phase 1 các Spoke trong DMVPN phải thực hiện đăng ký với Hub. Tiến hành thực thi các đường hầm kết nối GRE từ các Spoke đến Hub. Các Spoke trong phase này sẽ không có kết nối trực tiếp nào với nhau mà chỉ có kết nối tới Hub. Có nghĩa, Hub đóng vai trò trung tâm hệ thống mạng trong phase này mọi dữ liệu sẽ trung chuyển qua Hub.

Hình 6. Gói tin AH trong chế độ Transport và Tunnel Mode

- Phase 2: Phase này thực hiện triển khai các đường hầm mGRE giữa các Spoke với nhau. Hub đóng vai trò trung tâm điều khiển, tức là Spoke nào muốn thiết lập mGRE với Spoke khác phải gửi yêu cầu tới Hub. Điều này dẫn tới việc xây dựng đường hầm dữ liệu giữa các Spoke diễn ra một cách linh hoạt khi có nhu cầu và luồng dữ liệu sẽ được chuyển tiếp tới Spoke đối tác và không cần qua Hub, đây là điểm khác biệt giữa phase 2 so với phase 1. Trong giai đoạn này có thể triển khai tuỳ chọn IPSec để bảo mật dữ liệu giữa Spoke-Spoke, Spoke-Hub.

- Phase 3: Trong Phase 3, những đường hầm Spoke - Spoke được triển khai có thể sử dụng các địa chỉ IP Public được cấp phát động thông qua giao thức NHRP (redirect and shortcuts) từ Hub.

LỢI ÍCH CỦA DMVPN SO VỚI MẠNG VPN TRUYỀN THỐNG

Về vấn đề bảo mật

Công nghệ DMVPN và VPN truyền thống sử dụng cùng một giao thức bảo mật dữ liệu đường truyền là IPSec.

Các tính năng khác

Ngoài việc linh hoạt mở rộng, những mạng IPSec VPN, DMVPN còn có những ưu điểm hơn so với VPN như sau [5]:

- Cơ chế điều khiển trung tâm bởi Hub cung cấp khả năng linh hoạt trong triển khai đường hầm tự động Spoke - to - Spoke. Cho phép việc mở rộng mạng riêng ảo cho các nhánh mạng mới của doanh nghiệp ở các vị trí địa lý khác nhau được dễ dàng, chi phí thấp.

- Hỗ trợ nhiều giao thức định tuyến như OSPF, EIGRP... giúp DMVPN triển khai đồng bộ trên hạ tầng mạng của nhiều nhà cung cấp dịch vụ mạng khác nhau.

- DMVPN hỗ trợ nhiều cơ chế nâng cao chất lượng dịch vụ (QoS), đặc biệt hỗ trợ các chính sách QoS động tự động với các chính sách QoS có sẵn ứng dụng lên các tunnel khi chúng được thiết lập.

- DMVPN tích hợp mã hóa bên trong máy chủ VPN hỗ trợ cân bằng tải hoặc được phân phối trên các bộ định tuyến VPN đầu cuối.

- Với doanh nghiệp lớn có nhiều chi nhánh thì DMVPN hỗ trợ thiết lập các IPSec VPN được linh hoạt và tiết kiệm hơn so với VPN truyền thống do sử dụng mGRE trong phase của DMVPN.

- Hỗ trợ các Spoke Router với những địa chỉ IP vật lý động (được cấp bởi ISP).

Bên cạnh những ưu điểm nêu trên thì DMVPN còn có nhược điểm hơn so với VPN thông thường là tăng độ trễ và độ hội tụ.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Roumaissa Khelf (1), Nacira Ghoualmi-Zine (2), A Survey on Dynamic Multipoint Virtual Private Networks.

2. Dynamic Multipoint VPN (DMVPN) Design Guide, Corporate Headquarters Cisco Systems Inc., 2006.

3. International Journal of Computer Science and Information Security (IJCSIS), Vol. 16, No. 8, August 2018.

4. FC2406, IP Encapsulating Security Payload (ESP).

5. Rahul Awti, Dynamic multipoint (DMVPN), techtarget. com, October, 2021.

Theo An toàn Thông tin

http://antoanthongtin.vn/gp-atm/mang-rieng-ao-da-diem-dong---giai-phap-bao-mat-mang-cho-doanh-nghiep-108124

Bình luận

Tối thiểu 10 chữ Tiếng việt có dấu Không chứa liên kết

Gửi bình luận

Tin cùng chuyên mục

Ổ cứng Kingston XS1000 SSD được vinh danh tại Red Dot 2024

Ổ cứng Kingston XS1000 SSD được vinh danh tại Red Dot 2024

Cisco: tăng tốc chuyển đổi số

Cisco: tăng tốc chuyển đổi số

VNPT eDiGx: đưa hồ sơ giấy 'lên mây'

VNPT eDiGx: đưa hồ sơ giấy 'lên mây'

OpenAI phản bác Elon Musk về quyền riêng tư của Apple Intelligence

OpenAI phản bác Elon Musk về quyền riêng tư của Apple Intelligence

MediaTek trong cuộc cạnh tranh Chip PC

MediaTek trong cuộc cạnh tranh Chip PC

Grab mở rộng tính năng mới để hỗ trợ đối tác

Grab mở rộng tính năng mới để hỗ trợ đối tác

Synology đã mang gì đến COMPUTEX 2024?

Synology đã mang gì đến COMPUTEX 2024?

Computex 2024: ViewSonic mang đến hệ sinh thái hình ảnh toàn diện

Computex 2024: ViewSonic mang đến hệ sinh thái hình ảnh toàn diện

COMPUTEX 2024: MediaTek tích hợp NVIDIA TAO ToolKit vào NeuroPilot SDK, thúc đẩy phát triển AI biên trong IoT

COMPUTEX 2024: MediaTek tích hợp NVIDIA TAO ToolKit vào NeuroPilot SDK, thúc đẩy phát triển AI biên trong IoT

Cisco AI Nexus HyperFabric, đơn giản hóa cơ sở hạ tầng trung tâm dữ liệu dành cho AI tạo sinh

Cisco AI Nexus HyperFabric, đơn giản hóa cơ sở hạ tầng trung tâm dữ liệu dành cho AI tạo sinh

Synology ActiveProtect: thiết bị bảo vệ dữ liệu doanh nghiệp hiệu quả

Synology ActiveProtect: thiết bị bảo vệ dữ liệu doanh nghiệp hiệu quả

Sản phẩm AI của VinBigdata đạt chứng nhận của FDA, chính thức tiến vào thị trường Mỹ

Sản phẩm AI của VinBigdata đạt chứng nhận của FDA, chính thức tiến vào thị trường Mỹ

Tin mới cập nhật

Ổ cứng Kingston XS1000 SSD được vinh danh tại Red Dot 2024

Ổ cứng Kingston XS1000 SSD được vinh danh tại Red Dot 2024

5 thách thức đe dọa thành công của mạng vệ tinh

5 thách thức đe dọa thành công của mạng vệ tinh

Quản trị nhân lực xanh trong bối cảnh chuyển đổi số

Quản trị nhân lực xanh trong bối cảnh chuyển đổi số

Kiki Auto có thêm tính năng mới cho mùa EURO 2024

Kiki Auto có thêm tính năng mới cho mùa EURO 2024

Viettel đạt chứng nhận quốc gia cho thiết bị 5G

Viettel đạt chứng nhận quốc gia cho thiết bị 5G

Kaspersky chia sẻ cách chống lại những hình thức tấn công mạng mới

Kaspersky chia sẻ cách chống lại những hình thức tấn công mạng mới

Cisco: tăng tốc chuyển đổi số

Cisco: tăng tốc chuyển đổi số

Khách sạn Vignette Collection chính thức ra mắt tại Hội An

Khách sạn Vignette Collection chính thức ra mắt tại Hội An

Apple đối mặt với các vấn đề 'rất nghiêm trọng' theo quy định kỹ thuật số của EU

Apple đối mặt với các vấn đề 'rất nghiêm trọng' theo quy định kỹ thuật số của EU

Đổi mới sáng tạo là động lực thúc đẩy phát triển báo chí trong giai đoạn hiện nay

Đổi mới sáng tạo là động lực thúc đẩy phát triển báo chí trong giai đoạn hiện nay

VNPT eDiGx: đưa hồ sơ giấy 'lên mây'

VNPT eDiGx: đưa hồ sơ giấy 'lên mây'

vivo tự hào là smartphone chính thức của UEFA Euro 2024

vivo tự hào là smartphone chính thức của UEFA Euro 2024

Tin đọc nhiều

Ổ cứng Kingston XS1000 SSD được vinh danh tại Red Dot 2024

Ổ cứng Kingston XS1000 SSD được vinh danh tại Red Dot 2024

Cisco: tăng tốc chuyển đổi số

Cisco: tăng tốc chuyển đổi số

VNPT eDiGx: đưa hồ sơ giấy 'lên mây'

VNPT eDiGx: đưa hồ sơ giấy 'lên mây'

Lenovo ra mắt loạt máy trạm di động mới với ứng dụng AI

Lenovo ra mắt loạt máy trạm di động mới với ứng dụng AI

'Cuộc chiến' Apple - Epic: 'Táo khuyết' có thể không phải thay đổi gì trên App Sore

'Cuộc chiến' Apple - Epic: 'Táo khuyết' có thể không phải thay đổi gì trên App Sore

Hàng loạt Macbook M1 tự dưng vỡ màn hình, Apple có đồng ý bảo hành?

Hàng loạt Macbook M1 tự dưng vỡ màn hình, Apple có đồng ý bảo hành?

Gỡ bỏ game không phép, game cờ bạc: Google Play đạt tỷ lệ 92%, Apple dưới 30%

Gỡ bỏ game không phép, game cờ bạc: Google Play đạt tỷ lệ 92%, Apple dưới 30%

Facebook khởi kiện NSO vì xâm nhập khai thác thông tin người dùng

Facebook khởi kiện NSO vì xâm nhập khai thác thông tin người dùng

Xây dựng đô thị thông minh nhìn từ kinh nghiệm của Thừa Thiên Huế

Xây dựng đô thị thông minh nhìn từ kinh nghiệm của Thừa Thiên Huế

Lotus - Mạng xã hội sử dụng công nghệ nào cho Nhà phát triển nội dung

Lotus - Mạng xã hội sử dụng công nghệ nào cho Nhà phát triển nội dung

Video xem nhiều

Ford F-150 Lightning 2022 ra mắt: Bán tải chạy điện giá khởi điểm chưa đến 40 nghìn USD

Ford F-150 Lightning 2022 ra mắt: Bán tải chạy điện giá khởi điểm chưa đến 40 nghìn USD

Isuzu Mu-X 2021 hoàn toàn mới: Thiết kế hiện đại và đầy công nghệ

Isuzu Mu-X 2021 hoàn toàn mới: Thiết kế hiện đại và đầy công nghệ

Honda MSX 125 Grom 2021 mẫu xe côn tay phiên bản đường đua

Honda MSX 125 Grom 2021 mẫu xe côn tay phiên bản đường đua

Clip: Khuyến cáo đối với người lao động, người làm việc, người bán hàng tại khu dịch vụ trong dịch Covid-19

Clip: Khuyến cáo đối với người lao động, người làm việc, người bán hàng tại khu dịch vụ trong dịch Covid-19

Geneva Motor Show 2020: Bentley hé lộ siêu xe Bacalar triệu đô

Geneva Motor Show 2020: Bentley hé lộ siêu xe Bacalar triệu đô

Lộ diện siêu xe hypercar Czinger 21C tăng tốc 0-100km/h chưa tới 2 giây

Lộ diện siêu xe hypercar Czinger 21C tăng tốc 0-100km/h chưa tới 2 giây

“Rắn tiên tri” dự đoán đội tuyển Việt Nam thắng Thái Lan

“Rắn tiên tri” dự đoán đội tuyển Việt Nam thắng Thái Lan

Xe máy điện VinFast được CNN chọn là 1 trong 5 biểu tượng mới của Hà Nội

Xe máy điện VinFast được CNN chọn là 1 trong 5 biểu tượng mới của Hà Nội

Làm thế nào để nâng cao tương tác giữa loa và phòng nghe hiệu quả

Làm thế nào để nâng cao tương tác giữa loa và phòng nghe hiệu quả

Trực tiếp: Apple ra mắt Iphone 11 tại Cupertino, California, Mỹ

Trực tiếp: Apple ra mắt Iphone 11 tại Cupertino, California, Mỹ

Sếp nhà bán lẻ làm lộ ngày bán iPhone 11

Sếp nhà bán lẻ làm lộ ngày bán iPhone 11

5G thay đổi tương lai của bạn như thế nào?

5G thay đổi tương lai của bạn như thế nào?

Bàn về tầm nhìn và các trụ cột của công nghệ thông tin di động 6G
04/03/2022
Chip xử lý A15 Bionic của Apple có gì mới
15/09/2021
Sex Education mùa 3 được Netflix công chiếu vào 17/9
14/09/2021
iPhone 13 không thay đổi nhiều về ngoại hình, camera được nâng cấp mạnh
13/09/2021
Cách xem trực tiếp sự kiện ra mắt iPhone 13 và Apple Watch 7
10/09/2021
VNEID của Bộ Công an khác các ứng dụng đang được vận hành?
10/09/2021
'Cái tôi' thời 4.0 và tính hai mặt của mạng xã hội
04/09/2021
'Muôn màu' cảm xúc của trẻ trong ngày khai giảng online
24/08/2021
Chủ tịch Chu Ngọc Anh giải toả 'ách tắc' về Giấy đi đường cho người dân Thủ đô
10/08/2021
Hàng loạt Macbook M1 tự dưng vỡ màn hình, Apple có đồng ý bảo hành?
02/08/2021
6 bộ phim hay nhất để xem trên VieON
29/01/2021
Bắc Ninh: Không ký kết triển khai dự án Owifi 5G với CSE Singapore
27/06/2020
Bị World Bank cấm dự thầu 7 năm, công ty Sao Bắc Đẩu thừa nhận sai sót
27/06/2020
Wefinex - Mô hình hoạt động đa cấp "đội lốt" đầu tài chính trên mạng internet
10/06/2020
Khai trừ MISA khỏi Câu lạc bộ Chữ ký số và Giao dịch điện tử Việt Nam
27/05/2020
Chuyển đổi số - Nên hiểu như thế nào cho đúng
25/05/2020
Chống thất thu thuế là thách thức lớn đối với nền kinh tế số
29/04/2020
Cách chuyển tập tin sang máy tính mới
10/11/2019
VNPT, MobiFone, VTC sẽ hoàn thành cổ phần hóa trước năm 2021
20/08/2019
5G thay đổi tương lai của bạn như thế nào?
26/07/2019
Nhận diện hành vi lừa đảo trên không gian mạng
25/07/2019
Truyền hình OTT - Hướng đi mới của các “nhà Đài”
24/07/2019