Консилиум с D-Link: базовая настройка управляемого сетевого оборудования

Всем доброго времени суток!

На сегодняшний день в непростой эпидемиологической ситуации система высшего образования и науки переживает трансформацию. Формируется гибридное обучающее пространство, позволяющее гармонично сочетать форматы дистанционного и очного обучения. Специфика работы большинства IT-специалистов позволяет без труда перейти на удаленный формат. Однако, не каждому человеку удается при этом сохранить продуктивность и позитивный настрой на длительной дистанции. Чтобы внести разнообразие в процесс обучения студентов, было принято решение о записи видеоконсилиумов – небольших обзорных и прикладных лекций в виде дискуссии с ведущими экспертами определенной предметной области.

Ключевые темы обсуждений посвящены информационно-коммуникационным технологиям: от системного и сетевого администрирования до кибербезопасности и программирования. Не обойдем стороной и юридические аспекты работы в IT, становление бизнеса в нашей индустрии и привлечение инвестиций (в том числе грантов и субсидий). Дополнительно рассмотрим материал о системе высшего образования и науки, в том числе возможности бесплатного обучения за границей.

Итак, один из первых консилиумов мы решили посвятить теме «Базовая настройка управляемого сетевого оборудования» и пригласили на него одного из ведущих мировых лидеров и производителей сетевых решений корпоративного класса, а также профессионального телекоммуникационного оборудования – компанию D-Link.

Представим, что перед нами стоит задача базовой настройки управляемого сетевого оборудования (от коммутатора и маршрутизатора до комплексного межсетевого экрана). Стоит отметить, что каждое устройство функционирует на определенных уровнях стека протоколов TCP/IP и выполняет соответствующий функционал. Рассматривать последовательность настройки мы будем от коммутаторов, постепенно переходя к более сложным функциям и технологиям, которые присущи маршрутизаторам и межсетевым экранам. При этом базовые этапы и рекомендации будут оставаться полезными.

Управляемые сетевые устройства можно конфигурировать посредством следующих инструментов и технологий:

• локально: например, через консольный порт (RS-232);
• удаленно, используя следующие протоколы:

1. Telnet (англ. Teletype Network) — сетевой протокол для реализации текстового интерфейса по сети;
2. SSH (англ. Secure Shell — «безопасная оболочка») — сетевой протокол прикладного уровня, позволяющий производить удалённое управление операционной системой и туннелирование TCP-соединений;
3. HTTP (англ. HyperText Transfer Protocol) – протокол передачи данных, определяющий формат приема и передачи сообщений при взаимодействии браузера и веб-сервера. Управление сетевым устройством осуществляется через Web-интерфейс;
4. HTTPS (англ. HyperText Transfer Protocol Secure) – расширение протокола HTTP, которое поддерживает шифрование. Управление сетевым устройством осуществляется через Web-интерфейс;
5. и др.

Рассмотрим базовый алгоритм настройки управляемого сетевого оборудования после подключения к нему:

1. обновляем прошивку устройства, предварительно создав резервную копию действующего программного обеспечения и настроек. Стоит отметить, что рекомендуется последовательно устанавливать обновления;
2. отключаем небезопасные протоколы удаленного доступа (например, Telnet). В них не предусмотрено использование шифрования и проверки подлинности данных и субъекта взаимодействия;
3. задействуем защищенный протокол HTTPS вместо HTTP для шифрования управляющего трафика, самостоятельно сгенерируем сертификат, поменяем порт на любой нестандартный. Для защиты данных применяется шифрование с использованием криптографических протоколов SSL (англ. Secure Sockets Layer) или TLS (англ. Transport Layer Security). В качестве информации для проверки подлинности узлов используется информация в виде SSL сертификатов (хотя протокол допускает и другие варианты). Стоит отметить, что рекомендуется администрирование устройств через консоль по безопасным протоколам передачи данных (например, SSH внутри VPN). Веб-интерфейс – запасной или альтернативный путь;
4. изменяем пароль на криптоустойчивый – содержащий более 25 символов различной комбинации, рекомендуется генерировать не вручную, а специализированными средствами. Например, используя утилиту Keepass. Дополнительно также рекомендуется и сменить пользователя, отключив отображение его имени при диалоговом окне аутентификации (в случае наличия такой возможности);
5. устанавливаем лимит временной блокировки при неправильном вводе пароля (неуспешной аутентификации);
6. задействуем NTP (англ. Network Time Protocol — протокол сетевого времени) — сетевой протокол для синхронизации внутренних часов устройства с использованием сетей с переменной латентностью. Поддержание логов с актуальными временными метками упростит в дальнейшем расследование инцидентов;
7. инициализируем расширенное логирование событий, не забывая устанавливать квоту на 30% свободного информационного пространства. Для централизованного сбора информации можно задействовать Rsyslog;
8. подключаем протоколы сбора информации и управления сетью. В базовом варианте: протокол SNMP (англ. Simple Network Management Protocol — простой протокол сетевого управления) — стандартный Интернет-протокол для управления устройствами в IP-сетях на основе архитектур TCP/UDP. Следует использовать последнюю версию протокола, так как она предоставляет дополнительный функционал по безопасности: шифрует пакеты для предотвращения перехвата несанкционированным источником, обеспечивает аутентификацию и контроль целостности сообщений. Стоит отметить, что не следует использовать данную технологию в корпоративных сетях, где критически важен высокий уровень безопасности, т.к. технология уязвима;
9. задействуем протокол SMTP (англ. Simple Mail Transfer Protocol -простой протокол передачи почты) — широко используемый сетевой протокол, предназначенный для передачи электронной почты в сетях TCP/IP. Настроим отправку уведомлений на наш адрес электронной почты;
10. сконфигурируем технологию Port Security. Это функция позволяет «привязать» MAC-адреса хостов к портам сетевого устройства. В случае несоответствия информационного потока правилам кадры отбрасываются.
    Для более глубокого понимания рассмотрим более подробно работу коммутаторов. Коммутаторы получают входящие кадры (дейтаграммы канального уровня) и передают их по исходящим каналам. Продвижение информационных потоков производится на основе алгоритма прозрачного моста, который описывается в стандарте IEEE 802.1D. Рассмотрим работу данного алгоритма.
    Перенаправление кадров осуществляется при помощи таблицы коммутации / продвижения информационных потоков (англ. FDB). Эта таблица содержит записи для некоторых узлов сети. Запись состоит из MAC-адреса узла, номера интерфейса, который ведет к узлу, и времени добавления этой записи в таблицу. Заполнение таблицы коммутации происходит на основании пассивного наблюдения за трафиком в подключенных к портам коммутатора сегментах.
    Предположим, что на какой-либо интерфейс коммутатора поступает кадр с неким адресом получателя, после чего он выполняет проверку своей таблицы коммутации. Далее в зависимости от результата проверки возможны три случая:
    I. в таблице отсутствует запись, соответствующая адресу получателя кадра. В этом случае копия кадра перенаправляется на все интерфейсы, исключая тот, с которого был получен кадр;
    II. таблица содержит запись, связывающую адрес получателя с интерфейсом, на который поступил данный кадр. В этом случае кадр отбрасывается;
    III. таблица содержит запись, связывающую адрес получателя с другим интерфейсом. В данном случае кадр перенаправляется на интерфейс, связанный с адресом получателя;
    Соответственно, информация из данной таблицы может быть использована для ограничения доступа к среде передачи данных.
11. настроим IP-Binding (часто именуется производителями IP-MAC-Binding). Заранее обозначим строгое соответствие IP и MAC-адресов, в случае несовпадения данных параметров в информационном потоке – он отбрасывается;
12. инициализируем ACL (англ. Access Control List) – список контроля доступа, определяющий разрешения или запреты на взаимодействие объектов по сети. В качестве параметров используются либо MAC, либо IP-адреса в зависимости от уровня оборудования;
13. подключаем дополнительное профилирование доступа в виде черных и белых списков;
14. сегментируем трафик. Данный процесс можно произвести делением корпоративной сети на подсети или использовать виртуальную сегментацию трафика посредством VLAN (англ. Virtual Local Area Network);
15. задействуем протокол связующего/покрывающего древа (англ. Spanning Tree Protocol, существуют версии STP, RSTP, MSTP). Используется для автоматической идентификации и исключения петель (дублирующих маршрутов). При первоначальном включении необходимо задать иерархию древа сети: выбрать корневой коммутатор и корневые порты. В случае выхода из строя основных каналов связи автоматически будут задействованы резервные;
16. организуем зеркалирование трафика – его перенаправление с одного порта или группы портов коммутатора на другой порт этого же устройства или на удаленный хост. Такие технологии именуются локальным и удаленным зеркалированием соответственно. Определенными структурами и злоумышленниками этот инструмент может использоваться для тотального контроля. А честными специалистами — для поиска неисправностей и монтирования датчиков системы обнаружения и предотвращения вторжений;
17. активируем технологии централизованного мониторинга и управления сетью. Инструменты позволяют организовывать и управлять виртуальным стеком оборудования через единый IP-адрес;
18. настраиваем защиту от ARP-спуфинга. Суть метода состоит в следующем. При приеме ARP-ответа производится сравнение старого и нового MAC-адресов, и при обнаружении его изменения запускается процедура верификации. Посылается ARP-запрос, требующий всем хозяевам IP-адреса сообщить свои MAC-адреса. Если выполняется атака, то настоящая система, имеющая этот IP-адрес, ответит на запрос, и, таким образом, атака будет распознана. Если же изменение MAC-адреса было связано не с атакой, а со стандартными ситуациями, ответа, содержащего «старый» MAC-адрес, не будет, и по прошествии определенного таймаута система обновит запись в кэше. Альтернативный способ защиты: статическое закрепление записей, ограничение на рассылки и дополнительное профилирование доступа. Протокол ARP (англ. Address Resolution Protocol, протокол разрешения адресов) используется для определения MAC-адреса по IP-адресу. Протокол поддерживает на каждом устройстве ARP-таблицу, содержащую соответствие между IP-адресами и MAC-адресами других интерфейсов данной сети. ARP-запросы инкапсулируются в кадры Ethernet, которые рассылаются как широковещательные. Соответствующий интерфейсу адрес сообщается в ARP-ответе;
19. подключаем защиту от ложных DHCP (англ. Dynamic Host Configuration Protocol, протокол динамической настройки узла) рассылок. DHCP протокол используется для автоматического получения устройствами IP-адресов и других параметров. Указываем доверенные порты или источники. Технология небезопасна в исходном виде;
20. задействуем агрегирование каналов связи для повышения пропускной способности сети передачи данных;
21. инициализируем RADIUS-сервер — решение для реализации аутентификации, авторизации объектов: предоставления им доступа к среде передачи данных или глобальной сети Интернет;
22. ознакомимся с принципами реализации демилитаризованной зоны и зоны защиты. DMZ — сегмент сети, содержащий общедоступные сервисы и отделяющий их от частных. Цель DMZ — добавить дополнительный уровень безопасности в локальной сети, позволяющий минимизировать ущерб в случае атаки на один из общедоступных сервисов: внешний злоумышленник имеет прямой доступ только к оборудованию в DMZ;
23. настроим NAT (трансляцию сетевых адресов). Destination NAT (DNAT) называется трансляция обращений извне к устройствам внутренней сети. SNAT (англ. Source Network Address Translation) организовывает трансляцию сетевых адресов, изменяя адрес источника. Наиболее простым примером применения выступает возможность предоставления доступа локальным хостам с «частными/виртуальными» адресами в глобальную сеть Интернет, используя один «белый/публичный» IP-адрес.
24. установим защищенные виртуальные каналы связи между субъектами взаимодействия (например, используя технологию IPsec или OpenVPN).
25. …

Безусловно, без внимания остались и другие не менее интересные технологии, но не все сразу.
Подробнее с темой Вы можете ознакомиться в видеоконсилиуме.

Надеюсь, материал был интересен и полезен. Если подобный формат понравится студентам и сообществу Хабра, то постараемся и дальше записывать интересные консилиумы.