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508ea9be8a
@ -4,12 +4,13 @@ Laut Angaben des RIPE NCC\footnote{RIPE Network Coordination Centre} vom Juni 20
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Das entspricht etwa der Hälfte der nutzbaren Host-Adressen eines \texttt{/8}-Blocks.
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Betrachtet man die Vergabegeschwindigkeit von IPv4-Adressen aus den letzten drei Jahren, so könnte man den Zeitpunkt der Erschöpfung von IPv4-Adressen zwischen 2019 und 2021 vermuten\footnote{\url{https://ipv4.potaroo.net/}, abgerufen am 03.06.2018}.
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Vor diesem Hintergrund findet die Verwendung von IPv6 eine zunehmende Verbreitung als Nachfolger von IPv4:
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Vor diesem Hintergrund wird IPv6 als Nachfolger von IPv4 zunehmend verwendet:
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Immer mehr Internetdienste können über IPv6 erreicht werden, und auch die Internetanbieter stellen ihren Kunden IPv6-fähige Internetanschlüsse zur Verfügung.
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Der Anteil von Suchanfragen, die über IPv6 an Google gestellt wurden, hat von 5,84\% am 1. Januar 2015 auf 21,11\% am 1. Juni 2018 zugenommen\footnote{\url{https://www.google.com/intl/en/ipv6/statistics.html}, abgerufen am 03.06.2018}.
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Am AMS-IX\footnote{Amsterdam Internet Exchange}, dem Internet-Austauschpunkt in Amsterdam, hat sich der Durchfluss von IPv6-Verkehr in den letzten 12 Monaten im Durchschnitt von etwa 55~Gbit/s im August 2017 auf etwa 85~Gbit/s im Mai 2018 gesteigert\footnote{\url{https://ams-ix.net/technical/statistics/sflow-stats/ipv6-traffic},\\abgerufen am 03.06.2018}.
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Auch das Netz der Abteilung Informatik an der Hochschule Hannover ist Vorreiter in der Erprobung von IPv6: Seit Anfang 2015 ist das Netz schon über IPv6 an das Internet angebunden.
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Auch das Netz der Abteilung Informatik an der Hochschule Hannover ist Vorreiter in der Erprobung von IPv6.
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Seit Anfang 2017 ist das Netz schon über IPv6 an das Internet angebunden.
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Damit ist die Voraussetzung gegeben, um Netzwerkgeräte für IPv6 zu konfigurieren und bestehende Netzwerkdienste auch über IPv6 anzubieten.
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Beschäftigten und Studierenden der Abteilung Informatik steht ein VPN-Dienst zur Ver\-fü\-gung, um Zugang in das Netz der Abteilung aus dem Internet heraus zu erhalten.
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@ -33,7 +34,7 @@ Die Abteilung Informatik betreibt einen VPN-Dienst auf Basis von OpenVPN, der vo
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Dieser VPN-Dienst ist zur Zeit nur über IPv4 erreichbar und ermöglicht auch nur über IPv4 den Zugriff auf das Netz der Abteilung Informatik.
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Die Unterstützung von IPv6 fehlt bisher vollständig.
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\paragraph{VPN} \label{par:explain_vpn}
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\paragraph{VPN:} \label{par:explain_vpn}
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Hinter der Abkürzung \enquote{VPN} verbirgt sich der Begriff \textit{Virtual Private Network}.
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Ein VPN ist ein \textit{virtuelles} Netz zwischen mindestens zwei Teilnehmern eines physischen Netzes.
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Es ist virtuell, weil es nicht für alle Teilnehmer des physischen Netzes existiert, sondern nur für die VPN-Teilnehmer logisch existiert.
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@ -47,7 +48,7 @@ Verschickt ein VPN-Teilnehmer ein Datenpaket über das VPN an einen anderen VPN-
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Der Empfänger erhält das gekapselte Datenpaket über das physische Netz und kann das über das VPN übertragene Datenpaket daraus herausholen.
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Dadurch ist mit einem VPN eine logische direkte Verbindung zwischen zwei VPN-Teilnehmern möglich, obwohl der eigentliche Datenverkehr durch das physische Netz geleitet wird.
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\paragraph{Auftrag}
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\paragraph{Auftrag:}
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Der Auftrag dieser Arbeit ist die Konzeption und Umsetzung eines neuen VPN-Dienstes, der sowohl über IPv4 und IPv6 erreichbar ist und den Zugriff auf das Abteilungsnetz über diese beiden Protokolle ermöglicht.
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Dieser neue VPN-Dienst soll den alten VPN-Dienst ablösen.
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Dadurch wird vorausgesetzt, dass der neue VPN-Dienst den Zugang zu allen IPv4-Netzen der Abteilung Informatik ermöglicht, die bisher über den alten VPN-Dienst erreichbar sind.
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@ -56,7 +57,7 @@ Zusätzlich soll der neue VPN-Dienst den Zugang zu allen IPv6-Netzen der Abteilu
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Teil des Auftrags ist die Erstellung eine Konzepts für die Verwaltung der VPN-Benutzer, sowie die Erstellung eines Konzepts für den Betrieb des neuen VPN-Dienstes.
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Die für die Umsetzung verwendete Software ist nicht vorgegeben und soll anhand der aufgestellten Konzepte und Anforderungen ausgewählt werden.
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\paragraph{Ermittelte Anforderungen} \label{par:requirements}
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\paragraph{Ermittelte Anforderungen:} \label{par:requirements}
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In diesem Abschnitt werden alle Anforderungen und Rahmenbedingungen vorgestellt, die bei der Konzeption des neuen VPN-Dienst berücksich\-tigt werden müssen.
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Es handelt sich hier um Vorgaben, die im persönlichen Gespräch mit dem Auftraggeber und Erstprüfer dieser Arbeit ermittelt wurden.
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@ -65,22 +66,22 @@ Es handelt sich hier um Vorgaben, die im persönlichen Gespräch mit dem Auftrag
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\item \label{req:routing} \textbf{VPN-interner Datenverkehr:} Nur die internen Netzbereiche der Abteilung Informatik sollen für Benutzer über das VPN erreichbar sein.
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Das betrifft alle Sicherheitszonen außer dem Internet.
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\item \label{req:traffic} \textbf{VPN-externer Datenverkehr:} Die Kommunikation zwischen VPN-Client und VPN-Server soll authentisiert und vertraulich stattfinden.
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\item \label{req:users} \textbf{Benutzer:} Der VPN-Dienst soll von autorisierten Beschäftigten und Studierenden aus der Abteilung Informatik benutzt werden können.
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\item \label{req:users} \textbf{Benutzer:} Der VPN-Dienst soll nur von autorisierten Beschäftigten und Studierenden aus der Abteilung Informatik benutzt werden können.
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Die Benutzer des VPN-Dienst sollen durch die Administratoren des VPN-Dienst einfach verwaltet werden können.
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Der Dienst soll 50-500 VPN-Benutzer bedienen können.
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\item \label{req:serveros} \textbf{Betrieb des VPN-Servers:} Die Serverkomponente des VPN-Dienst soll auf einer aktuellen Version von Debian (9 oder höher) betrieben werden.
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\item \label{req:clientos} \textbf{Betrieb der VPN-Clients:} Die VPN-Clientsoftware soll für aktuelle Versionen gängiger Betriebssysteme zur Verfügung stehen.
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Darunter fallen Microsoft Windows 10 (Version~1709 oder höher), Apple MAC OS (ab Version~10.13) und Linux-Distributionen (ab Kernel Version~3.10).
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\item \label{req:logging} \textbf{Betriebsprotokoll:} Während des Betrieb des VPN-Dienst sollen keine Daten protokolliert werden, die Rückschlüsse auf das Benutzerverhalten zulassen. Während einer Fehlersuche soll es möglich sein, mehr Daten zu protokollieren.
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\item \label{req:logging} \textbf{Betriebsprotokoll:} In Bezug auf die \textit{Datenschutzgrundverordnung} (DSGVO) soll der VPN-Dienst im Regelbetrieb keine personenbezogenen Daten protokollieren.
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\item \label{req:finance} \textbf{Finanzieller Rahmen:} Es stehen keine finanziellen Mittel für den Erwerb einer VPN-Lösung zur Verfügung.
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\end{enumerate}
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\chapter{Netzarchitektur der Abteilung Informatik} \label{cpt:netarchitecture}
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Das Netz der Abteilung Informatik wird durch eine Firewall vom Netz der Hochschule Hannover und dem Internet getrennt.
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An der Firewall sind zwei lokale Netze angeschlossen: Die \textit{Demilitarisierte Zone} (DMZ) und das interne Abteilungsnetz, welches durch einen zentralen Switch in mehrere \textit{virtuelle Netze} (VLANs) unterteilt wird.
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An der Firewall sind zwei lokale Netze angeschlossen: (1) Die \textit{Demilitarisierte Zone} (DMZ) und (2) das interne Abteilungsnetz, welches durch einen zentralen Switch in mehrere \textit{virtuelle Netze} (VLANs) unterteilt wird.
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Zusätzlich sind die Netze des Netzwerklabors und des IT-Sicherheitslabors über je einen eigenen Router an den Switch angeschlossen.
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Eine Skizze der Netztopologie mit den für diese Arbeit relevanten Teilen ist in Abbildung~\ref{fig:topology_simple} zu sehen.
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Eine Skizze der Netztopologie mit den für diese Arbeit relevanten Teilen zeigt Abbildung~\ref{fig:topology_simple}.
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\begin{figure}[ht]
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\centering
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% Trim, da diese Grafik als PDF auf DIN A4 vorliegt.
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@ -89,34 +90,36 @@ Eine Skizze der Netztopologie mit den für diese Arbeit relevanten Teilen ist in
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\label{fig:topology_simple}
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\end{figure}
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\paragraph{Firewallkonzept} \label{par:firewall}
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\paragraph{Firewallkonzept:} \label{par:firewall}
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Die im Netz der Abteilung Informatik verwendeten LANs und VLANs werden im Firewallkonzept als verschiedene Sicherheitszonen betrachtet.
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Für diese Arbeit sind die folgenden Zonen relevant:
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\paragraph{Internet}
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\paragraph{Internet:}
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Das \enquote{Internet} bezeichnet den Bereich außerhalb des Netzes der Abteilung Informatik.
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Diese Zone umfasst neben dem Internet auch das Netz der Hochschule Hannover.
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Verbindungen in das Internet sind aus allen Zonen außer der DMZ erlaubt.
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Verbindungen aus dem Internet werden nur zu Diensten in der DMZ (wie zum Beispiel VPN), sowie zu dem SSH-Dienst im Mitarbeiter-Netz zugelassen.
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\paragraph{DMZ}
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\paragraph{DMZ:}
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Von der Abteilung Informatik betriebenen Server stellen in diesem Netz Dienste zur Verfügung, die sowohl innerhalb der Abteilung als auch über das Internet erreichbar sind.
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Verbindungen in die DMZ zu Diensten wie VPN sind aus allen anderen Zonen heraus erlaubt.
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Verbindungen aus der DMZ in alle anderen Zonen sind verboten, um im Fall eines Sicherheitsvorfalls Angriffe auf alle anderen Zonen zu verhindern.
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Eine Ausnahme für dieses Verbot sind Verbindungen vom VPN-Dienst, die in das Mitarbeiter-Netz aufgebaut werden dürfen.
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\paragraph{Mitarbeiter-Netz}
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Die Rechner aller Beschäftigten der Abteilung Informatik sind an dieses Netz angeschlossen.
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\paragraph{Mitarbeiter-Netz:}
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An dieses Netz sind die Rechner aller Beschäftigten der Abteilung Informatik angeschlossen.
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Auch die internen Server der Abteilung, wie zum Beispiel Dateiserver oder der SSH-Server, sind an dieses Netz angeschlossen.
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Verbindungen in das Mitarbeiter-Netz aus dem Pool-PC-Netz und den Labor-Netzen sind erlaubt.
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Außerdem sind Verbindungen von dem VPN-Dienst aus der DMZ in das Mitarbeiter-Netz erlaubt.
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Zusätzlich ist der SSH-Server für SSH-Zugriffe aus dem Internet erreichbar.
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Verbindungen aus dem Mitarbeiter-Netz sind in alle anderen Zonen erlaubt.
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\paragraph{Pool-PC-Netz}
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\paragraph{Pool-PC-Netz:}
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Enthält die Rechner aus allen Poolräumen.
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Verbindungen in das Pool-PC-Netz sind aus dem Mitarbeiter-Netz und den Labor-Netzen erlaubt.
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Verbindungen aus dem Pool-PC-Netz sind in alle anderen Zonen erlaubt.
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\paragraph{Labor-Netze}
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\paragraph{Labor-Netze:}
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Das Netzwerklabor und das Labor für IT-Sicherheit werden für diese Arbeit unter der Zone \enquote{Labor-Netze} zusammengefasst.
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Verbindungen aus den Labornetzen heraus sind in alle anderen Zonen erlaubt.
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Verbindungen in die Labornetze sind aus dem Mitarbeiter-Netz und aus dem Pool-PC-Netz heraus erlaubt.
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