利用Zabbix系統(tǒng)強(qiáng)化主機(jī)安全性

上海交通大學(xué)信息安全工程學(xué)院 王 鋒 單蓉勝

1.引言

中小企業(yè)的網(wǎng)絡(luò)管理員常常會面臨這樣的困境，企業(yè)由于預(yù)算等原因而不得不將內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)置于工作組的管理模式下。眾所周知，工作組模式下主機(jī)地位平等，缺乏統(tǒng)一集中的安全管理機(jī)制。為保證企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的安全，管理員不得不在每臺主機(jī)上進(jìn)行設(shè)置，并不斷的通過人工檢查來保證所做的安全設(shè)置不會被員工誤操作、病毒感染等因素破壞，這種方式即占用了管理員的大量時間和精力，又不能保證企業(yè)內(nèi)網(wǎng)的安全水平。本文提出利用開源的內(nèi)網(wǎng)監(jiān)控解決方案zabbix解決工作組環(huán)境下的主機(jī)安全問題的方法。該方法利用監(jiān)控系統(tǒng)掃描客戶端的安全設(shè)置，當(dāng)發(fā)現(xiàn)客戶端的安全配置不符合要求時，監(jiān)控系統(tǒng)可以遠(yuǎn)程自動的更改被監(jiān)控端的配置，強(qiáng)制客戶端執(zhí)行公司的安全策略。同時監(jiān)控系統(tǒng)還實時的檢查主機(jī)行為，當(dāng)發(fā)現(xiàn)員工QQ、MSN、游戲等工作無關(guān)的軟件，或網(wǎng)絡(luò)中某臺終端濫用網(wǎng)絡(luò)資源時系統(tǒng)可以根據(jù)設(shè)定好的規(guī)則進(jìn)行自動處理。

2.系統(tǒng)框架和工作原理

本文所設(shè)計的方法由監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集模塊、報警模塊以及反饋控制模塊三部分共同完成。數(shù)據(jù)采集由安裝在被監(jiān)控主機(jī)上的客戶端程序來完成，監(jiān)控服務(wù)器設(shè)置被監(jiān)控端數(shù)據(jù)采集的方式、數(shù)據(jù)采集的項目，數(shù)據(jù)采集的頻率等信息；被監(jiān)控端定期與服務(wù)器通信下載這些配置信息，并根據(jù)配置信息的設(shè)定定期發(fā)送監(jiān)控數(shù)據(jù)到服務(wù)器端。報警模塊由服務(wù)器程序完成，報警模塊的主要作用是根據(jù)監(jiān)控數(shù)據(jù)判斷客戶端的安全策略執(zhí)行情況，發(fā)現(xiàn)問題時及時預(yù)警。反饋控制模塊的主要作用是在工作組的環(huán)境下提供一種機(jī)制，由監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)警報在客戶端遠(yuǎn)程執(zhí)行命令或應(yīng)用程序，自動的修改客戶端的系統(tǒng)配置，保證客戶端的安全配置和主機(jī)行為符合公司的安全策略。系統(tǒng)的工作流程如圖1所示。

具體流程一般包含以下五個步驟：

(1)被監(jiān)控主機(jī)定期從服務(wù)器下載監(jiān)控配置信息，根據(jù)配置信息的要求向服務(wù)器發(fā)送監(jiān)控數(shù)據(jù)。

(2)服務(wù)器收集客戶端的監(jiān)控數(shù)據(jù)，將當(dāng)采集的數(shù)據(jù)與預(yù)設(shè)的闕值進(jìn)行比較，如果比較的結(jié)果滿足預(yù)設(shè)的某種情況時監(jiān)控系統(tǒng)產(chǎn)生事件，否則就不做處理。

(3)當(dāng)事件產(chǎn)生時，服務(wù)器進(jìn)一步檢查系統(tǒng)配置中該事件對應(yīng)的動作，根據(jù)動作的設(shè)定進(jìn)行下一步操作，向遠(yuǎn)端主機(jī)的客戶端程序發(fā)出指令。

(4)被監(jiān)控主機(jī)的客戶端程序接到服務(wù)器的指令后，根據(jù)指令的內(nèi)容執(zhí)行相應(yīng)的Windows命令或應(yīng)用程序，更改主機(jī)的系統(tǒng)配置。

(5)監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)最新采集到的監(jiān)控數(shù)據(jù)判斷當(dāng)前被監(jiān)控主機(jī)是否符合公司的安全策略。如果符合就不做處理繼續(xù)掃描主機(jī)安全設(shè)置；如果依舊不符合就根據(jù)設(shè)置進(jìn)行下一步處理。

3.數(shù)據(jù)采集

數(shù)據(jù)采集模塊的主要功能是自動采集內(nèi)網(wǎng)監(jiān)控管理所需要的相關(guān)數(shù)據(jù)，其基本設(shè)計思想是：利用Zabbix所提供的機(jī)制作為基本的數(shù)據(jù)獲取和通信手段來實現(xiàn)監(jiān)控數(shù)據(jù)的采集。Zabbix是一個基于WEB界面的提供分布式系統(tǒng)監(jiān)視以及網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視功能的企業(yè)級的開源解決方案。Zabbix通過C/S模式采集數(shù)據(jù)，通過B/S模式在Web端展示和配置。Zabbix系統(tǒng)以Zabbix Server為中心與其他組件溝通，包括Zabbix Database、Zabbix Web Frontend、Zabbix Agent、Zabbix Proxy等組件。數(shù)據(jù)采集以監(jiān)控項（Item）為基本元素，每一個監(jiān)控項對應(yīng)一個采集值；監(jiān)控項關(guān)聯(lián)到監(jiān)控主機(jī)（Host）決定對被監(jiān)控主機(jī)需要采集的數(shù)據(jù)。被監(jiān)控主機(jī)上的客戶端程序首先獲取服務(wù)器上的監(jiān)控項的列表，然后收集列表中要求的本機(jī)信息，最后發(fā)送給服務(wù)器進(jìn)行下一步處理。系統(tǒng)默認(rèn)提供了關(guān)于主機(jī)連通性、服務(wù)、性能等方面的監(jiān)控項可供使用，對主機(jī)安全性方面的檢查需要通過Zabbix提供的自定義監(jiān)控項來完成。自定義監(jiān)控的主要原理是由客戶端程序根據(jù)配置文件中的設(shè)置調(diào)用主機(jī)上的系統(tǒng)命令或是腳本程序，將運行結(jié)果作為監(jiān)控數(shù)據(jù)發(fā)送給服務(wù)器。這種方式極大的增強(qiáng)了監(jiān)控系統(tǒng)的功能，系統(tǒng)中幾乎全部的信息都可以被采集。

4.報警模塊

報警模塊的分兩個部分：一是定義事件，將客戶端的監(jiān)控數(shù)值與預(yù)設(shè)的闕值做比較來判斷事件是否發(fā)生；二是動作的設(shè)定，決定當(dāng)事件發(fā)生時系統(tǒng)如何進(jìn)行下一步動作。事件的定義使用了Zabbix的觸發(fā)器(Trigger)，觸發(fā)器由一個邏輯表達(dá)式Expression定義，來反映系統(tǒng)的狀態(tài)。觸發(fā)器有三種狀態(tài)：PROBLEM(當(dāng)Item采集值滿足邏輯表達(dá)式定義的觸發(fā)條件時觸發(fā)器的狀態(tài)，表示系統(tǒng)中發(fā)生某個事件)、OK(這是觸發(fā)器通常的狀態(tài)，表明觸發(fā)器所關(guān)聯(lián)的監(jiān)控項目正常)、UNKNOWN(通常由于邏輯表達(dá)式設(shè)定錯誤而造成的系統(tǒng)無法判別)。報警動作包括動作產(chǎn)生的條件和處理方式的設(shè)定。監(jiān)控系統(tǒng)中產(chǎn)生的事件中會有不同的級別，只有當(dāng)某類事件發(fā)生時才會引發(fā)報警；所以需要對監(jiān)控系統(tǒng)產(chǎn)生的事件進(jìn)行過濾，選出合適的事件，這種過濾通過動作產(chǎn)生條件來完成。對不同的事件類型設(shè)置相應(yīng)的處理方式，包括發(fā)送報警消息和執(zhí)行遠(yuǎn)程命令等。

5.反饋控制

反饋控制的實現(xiàn)過程中利用了報警模塊產(chǎn)生的事件和動作，當(dāng)檢查監(jiān)控數(shù)據(jù)后發(fā)現(xiàn)客戶端的安全設(shè)置出現(xiàn)問題報警模塊就會產(chǎn)生事件，反饋控制使用了Actions中的remote command自動修改客戶端的系統(tǒng)配置來保證客戶端的安全性。因為Zabbix agent在被監(jiān)控端是被注冊為服務(wù)啟動的，所以Zabbix系統(tǒng)可以在被監(jiān)控端以系統(tǒng)服務(wù)的身份運行絕大多數(shù)windows命令，也可以運行腳本，可執(zhí)行程序等。使用Run remote commands功能，必須在被監(jiān)控端的客戶端配置文件中找到Option:EnableRemoteCommands，設(shè)置EnableRemoteCommands=1，Zabbix默認(rèn)為0，表示不允許執(zhí)行遠(yuǎn)程命令。

6.實驗驗證

實驗環(huán)境介紹：實驗中共有兩臺計算機(jī)，一臺為Zabbix服務(wù)器安裝Linux系統(tǒng)，一臺為被監(jiān)控客戶端安裝WindowsXP系統(tǒng)。在Zabbix服務(wù)器上安裝Zabbix Server、Zabbix Database、Zabbix Web Frontend；在客戶端安裝Zabbix Agent。

實驗內(nèi)容：設(shè)置Zabbix系統(tǒng)監(jiān)控Telnet服務(wù)的情況，當(dāng)系統(tǒng)遭受黑客攻擊或是管理員誤操作而打開Telnet服務(wù)時自動生成警報，并關(guān)閉Telnet服務(wù)。實驗中手動打開Telnet服務(wù)，觀察監(jiān)控系統(tǒng)對這一情況如何處理。監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)置步驟如下：

(1)定義監(jiān)控項：在web界面選擇需要監(jiān)控的主機(jī)，建立監(jiān)控項Item；監(jiān)控鍵值選擇系統(tǒng)提供的service_state[TlntSvr](tlntsvr.exe是Windows服務(wù)器程序，可以在Windows服務(wù)中的查看服務(wù)名稱)。

(2)定義警報：在相同的主機(jī)建立Trigger，Name為TelNet服務(wù)打開；Expression為{win_xp3:service_state[TlntSvr].last(0)}=0，表示當(dāng)最近一次采集的監(jiān)控值為0時引發(fā)警報。

(3)定義動作產(chǎn)生條件：在Configuration>Actions界面中，創(chuàng)建Action。動作產(chǎn)生條件為Host="hostname"、Trigger="hostname:TelNet服務(wù)打開”、Trigger value="PROBLEM"；

(4)設(shè)置動作：在Action operations選框中點擊new，在彈出的對話框中選擇Operation type為Run remote commands，在Remote command中輸入：{HOSTNAME}:net stop Tlntsvr。（{HOSTNAME}是Zabbix提供的宏，自動轉(zhuǎn)換為被監(jiān)控主機(jī)的名稱），net stop Tlntsvr是Windows命令。

實驗結(jié)果：客戶端Telnet服務(wù)開啟后，監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)出警報，檢查客戶端Telnet服務(wù)狀態(tài)發(fā)現(xiàn)服務(wù)被自動關(guān)閉，達(dá)到理想的預(yù)期效果。

7.結(jié)語

利用Zabbix監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)合Windows命令的方法可以實現(xiàn)自動化、流程化、標(biāo)準(zhǔn)化的企業(yè)內(nèi)網(wǎng)管理，降低管理復(fù)雜度，使維護(hù)人員由原來的“系統(tǒng)救火員”角色變?yōu)檎嬲南到y(tǒng)管理員，變被動為主動，極大的提高了網(wǎng)絡(luò)的維護(hù)效率。解決企業(yè)網(wǎng)絡(luò)管理工作中工作組環(huán)境下安全管理薄弱的問題，增強(qiáng)了系統(tǒng)安全性，對于企業(yè)的信息化建設(shè)起到了重要作用。

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