Home lab là môi trường lý tưởng để bạn rèn luyện kỹ năng công nghệ mà không lo ảnh hưởng đến mạng gia đình hiện có. Tuy nhiên, khi bạn đang bận rộn xây dựng các tính năng mạng cho home lab của mình, làm thế nào để đảm bảo hai hệ thống này luôn tách biệt và an toàn? Một tường lửa chuyên dụng là giải pháp bạn cần, dù là thiết bị phần cứng sẵn có hay một tường lửa ảo hóa. Với các quy tắc được cấu hình đúng cách, bạn có thể giữ an toàn cho mạng gia đình khỏi các thử nghiệm trong home lab và vẫn duy trì khả năng truy cập Internet.
Firewalla Gold Pro, một thiết bị tường lửa phần cứng chuyên dụng cho home lab.
Dưới đây là 5 cài đặt tường lửa thiết yếu mà mọi người dùng home lab nên biết để tối ưu bảo mật và hiệu năng.
1. Tắt UPnP: Kiểm Soát Toàn Diện Mạng Home Lab
UPnP là gì và tại sao cần tắt?
UPnP (Universal Plug and Play) được tạo ra để giải quyết vấn đề thiếu địa chỉ IPv4 bằng cách tự động mở các cổng trên router cho các thiết bị yêu cầu. Điều này có vẻ tiện lợi nếu bạn không biết cách cấu hình mạng thủ công. Tuy nhiên, trong môi trường home lab, bạn sẽ tự tay cấu hình các dải IP và nhiều VLAN khác nhau. Mục tiêu là chỉ cho phép những lưu lượng mà bạn đích thân phê duyệt mới được đi qua tường lửa.
Bạn không cần và cũng không muốn bật UPnP. Nó sẽ phá vỡ các quy tắc tường lửa được xây dựng cẩn thận để bảo vệ các ứng dụng và dịch vụ tự host của bạn. Hơn nữa, bạn chắc chắn không muốn các thiết bị ngẫu nhiên tự ý mở cổng ra Internet.
Mặt sau của router GL.iNet Beryl, minh họa thiết bị mạng cần tắt UPnP để tăng cường bảo mật.
Trường hợp ngoại lệ khi sử dụng UPnP
Trường hợp duy nhất bạn có thể cân nhắc bật UPnP là nếu home lab của bạn được thiết kế để nghiên cứu hành vi của các thiết bị không đáng tin cậy. Trong tình huống đó, bạn sẽ cần đặt chúng vào một VLAN riêng biệt với nhiều công cụ giám sát gói tin để theo dõi mọi hoạt động của chúng.
2. Thiết Lập Quy Tắc “Deny-All” Mặc Định: Mọi Lưu Lượng Đều Phải Được Phê Duyệt
Nguyên tắc hoạt động của quy tắc Deny-All
Trong khi các quy tắc cho phép cụ thể theo ứng dụng hoặc thiết bị là quan trọng, thì có một quy tắc mang tính sống còn đối với tường lửa home lab của bạn: quy tắc từ chối tất cả (“deny-all” hoặc “drop-all”) là quy tắc cuối cùng trong hệ thống phân cấp. Quy tắc này sẽ từ chối bất kỳ lưu lượng nào không được cho phép một cách rõ ràng bởi các quy tắc trước đó. Điều này cực kỳ quan trọng vì bất kỳ dịch vụ nào tự mở cổng ra Internet mà bạn không cho phép rõ ràng đều là một lỗ hổng bảo mật nghiêm trọng. Chúng ta luôn muốn áp dụng các phương pháp bảo mật tốt nhất trong home lab.
Cấu trúc quy tắc tường lửa điển hình
Điều đó có nghĩa là bạn sẽ có một hệ thống phân cấp các quy tắc tường lửa tương tự như sau:
- Quy tắc chống giả mạo (Anti-spoofing rules): Cấp độ quy tắc cao nhất này lọc tất cả lưu lượng, nhưng chỉ cho phép các gói tin từ các nguồn hợp lệ đi qua.
- Quy tắc truy cập người dùng (User access rules): Sau đó, bạn thiết lập các quy tắc cho phép người dùng thực hiện những gì, ví dụ: HTTP cho truy cập web, 443 cho VPN và các dịch vụ tương tự.
- Quy tắc truy cập quản lý (Management access rules): Các quy tắc cho phép các công cụ và địa chỉ quản trị viên đến sau, đảm bảo chỉ các nguồn đáng tin cậy mới có thể tương tác với cấu hình và giám sát tường lửa.
- Quy tắc từ chối dịch vụ cụ thể (Service-specific denial rules): Chặn các dịch vụ không cần thiết hoặc dễ bị tấn công, và chặn theo địa lý (Geo-blocks), giúp giảm nhiễu và các vector tấn công.
- Quy tắc từ chối tất cả (Catch-all deny rule): Từ chối tất cả lưu lượng không khớp với bất kỳ quy tắc nào trước đó đã cho phép nó đi qua tường lửa.
Giao diện bảng điều khiển của OPNsense, một hệ điều hành tường lửa nguồn mở mạnh mẽ.
Quy tắc này tưởng chừng đơn giản nhưng lại là quan trọng nhất để thiết lập đúng và đặt đúng vị trí trong cấu trúc để không bị các quy tắc khác ghi đè.
3. Phân Chia Mạng Bằng VLAN: Tăng Cường Bảo Mật và Quản Lý Hiệu Quả
Tầm quan trọng của VLAN cho lớp quản lý và thiết bị IoT
Bạn có lẽ cũng nên sử dụng VLAN trên mạng gia đình của mình, nhưng nếu bạn chưa từng thử, home lab là nơi tốt nhất để bắt đầu. Đầu tiên, cần có một VLAN dành riêng cho lớp quản lý của các thiết bị home lab, và dải IP cho VLAN này không bao giờ nên bị thay đổi. Bạn sẽ thực hiện rất nhiều thử nghiệm, và điều đó có nghĩa là bạn có thể bị khóa khỏi thiết bị mạng. Tuy nhiên, việc có một VLAN quản lý chuyên dụng đảm bảo bạn luôn có thể truy cập lại để khắc phục sự cố.
Các loại VLAN cần có trong Home Lab
Sau đó, nên có các VLAN để nhóm các máy chủ lại với nhau, một VLAN để giữ bất kỳ thiết bị IoT và Home Assistant nào tách biệt khỏi các thiết bị chứa dữ liệu của bạn, và bất kỳ VLAN nào khác mà bạn thấy hữu ích. Đừng quên một VLAN DMZ (vùng phi quân sự) để bạn có thể đặt các thiết bị không đáng tin cậy vào đó để kiểm tra cho đến khi bạn quyết định chúng đủ lành tính để thêm vào các phân đoạn đáng tin cậy.
Thiết bị chuyển mạch (switch) trong tủ rack, minh họa tầm quan trọng của VLAN trong quản lý mạng home lab.
4. Chuyển Hướng Mọi Truy Vấn DNS Qua Pi-hole: Giám Sát và Bảo Vệ DNS
Lợi ích của Pi-hole trong Home Lab
Ngay cả khi bạn tin tưởng mọi thiết bị trong home lab, bạn cũng nên luôn hoạt động theo nguyên tắc đặc quyền tối thiểu. Các truy vấn DNS là hoàn toàn cần thiết để các thiết bị home lab của bạn có thể truy cập, nhưng bạn không muốn chúng có quyền truy cập không giám sát. Bằng cách trỏ các thiết bị đến máy chủ DNS chạy trên Pi-hole, bạn có thể hình dung tất cả các yêu cầu DNS, đồng thời giữ cho home lab của bạn an toàn và được bảo vệ khỏi quảng cáo, các tên miền độc hại và những phiền toái không mong muốn khác.
Giao diện bảng điều khiển của Pi-hole hiển thị các truy vấn DNS, giúp kiểm soát và lọc lưu lượng mạng.
Cách thức triển khai Pi-hole
Bạn có thể chạy Pi-hole trên một máy tính nhúng chuyên dụng (SBC) như Raspberry Pi, hoặc ảo hóa nó nếu điều đó dễ dàng hơn cho cấu hình home lab của bạn.
Một người đang cầm Raspberry Pi 5, một lựa chọn phổ biến để triển khai Pi-hole hoặc các dịch vụ home lab khác.
5. Bật IGMP Snooping: Giảm Tải Lưu Lượng Multicast
IGMP Snooping hoạt động thế nào?
IGMP (Internet Group Management Protocol) giới hạn lưu lượng multicast IPv4 để tránh làm quá tải mạng cục bộ hoặc các VLAN. Điều này chỉ xảy ra nếu bạn đã bật tính năng IGMP snooping. Tường lửa của bạn sẽ tìm kiếm lưu lượng multicast và chỉ chuyển tiếp nó đến các thiết bị quan tâm đến việc nhận nó.
Lợi ích của IGMP Snooping trong việc tối ưu mạng
Điều này rất quan trọng trên bất kỳ mạng nào, nơi bạn có thể dễ dàng tấn công DDoS các thiết bị bằng lưu lượng multicast, dẫn đến các bước khắc phục sự cố phiền phức. Nếu bạn có giám sát mạng được thiết lập, việc khắc phục sự cố có thể là một khoảnh khắc học hỏi quý giá. Tuy nhiên, tại sao phải chịu đựng sự khó khăn đó khi bạn có thể thay đổi một cài đặt tường lửa và không phải lo lắng về các gói multicast làm ngập lụt home lab của mình?
Bên trong Firewalla Gold Pro với các cổng kết nối, minh họa thiết bị tường lửa hỗ trợ tính năng IGMP snooping.
Home lab của bạn nên được giới hạn trong cách nó tương tác với Internet và mạng gia đình của bạn
Việc giữ home lab tách biệt khỏi phần còn lại của mạng gia đình là rất quan trọng. Nó không chỉ giúp bạn hiểu rõ hơn về phân đoạn mạng mà còn ngăn chặn các sự cố trong quá trình thử nghiệm làm gián đoạn lưu lượng Internet thông thường của bạn. Đó là chưa kể đến những tác động tiềm tàng đến người thân, bạn bè hoặc những người sống cùng. Với sự kết hợp phù hợp của các quy tắc tường lửa, bạn có thể có một mạng home lab mạnh mẽ và bền bỉ mà không ảnh hưởng đến việc sử dụng Internet khác.
Ngoài ra, điều quan trọng là bạn cần xem xét nhật ký (logs) trên home lab của mình định kỳ và điều chỉnh bất kỳ quy tắc tường lửa nào đang gây ra sự cố, chẳng hạn như dịch vụ bị chặn hoặc cho phép không chính xác, hoặc bất kỳ sự không khớp nào so với cách bạn muốn tường lửa home lab của mình hoạt động.