Projecte SISAR

Sistema Integral de Seguridad y Acceso a la Red para un departamento de la UPC

Albert Marquesetsetb - 2008

• Marco del Proyecto• Problemática, Objetivos• Análisis y diseño• Implementación e Implantación• Planificación• Conclusiones• Futuro

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Departamento de Ingeniería del Terreno, Cartográfica y Geofísica (ETCG). UPC

• Campus Nord, edificio D2.• Asociado a la Escuela de Caminos (ETSECCPB)• Departamento mediano (~150 personas)

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Servicios Informáticos ETCG (SIETCG)• 1 responsable de sistemas, 1 becario• Servicio ficheros, impresión, calculo científico, intranets, wifi.• >20 Servidores, >150 estaciones de trabajo, >80 portátiles.• Conexión a troncal gigabit UPC (<2004, conexión directa)

Departamento de Ingeniería del Terreno, Cartográfica y Geofísica (ETCG). UPC

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Problemática. Punto de partida

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Hasta 2004, la seguridad se gestionaba a nivel de máquina:• Antivirus con gestión centralizada• Herramientas anti ‘spyware’ y troyanos• Directivas de Windows (Directorio Activo)

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2004 ➡ Ataques a vulnerabilidades Windows ➡ problemas graves

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La dirección del departamento impone restricciones:• Impacto mínimo sobre el rendimiento de la red• El sistema se debe poder recuperar por personal “no técnico”

2004 ➡ Ataques a vulnerabilidades Windows ➡ problemas graves

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Problemática. Diseño LAN ETCG 2004

Firewall en modo bridge:• Se mantiene topología de red• Permite ‘bypass’ pasivo• Permite nuevas funcionalidades (WLAN)

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La infraestructura implementada en 2004 solucionó el problema, pero poco a poco, ha quedado obsoleta, debida a las siguientes limitaciones:

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• LAN ETCG permite sólo 254 direcciones de red válidas • desbordado en 2007 ➡ soluciones alternativas (DHCP altern).

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• Servidores, impresoras y estaciones en mismo segmento de red ➡ no existe control de acceso

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• WLAN sin autenticación, control de acceso mediante clave compartida (PSK).

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• El software utilizado en el firewall no permite IDS de red activo, ni reglas de acceso de salida, ni VPN.

• WLAN sin autenticación, control de acceso mediante clave compartida (PSK).

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Objetivos Funcionales

La dirección de ETCG y SIETCG establecieron los objetivos funcionales del proyecto.

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• Solución escalable a largo plazo, no debe haber limitación de direcciones para instalar los equipos que sean necesarios.

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• Robustez y recuperación sencilla (objetivos 2004)

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• Compatibilidad hacia atrás

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• Identificación comunicaciones (posiblemente obligatorio en un futuro).

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• Control de acceso a servidores y servicios públicos (impresoras).

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• Autenticación WLAN (no PSK, user/pass).


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• Autenticación WLAN (no PSK, user/pass).


• Deseables nuevas funcionalidades (o posibilidad): IDS activo, VPN, redundancia en acceso a troncal, etc.

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Objetivos no Funcionales

Los objetivos no funcionales vinieron dados por la política de UPC y de SIETCG.

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• Hardware “estándard”, mínimo 3 años de garantía. Distribuidores habituales. Equipo similar a los ya existentes.

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• En la medida de lo posible, software libre. Si no es posible, software de licencia UPC ➡ Coste de licencias cero.

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• En la medida de lo posible, software libre. Si no es posible, software de licencia UPC ➡ Coste de licencias cero.

• Mínimo impacto en la implantación para las tareas del departamento (horarios de baja intensidad de trabajo)

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Análisis

Del análisis de los objetivos se extraen las líneas a seguir por el diseño de la infraestructura. Definen la topología a implementar, y las características del software a utilizar

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Análisis


• Ampliación del número de direcciones ➡ direccionamiento privado.

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Análisis



• Identificación y control de acceso ➡ división en subredes (WAN, LAN, WLAN y DMZ).

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Análisis




• Autenticación de WLAN ➡ tecnologías de portal cautivo.

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Análisis




• Robustez y tolerancia a errores ➡ redundancia.

• Autenticación de WLAN ➡ tecnologías de portal cautivo.

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Topología diseñada

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✔ BENEFICIOSEscalable: • ~65000 máquinas en LAN• ~65000 máquinas en DMZ• ~250 máquinas en WLAN

Identificación y control de acceso:• Firewall controla acceso a

y desde DMZ• Firewall con portal cautivo

para WLAN

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✔ BENEFICIOSEscalable: • ~65000 máquinas en LAN• ~65000 máquinas en DMZ• ~250 máquinas en WLAN

Identificación y control de acceso:• Firewall controla acceso a

y desde DMZ• Firewall con portal cautivo

para WLAN

✘ INCONVENIENTES• No hay posibilidad de

‘bypass’.• Firewall es el punto crítico

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El firewall. Software

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• El firewall es el punto crítico de la topología diseñada. • Se escoge un firewall software, ya que es más económico y flexible • Se puede implementar en una máquina estandard con software libre.

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• El firewall es el punto crítico de la topología diseñada. • Se escoge un firewall software, ya que es más económico y flexible • Se puede implementar en una máquina estandard con software libre.

Se evalúan diversas alternativas, en entorno de test:• IPCop (✓conocido; ✗ poco flexible, pocas funcionalidades)• m0n0wall (✓documentación, estabilidad; ✗ embedded)• pfSense (✓todas las funciones, redund.; ✗ muy poca documentación)• Smoothwall (✓sencillo, soporte; ✗ free? poco corporativo)• Microsoft ISA Server (✓capa aplicación, VPN; ✗ Ms, requisitos)• Ubuntu Linux con iptables (✓todas las funciones; ✗ complejo)

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Finalmente, se decide implementar con pFsense. La decisión no es firme, ya que se debe validar el rendimiento en entorno real.

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Implementación con las mismas funcionalidades del firewall de 2004 en un entorno de test (compatibilidad).

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Firewall en explotación durante un fin de semana (funcionalidades).

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Firewall en explotación con carga habitual (rendimiento).

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Firewall en explotación con carga habitual (rendimiento).

Nuevas funcionalidades: implementación final.

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El firewall. Hardware

Se compra un equipo muy potente, con la subvención de UPC para el 2007, moderadamente sobredimensionado y con 4 años de garantía:

Dell PowerEdge 1950

• Procesador Intel Quad-Core Xeon• 2 Gbytes de memoria RAM• 250 Gbytes de disco duro• Tarjeta de red integrada Broadcom Gigabit Dual• Dos tarjetas de red Intel Pro1000PT Dual port Server Adapter• Conectores de VGA y USB (teclado y Mouse) frontales.• Lector de DVD• 4 años de garantía, “Next Business Day”

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Implementación

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Implementación• Implementación de topología con VLAN.

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Implementación• Implementación de topología con VLAN.

• Asignación de direcciones con DHCP y reservas.

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Implementación

• NAT, PAT y Acceso externo mediante IPs virtuales.

• Implementación de topología con VLAN.


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Implementación


• Politica de reglas lista blanca y administración basada en grupos.



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Implementación



• Portal Cautivo para WLAN, conexión con Directorio Activo.



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Implementación




• OpenVPN para roadwarrior (limitado).



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Implementación





• SNORT: IDS activo (IPS).



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Implementación





• Monitorización de sistema: integración con Nagios y desde pFSense.




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Implementación







• Monitorización e identificación de conexiones: ntop (servidor auxiliar).



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Implementación







• Monitorización e identificación de conexiones: ntop (servidor auxiliar).



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• Alta disponibilidad, planes de contingencia

Puesta en explotación real. Incidencias

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Único problema con acceso al ERP desde Administración (VPN).

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Se pacta una solución con admins de ERP: se debe crear una nueva red, con direccionamiento real de UPC para administración.

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Se pacta una solución con admins de ERP: se debe crear una nueva red, con direccionamiento real de UPC para administración.

Para la nueva red, el router será el firewall:• Nueva VLAN para Administración ➡ modificación topología.• Reglas en routers UPC.

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Solución plenamente funcional con todos los servicios

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Puesta en explotación real. Validación

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Con la solución plenamente funcional, se realizan pruebas de rendimiento.

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Las pruebas validan la infraestructura (rendimiento superior a top. 2004)



Evaluación de los objetivos:

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FuncionalidadEscalabilidadCompatibilidad con servicios previosIdentificación y monitorizaciónRobustez y recuperación sencilla

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✓

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✓✓

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✓✓✓

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✓✓✓✓

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✓✓✓✓✗

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Alta disponibilidad

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Alta disponibilidadpFSense dispone de un sistema de redundancia activa: CARP (“IPs virtuales compartidas”).

Mediante CARP los nodos secundarios no son activos ➡ se usará el antiguo hardware de firewall como nodo secundario

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Diferentes plantas, y diferentes líneas eléctricas para los nodos, aseguran robustez frente a caídas de los sistemas, y a incidencias “físicas”.



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Se garantiza la no necesidad de plan de recuperación de la máquina, ni de sistemas de “bypass” alternativos.





✓✓✓✓

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✓✓✓✓✓

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Alta disponibilidad. Topología

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Planificación temporal

Planificación inicial seguida estrictamente y revisada según evolución. 2 hitos: Implementación en entorno real (durante Semana Santa de 2008) y puesta en explotación (dos semanas después).

Dedicación aproximada de 450 horas de Ingeniero.

Planificación de tareas gestionada a través de un diagrama de Gantt, con Microsoft Project.

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Resultado final

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Resultado final

✓Objetivos Cumplidos

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Beneficios

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Beneficios

• Usuarios: garantía de una red segura, con una alta disponibilidad de servicio, y nuevas funcionalidades.

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Beneficios


• Departamento: posibilidad de crecimiento. Incremento de productividad (minimizando problemas de seguridad). Infraestructura de bajo coste.

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Beneficios



• SIETCG: Herramientas de seguridad preventiva. “Felicidad” de los sistemas, al estar en un entorno limpio. Nuevas funcionalidades.

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Beneficios



• SIETCG: Herramientas de seguridad preventiva. “Felicidad” de los sistemas, al estar en un entorno limpio. Nuevas funcionalidades.

• Universidad: difusión y consultoría para unidades interesadas en un sistema análogo.

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Beneficios como estudiante

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• Trabajo en un entorno real, con necesidades reales, sin posibilidad de dar pasos en falso.

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• Contacto con todos los estratos del departamento: dirección, administración, servicios técnicos y usuarios.

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• Planificación temporal con hitos estrictos y recursos económicos limitados.

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• Orientación a resultados.

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• Implementación de un sistema poco documentado, de características muy avanzadas.




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• Implementación de un sistema poco documentado, de características muy avanzadas.

• Trabajo con herramientas de software libre.




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Futuro

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Futuro

• Implementación de nuevas funcionalidades que pfSense permite (dual wan, proxy cache, traffic shaping).

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Futuro


• Colaboración en el desarrollo de nuevos paquetes para pfSense (nagios?).

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Futuro


• Colaboración en el desarrollo de nuevos paquetes para pfSense (nagios?).

• EDUROAM + XSF ETCG en todo el edificio

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Difusión

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Difusión

• Documentación disponible en ‘Espai TIC de la UPC’ para todo el personal TIC.

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Difusión


• Seminario técnico sobre el proyecto realizado en la “Segona Trobada dels Serveis Informàtics de la UPC”

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Difusión



• UPC Commons.

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Difusión



• UPC Commons.

• Publicación de los documentos y colaboración en los foros de pfSense y m0n0wall.

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Demo

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Dudas o sugerencias

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gracias por la atencion

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Technology

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