Network Segmentation là gì – Tại sao lại cần thiết với tường lửa

Trong bối cảnh an ninh mạng ngày càng phức tạp, các tổ chức đối mặt với hàng loạt mối đe dọa từ cả bên ngoài lẫn bên trong hệ thống. Network Segmentation – phân đoạn mạng đã trở thành một chiến lược hiệu quả giúp giảm thiểu rủi ro, tăng cường bảo mật và tối ưu hóa quản lý lưu lượng. Khi kết hợp với tường lửa, Network Segmentation không chỉ cô lập các mạng con để hạn chế sự di chuyển của các mối đe dọa mà còn tạo ra các lớp bảo vệ chặt chẽ quanh những tài sản quan trọng nhất. Vậy chính xác Network Segmentation là gì và tại sao lại cần thiết với tường lửa? Hãy cùng Hà Phương tìm hiểu sâu hơn.

Network Segmentation là gì? 

Network Segmentation hay còn gọi là phân đoạn mạng, là một phương pháp tổ chức mạng bằng cách chia nhỏ thành nhiều phân đoạn hoặc mạng con, mỗi phân đoạn hoạt động như một mạng độc lập. Cách tiếp cận này cho phép các quản trị viên mạng kiểm soát lưu lượng giữa các phân đoạn dựa trên các chính sách cụ thể. Mục tiêu chính của phân đoạn mạng là cải thiện hiệu suất, dễ dàng giám sát, phát hiện các vấn đề kỹ thuật nhanh hơn và đặc biệt là tăng cường bảo mật hệ thống. 

Network Segmentation cung cấp một lớp bảo vệ quan trọng bằng cách hạn chế quyền truy cập của các đối tượng không được phép, giúp bảo vệ các tài sản quan trọng của tổ chức, bao gồm thông tin cá nhân của khách hàng, dữ liệu tài chính. Với phân đoạn mạng, nhân viên an ninh mạng có thể ngăn chặn cả các mối đe dọa nội bộ và các cuộc tấn công bên ngoài nhằm vào các địa chỉ IP hoặc tài nguyên cụ thể.

Ngày nay, với sự phổ biến của mạng được xác định bằng phần mềm (SDN) và môi trường đám mây lai, các tài nguyên quan trọng thường nằm rải rác giữa các hệ thống đám mây công cộng, đám mây riêng và SDN, tạo ra nhiều thách thức trong việc bảo mật. Phân đoạn mạng trở thành một công cụ hữu ích để bảo vệ toàn diện, ngăn chặn các cuộc tấn công và giảm thiểu rủi ro vi phạm dữ liệu.

Để hiểu cách sử dụng bảo mật của phân đoạn mạng, trước tiên cần phải xem xét khái niệm về sự tin cậy trong bảo mật mạng.

Sự tin cậy của Network Segmentation

Trước đây, các kiến trúc sư mạng thường xây dựng hệ thống bảo mật dựa trên khái niệm chu vi mạng. Chu vi này được coi là ranh giới giữa thế giới bên ngoài và mạng nội bộ, nơi lưu trữ dữ liệu quan trọng của doanh nghiệp. Những ai bên trong chu vi thường được coi là đáng tin cậy và ít bị hạn chế quyền truy cập thông tin. Kiến trúc này chủ yếu dựa vào tường lửa chu vi như một điểm kiểm soát duy nhất để giám sát và kiểm soát lưu lượng.

Tuy nhiên, với sự phát triển của công nghệ đám mây và các mô hình làm việc từ xa, ranh giới mạng truyền thống đã trở nên mờ nhạt. Lưu lượng mạng giờ đây di chuyển chủ yếu giữa các máy chủ trong nội bộ thay vì từ bên ngoài vào mạng. Trong bối cảnh này, tường lửa dựa trên cổng truyền thống không còn hiệu quả trong việc bảo vệ các tài nguyên quan trọng.

Những vụ vi phạm dữ liệu nghiêm trọng gần đây đã đặt ra câu hỏi về giả định lòng tin tuyệt đối đối với những người bên trong mạng. Trong nhiều trường hợp, chính những người nội bộ, dù vô tình hay cố ý, lại trở thành nguồn gốc của các rủi ro bảo mật. Hơn nữa, khi kẻ tấn công vượt qua được chu vi mạng, chúng có thể dễ dàng di chuyển ngang qua các hệ thống, truy cập dữ liệu, ứng dụng hoặc tài nguyên mà gần như không gặp trở ngại nào. Việc này không chỉ làm tăng khả năng bị đánh cắp dữ liệu mà còn khiến việc phát hiện vi phạm trở nên khó khăn hơn, dẫn đến những thiệt hại nghiêm trọng cho doanh nghiệp.

Mô hình Zero Trust trong Network Segmentation 

Trước những điểm yếu của mô hình bảo mật dựa trên giả định tin cậy, nhiều tổ chức đã chuyển sang áp dụng chiến lược Zero Trust. Đây là mô hình mặc định không tin tưởng bất kỳ ai, kể cả những người đã có quyền truy cập vào mạng nội bộ. Zero Trust tập trung vào việc xây dựng một bề mặt bảo vệ xung quanh các tài sản quan trọng và có giá trị nhất, chẳng hạn như dữ liệu, ứng dụng, tài sản và dịch vụ DAAS. Với phạm vi bảo vệ được thu hẹp, Zero Trust giảm đáng kể khả năng tiếp cận của các mối đe dọa so với việc bảo vệ toàn bộ chu vi mạng.

Network Segmentation đóng vai trò quan trọng trong chiến lược Zero Trust. Các kiến trúc sư mạng sử dụng phân đoạn để tạo ra những chu vi nhỏ, bảo vệ bề mặt bảo vệ và kiểm soát chặt chẽ quyền truy cập. Những phân đoạn này hoạt động như một tuyến phòng thủ thứ hai, đảm bảo rằng ngay cả khi một phần mạng bị xâm nhập, các mối đe dọa không thể lan rộng sang các khu vực khác. Tường lửa ảo hoặc các công cụ bảo mật tự động khác có thể được triển khai để đơn giản hóa quá trình phân đoạn và duy trì bảo mật.

Trái ngược với mô hình tin tưởng giả định trước đây, chỉ xâm nhập vào chu vi không đủ để truy cập vào dữ liệu nhạy cảm. Các chu vi vi mô, dù là vật lý hay ảo, ngăn chặn sự di chuyển ngang của các mối đe dọa trong mạng,  làm giảm đáng kể khả năng gây thiệt hại, khiến phần lớn nỗ lực xâm nhập ban đầu của kẻ tấn công trở nên vô hiệu. Bằng cách kết hợp Network Segmentation với chiến lược Zero Trust, các tổ chức có thể tăng cường bảo mật tổng thể và bảo vệ tốt hơn các tài sản quan trọng của mình.

Phân loại Network Segmentation

Network Segmentation có thể được thực hiện dưới hai hình thức chính: Physical Segmentation và Logical Segmentation. Mỗi loại có cách tiếp cận và ứng dụng riêng, phù hợp với các mục tiêu và yêu cầu khác nhau.

Physical segmentation

Được gọi là phân đoạn vật lý liên quan đến việc chia một mạng lớn thành nhiều mạng con nhỏ hơn bằng cách sử dụng các thiết bị phần cứng như tường lửa vật lý hoặc ảo. Những tường lửa này đóng vai trò cổng kiểm soát lưu lượng, quyết định dữ liệu nào được phép ra vào từng mạng con.

Điểm mạnh của phân đoạn vật lý là cấu trúc mạng được thiết lập cố định và dễ quản lý. Tuy nhiên, việc triển khai phân đoạn này thường đòi hỏi thiết lập vật lý, chẳng hạn như đi dây lại hoặc bố trí lại phần cứng, nên ít linh hoạt hơn khi cần thay đổi hoặc mở rộng.

Logical segmentation

Logical segmentation là phân đoạn logic sử dụng phần mềm hoặc các phương pháp định tuyến để tạo ra các mạng con. Hai cách phổ biến nhất là:

• Mạng cục bộ ảo (VLAN): Dựa vào thẻ VLAN, lưu lượng mạng tự động được định tuyến đến các mạng con tương ứng, giúp việc cấu hình trở nên nhanh chóng và đơn giản.
• Lược đồ địa chỉ mạng: Sử dụng các địa chỉ IP hoặc phương pháp định tuyến để phân đoạn. Cách này hiệu quả nhưng đòi hỏi kiến thức sâu hơn về lý thuyết mạng.

Phân đoạn logic có ưu điểm là rất linh hoạt, không cần di chuyển hoặc điều chỉnh phần cứng, và có thể được cấu hình từ xa. Việc tự động hóa trong phân đoạn logic giúp đơn giản hóa quá trình triển khai và quản lý mạng con.

Khi áp dụng phân đoạn, một xu hướng phổ biến là sử dụng một chính sách hợp nhất để kiểm soát truy cập và giảm thiểu mối đe dọa trên tất cả các mạng con. Thay vì quản lý các chính sách ở từng phần mạng khác nhau, cách tiếp cận này tập trung hóa quản lý, giúp giảm bề mặt tấn công và nâng cao khả năng bảo mật tổng thể.

Xem thêm bài viết tương tự: DLP (Data Loss Prevention) là gì? Cách hoạt động của DLP

Lợi ích của Network Segmentation

Phân đoạn mạng mang lại nhiều lợi ích thiết thực trong bảo mật và hiệu suất hệ thống. Dưới đây là những lợi ích quan trọng:

Tăng cường bảo mật mạng

Phân đoạn mạng chia hệ thống thành các mạng con nhỏ hơn, giúp cô lập lưu lượng và giảm thiểu bề mặt tấn công, làm hạn chế khả năng các mối đe dọa di chuyển ngang qua mạng, từ đó ngăn chặn sự lan rộng của các cuộc tấn công. Chẳng hạn, nếu một mạng con bị nhiễm phần mềm độc hại, các mạng con khác vẫn an toàn và không bị ảnh hưởng, giúp bảo vệ tài nguyên quan trọng một cách hiệu quả.

Giảm tắc nghẽn, cải thiện hiệu suất

Khi một mạng chứa quá nhiều thiết bị, việc truyền gói tin có thể bị chậm hoặc tắc nghẽn, dẫn đến giảm hiệu suất tổng thể. Phân đoạn mạng chia hệ thống thành các phân đoạn nhỏ hơn, giảm số lượng gói tin phải xử lý đồng thời trong từng phân đoạn, không chỉ giúp giảm tắc nghẽn mà còn cải thiện tốc độ và độ ổn định của mạng.

Giảm phạm vi tuân thủ và chi phí

Việc tuân thủ các quy định bảo mật có thể tốn kém khi toàn bộ mạng nằm trong phạm vi kiểm tra. Phân đoạn mạng giúp cô lập các hệ thống cần tuân thủ quy định vào một khu vực riêng biệt, giới hạn số lượng thiết bị phải tuân thủ, giảm chi phí kiểm tra và triển khai các biện pháp bảo mật cần thiết.

Các trường hợp sử dụng Network Segmentation

Network Segmentation mang lại nhiều lợi ích trong việc bảo mật và quản lý mạng, được áp dụng trong nhiều tình huống cụ thể như sau:

Mạng không dây dành cho khách

Network Segmentation cho phép các công ty cung cấp Wifi cho khách và nhà thầu mà vẫn duy trì mức độ bảo mật cao. Khi đăng nhập bằng thông tin của khách, họ sẽ được chuyển đến một phân đoạn mạng riêng, nơi chỉ có quyền truy cập internet mà không thể truy cập vào tài nguyên nội bộ của công ty, giảm thiểu nguy cơ xâm phạm mạng chính và bảo vệ dữ liệu nhạy cảm.

Quyền truy cập theo nhóm người dùng

Để giảm nguy cơ vi phạm từ bên trong, các doanh nghiệp thường chia các phòng ban thành những mạng con riêng biệt. Mỗi mạng con chỉ bao gồm các thành viên được ủy quyền và tài nguyên họ cần để làm việc. Quyền truy cập giữa các mạng con được giám sát và kiểm soát chặt chẽ. Ví dụ, nếu một nhân viên kỹ thuật cố gắng truy cập vào mạng con của bộ phận nhân sự, hệ thống sẽ kích hoạt cảnh báo và tiến hành điều tra.

Bảo mật trong đám mây công cộng

Trong môi trường đám mây công cộng hoặc đám mây lai, nhà cung cấp dịch vụ thường chịu trách nhiệm bảo mật cơ sở hạ tầng, trong khi khách hàng cần bảo vệ hệ điều hành, dữ liệu và các tài sản khác. Network Segmentation giúp cô lập các ứng dụng và tài nguyên trong môi trường đám mây, ngăn chặn sự di chuyển của các mối đe dọa và giảm thiểu rủi ro vi phạm dữ liệu.

Tuân thủ PCI DSS

Để đảm bảo tuân thủ các tiêu chuẩn bảo mật như PCI DSS, quản trị viên mạng có thể sử dụng phân đoạn để cô lập thông tin thẻ tín dụng vào một vùng bảo mật riêng biệt. Vùng này được bảo vệ bằng các quy tắc chỉ cho phép lưu lượng hợp lệ tối thiểu và tự động từ chối mọi truy cập không được phép. Thông thường, các vùng bảo mật này được triển khai như các mạng SDN ảo hóa, giúp tăng cường bảo mật và đáp ứng yêu cầu của PCI DSS một cách hiệu quả.

Những hạn chế thường gặp khi triển khai Network Segmentation

Dù mang lại nhiều lợi ích, việc triển khai Network Segmentation vẫn đối mặt với một số thách thức và hạn chế thường gặp như sau:

• Tính phức tạp trong thiết kế lại mạng: Đối với các tổ chức có hạ tầng mạng hiện có, việc phân đoạn đòi hỏi phải thiết kế lại cấu trúc mạng. Điều này không chỉ phức tạp mà còn có thể tốn nhiều thời gian và tài nguyên, đặc biệt nếu mạng ban đầu chưa được thiết kế để hỗ trợ phân đoạn.
• Rủi ro từ cấu hình sai: Cấu hình sai là một vấn đề thường gặp trong quá trình thiết lập các phân đoạn. Nếu các quy tắc truy cập hoặc lưu lượng không được cấu hình chính xác, có thể tạo ra lỗ hổng bảo mật, khiến hệ thống dễ bị tấn công hoặc hoạt động không hiệu quả.
• Khó khăn trong duy trì khả năng hiển thị: Khi mạng được chia thành nhiều phân đoạn, việc giám sát và duy trì khả năng hiển thị trên toàn bộ hệ thống trở nên khó khăn hơn, có thể dẫn đến việc bỏ sót các mối đe dọa tiềm ẩn hoặc sự cố xảy ra trong một mạng con mà không được phát hiện kịp thời.
• Nhu cầu quản lý và giám sát liên tục: Network Segmentation đòi hỏi sự quản lý và giám sát liên tục để đảm bảo các phân đoạn luôn hoạt động hiệu quả và an toàn. Các thay đổi trong môi trường mạng, chẳng hạn như thêm thiết bị mới hoặc cập nhật ứng dụng, cũng cần được điều chỉnh trong các chính sách phân đoạn.

Sản phẩm đề xuất

Kết luận

Trong bối cảnh công nghệ phát triển và các mối đe dọa an ninh mạng ngày càng phức tạp, Network Segmentation đã chứng minh vai trò không thể thiếu trong việc bảo vệ hệ thống và dữ liệu. Sự kết hợp giữa phân đoạn mạng và tường lửa không chỉ giúp giảm thiểu rủi ro mà còn tăng cường hiệu suất hoạt động của doanh nghiệp. Với cách tiếp cận này, các tổ chức không chỉ củng cố lớp phòng thủ mà còn xây dựng một hệ sinh thái mạng an toàn, sẵn sàng đối phó với những thách thức trong tương lai.