Fortinet [I.2] Quy trình xử lý gói tin của FortiGate

Quy trình xử lý gói tin của FortiGate
Mục lục
I. Tổng quan về khái niệm "Life of a Packet"
II. Các giai đoạn xử lý gói tin chi tiết
III. Cơ chế tăng tốc phần cứng (Hardware Acceleration)
IV. Tác động của Inspection Modes đến luồng đi của gói tin
V. Tổng kết

I. TỔNG QUAN VỀ KHÁI NIỆM "LIFE OF A PACKET"

"Life of a Packet" là thuật ngữ mô tả toàn bộ hành trình của một gói tin từ khi đi vào interface đầu vào (Ingress) cho đến khi được đẩy ra interface đầu ra (Egress) của FortiGate. Việc nắm vững quy trình này là điều kiện tiên quyết để quản trị viên có thể cấu hình chính xác và xử lý sự cố (troubleshooting) một cách hiệu quả, đặc biệt là khi luồng dữ liệu bị chặn hoặc bị trễ mà không rõ nguyên nhân.


I. CÁC GIAI ĐOẠN XỬ LÝ GÓI TIN CHI TIẾT

Quy trình xử lý của FortiGate được chia thành 3 giai đoạn chính:


1. Giai đoạn Ingress (Gói tin đi vào):

• Sanity Check: Kiểm tra tính toàn vẹn của gói tin (checksum, lỗi tiêu đề IP). Nếu gói tin bị lỗi, nó sẽ bị loại bỏ ngay lập tức.
• DoS Policy: Kiểm tra xem gói tin có vi phạm các ngưỡng thiết lập ngăn chặn tấn công từ chối dịch vụ (Denial of Service) hay không.
• IP Integrity: Kiểm tra tính hợp lệ của địa chỉ IP nguồn.

2. Giai đoạn Kernel (Xử lý nhân):Đây là giai đoạn phức tạp nhất, nơi FortiGate đưa ra các quyết định quan trọng:

• Routing Lookup: Tra cứu bảng định tuyến để xác định interface đầu ra.
• Firewall Policy Lookup: Kiểm tra danh sách chính sách (Policies). Nếu không có chính sách nào khớp (match), gói tin bị hủy (Implicit Deny).
• Session Creation: Nếu gói tin khớp với một Policy, một session sẽ được tạo ra trong bảng session để các gói tin sau đó của cùng một luồng (flow) được xử lý nhanh hơn.
• NAT (Network Address Translation): Thực hiện chuyển đổi địa chỉ IP nguồn hoặc đích nếu được cấu hình.

3. Giai đoạn Security Inspection (Kiểm tra bảo mật):Tùy vào cấu hình trong Firewall Policy, gói tin sẽ được đưa qua các engine bảo mật:

• IPS/Application Control: Kiểm tra các dấu hiệu tấn công hoặc nhận diện ứng dụng.
• Antivirus/Web Filter: Quét mã độc hoặc lọc nội dung trang web.

III. CƠ CHẾ TĂNG TỐC PHẦN CỨNG (HARDWARE ACCELERATION)

Một đặc điểm làm nên sức mạnh của FortiGate là khả năng "đi tắt" (Offloading) nhờ các chip ASIC chuyên dụng:

• Fast Path (NP - Network Processor): Nếu một session đã được xác lập và không yêu cầu kiểm tra nội dung sâu, gói tin sẽ được chip NP xử lý trực tiếp ở tầng phần cứng, bỏ qua CPU chính. Điều này giúp giảm độ trễ về gần như bằng không.
• Slow Path (Main CPU): Dành cho các gói tin đầu tiên của một session hoặc các luồng dữ liệu cần kiểm tra sâu tầng ứng dụng mà chip NP không hỗ trợ.

IV. TÁC ĐỘNG CỦA INSPECTION MODES ĐẾN LUỒNG ĐI CỦA GÓI TIN

Cách gói tin di chuyển phụ thuộc lớn vào chế độ kiểm tra dữ liệu:

• Flow-based Mode: Gói tin được quét "trên đường đi". Engine bảo mật sẽ lấy một bản sao của gói tin để phân tích trong khi gói tin vẫn tiếp tục di chuyển. Nếu phát hiện vi phạm, kết nối sẽ bị ngắt (RST packet).
• Proxy-based Mode: FortiGate sẽ đóng vai trò là điểm cuối của kết nối (Terminated connection). Nó nhận toàn bộ dữ liệu, lắp ráp lại, kiểm tra xong xuôi rồi mới tạo một kết nối mới để gửi đến đích. Quy trình này khiến "Life of a Packet" kéo dài hơn nhưng độ bảo mật là cao nhất.

V. TỔNG KẾT

Hiểu rõ "Life of a Packet" giúp chúng ta biết được thứ tự ưu tiên của các tính năng. Ví dụ: Định tuyến (Routing) luôn xảy ra trước khi kiểm tra Firewall Policy. Nếu gói tin không có đường đi, nó sẽ bị loại bỏ trước khi hệ thống kịp kiểm tra xem nó có vi phạm chính sách bảo mật hay không. Đây là chìa khóa để tối ưu hóa hiệu năng và bảo mật cho hệ thống mạng sử dụng Fortinet.