HÖHERE TECHNISCHE BUNDESLEHRANSTALT WIEN 3, RENNWEG 89B Höhere Abteilung für Informationstechnologie Ausbildungsschwerpunkt Netzwerktechnik

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1 HÖHERE TECHNISCHE BUNDESLEHRANSTALT WIEN 3, RENNWEG 89B Höhere Abteilung für Informationstechnologie Ausbildungsschwerpunkt Netzwerktechnik Projektnummer: 3R IT Wien, im September 2014 Ansuchen um Genehmigung einer Aufgabenstellung für die DIPLOMARBEIT Jahrgang: 5DN Schuljahr: 2014/15 Thema: Network 3.0 Aufgabenstellung: Die Aufgabenstellung besteht darin, über Logfiles von Netzwerkkomponenten das Surfverhalten der Benutzer zu ermitteln. Dies soll grafisch und in Form mehrerer Statistiken dargestellt werden. Darüber hinaus soll mit Hilfe dieser Daten das jeweilige Netzwerk optimiert werden. Anzahl der Beiblätter: 18 Zuordnung zu den Fachgebieten: Globale Netzwerktechnik (GLNT) Netzwerktechnik (NWTK) Netzwerkmanagement (NTMA) Kandidatinnen Kandidaten: Alexander Krump (Projektleitung)... Thomas Janka (Projektleitung Stv.)... Johannes Pinger... Fabian Obernberger... Betreuerinnen Betreuer: Christian Schöndorfer (Hauptbetreuung)... Clemens Kussbach (Hauptbetreuung Stv.)... Werner Lugschitz... Florian Weiss AV Mag. Dr. Gerhard HAGER Dir. Mag. DI Dr. Martin WEISSENBÖCK Als Diplomarbeit zugelassen... LSI DI Judith WESSELY-KIRSCHKE

2 Zuteilung zu den Prüfungsfächern Schülerin/Schüler Schwerpunkt Prüfer/Prüferin Projektleiterin/Projektleiter Alexander Krump NTMA KUS Fabian Obernberger GLNT SDO Johannes Pinger GLNT SDO Thomas Janka GLNT SDO Diplomarbeit Antrag Seite 2 von 19

3 Executive Summary The project is about analysing the school network. During this project different statistics will be created which will show the average per capita consumption. With the obtained information we can improve the network and make it safer and faster for the consumer. Objectives Log-files, Log-file-Parser, Database, Illustration Risks The highest risk is the database and the illustration. If we cannot connect to the database, the log files cannot be saved thus no further action can be made. Milestones Date Milestone Given project assignment Database created Log files received Parser programmed User profile illustrated Thesis book written Project completed Budget and Resources Project budget 0 Costs for school 0 Total man hours 790 h. Diplomarbeit Antrag Seite 3 von 19

4 Inhaltsverzeichnis 1 PROJEKTIDEE AUSGANGSSITUATION BESCHREIBUNG DER IDEE PROJEKTZIELE MUSS ZIELE OPTIONALE ZIELE (SOLL, KANN ZIELE) NICHT ZIELE ZUORDNUNG DER ZIELE ZU DEN TEAMMITGLIEDERN ALEXANDER, KRUMP FABIAN, OBERNBERGER JOHANNES, PINGER THOMAS, JANKA PROJEKTORGANISATION GRAFISCHE DARSTELLUNG (EMPOWERED PROJEKTORGANISATION) PROJEKTTEAM PROJEKTUMFELDANALYSE GRAFISCHE DARSTELLUNG BESCHREIBUNG DER WICHTIGSTEN UMFELDER RISIKOANALYSE BESCHREIBUNG DER WICHTIGSTEN RISIKEN RISIKOPORTFOLIO RISIKO GEGENMAßNAHMEN MEILENSTEINLISTE PROJEKTRESSOURCEN PROJEKTRESSOURCEN: SOLL IST VERGLEICH PERSONELLE RESSOURCEN KOSTENABSCHÄTZUNG FINANZIERUNG Diplomarbeit Antrag Seite 4 von 19

5 1 Projektidee 1.1 Ausgangssituation Ausgangssituation ist die HTL Wien 3 Rennweg, die zum einen technisch versiert ist, zum anderen keine Kenntnis über die Schulnetzwerkaktivitäten ihrer SchülerInnnen hat. Jeder Schüler beansprucht mit seinem Smartphone, Laptop oder im EDV Saal mit einem Standcomputer Bandbreite im Netzwerk. Vor diesem Hintergrund ergibt sich nun eine Reihe von Fragestellungen: Wie könnte eine ideale Datenanbindung aussehen? - Wäre eventuell eine bessere Anbindung ratsam? Sollte eine Datenkontingentierung eingeführt werden? Wenn ja, welche Sperren sollten gemacht werden beziehungsweise können diese technisch umgesetzt werden? Ist eine redundante Netzwerkanbindung sinnvoll? Wie verteilt sich der Traffic zwischen hausinternem und externem Traffic? Welche Bedrohungsszenarien gehen vom Netzwerk aus? Die Schule benötigt daher einen Überblick über den Traffic in ihrem Netzwerk. Die dafür benötigten Analyse-Tools sind sehr teuer und für eine Schule nicht finanzierbar. Aus den oben genannten Gründen ergibt sich ein idealer Anknüpfungspunkt für die vorliegende Diplomarbeit. 1.2 Beschreibung der Idee Die Idee ist es, eine Toolsammlung zur Visualisierung des Netzwerktraffics zu erstellen. Dies geschieht mit Hilfe von Logfiles. Logfiles werden von aktiven Netzwerkkomponenten, beispielsweise Router, Switches und Firewalls erzeugt. Die erstellten Logfiles werden für einen Parser zur Verfügung gestellt. Dieser Parser kann Logfiles aufgrund von verschiedensten Kriterien zerteilen, sowie die Logfile- Informationen in eine Datenbank schreiben. Die von uns erstellte Datenbank beinhaltet eine komplexe Struktur, in der wir Daten speichern sowie auslesen können. Mit Hilfe von diversen Abfragen wie komplexe Views können wir die Daten teilweise filtern und für unser Darstellungstool freigeben. Das Tool wertet Daten aus und ist in der Lage sie graphisch darzustellen. Dadurch haben wir den gesamten Netzwerk-Traffic im Überblick. Weiters können wir Netzbetreiber (Schulen, Firmen) Empfehlungen geben, wie sie ihr Netz durch das einfache Sperren diverser Seiten/Ports oder durch Anschaffung einiger leistungsfähiger Netzwerkkomponenten effizienter gestalten können. Unsere Toolsammlung soll leicht bedienbar sein und unter der Plattform Microsoft zur Verfügung stehen. Abschließend soll dem bundesweiten Koordinationsgremium seitens des Unterrichtsministeriums ein Maßnahmenkatalog unterbreitet werden. Diplomarbeit Antrag Seite 5 von 19

6 2 Projektziele 2.1 MUSS Ziele Parser programmiert Ein Parser für das Lesen der Verbindungsdaten aus den Logfiles ist programmiert. Bestimmte Logfiles von aktiven Netzwerkkomponenten werden mit Hilfe des Parsers in einer Datenbank gespeichert. Als Programmiersprache wird voraussichtlich C# verwendet um eine gute Verbindung zwischen der Datenbank und dem Parser sicherzustellen Normalisiertes Datenbank-Modell erstellt Eine Datenbank, welche normalisiert ist, ist eingerichtet und ist funktionstüchtig um Daten aus den Logfiles abzuspeichern. Voraussichtlich wird der Microsoft SQL Server dafür verwendet. Wenn dieser unseren Anforderungen bezüglich Performance und Kapazität entspricht, werden wir diesen in das Endprodukt integrieren Benutzerprofil dargestellt Anhand der gespeicherten Logfiles in der Datenbank können benutzerspezifische Profile über deren Netzwerkverhalten erstellt werden. Die Visualisierung wird mit Hilfe einer Datenbankabfrage gemacht, welche die Daten einem Visualisierungstool, Microsoft SharePoint, bereitstellt. Dieses Tool stellt uns die Daten dann grafisch dar. Falls die Datenbankabfrage in gewünschter Form nicht möglich ist, werden die Daten mit dem Tool Microsoft SharePoint Analysis Services gefiltert Logfiles aus einem Produktivnetzwerk erhalten Um aus der Diplomarbeit einen wirklichen Nutzen ziehen zu können, werden Daten aus einem Netzwerk benötig, welches ein reales surfverhalten darstellt. Anhand der Daten die aus einem Produktivnetzwerk gewonnen werden, werden Empfehlungen und Voraussagen für den Netzwerkbetreiber abgegeben. Zusätzlich können schwächen oder sonstige Probleme im Netzwerk festgestellt werden. Diplomarbeit Antrag Seite 6 von 19

7 2.2 Optionale Ziele (Soll, Kann Ziele) Festgestellt wie lange EDV-Saal-Rechner im Stand-by-Modus eingeschaltet sind. Durch das Analysieren der Laufzeiten der EDV-Saal-Rechner ist eine Statistik erstellt, die Zeigt wie viele Stunden pro Monat ein EDV-Saal-Rechner im Standby läuft Netzwerk-Report wird monatlich gesendet Zu jedem Monatsende wird ein Report des vergangenen Monats angelegt und auf der Webseite dargestellt. Dieser Report beinhaltet den Durchschnittsverbrauch eines Netzwerkbenutzers, den insgesamt verbrauchten Traffic und eine Grafik an der abzulesen ist, welche Applikationen oder Webseiten am meisten Traffic erzeugen Schulnetzwerk auf 802.1X umgestellt Durch die neue, schnellere Anbindung der Schule an das Internet, sind im Netzwerk neue Sicherheitsmaßnahmen erstellt, um die neue Bandbreite optimal auszulasten. Dies wird ein Teilaspekt der Diplomarbeit sein. 2.3 NICHT Ziele Die Analyse-Logik ist im Parser einprogrammiert Eine Auswertung der Daten kann der Parser übernehmen In die Privatsphäre der Schüler eingreifen Über die IP-Adresse oder Active-Directory Login werden die Daten einem Schülernamen zugeordnet. Diplomarbeit Antrag Seite 7 von 19

8 3 Zuordnung der Ziele zu den Teammitgliedern 3.1 Alexander, Krump Projektleiter, Datenbankmitarbeiter, Marketingverantwortlicher Als Projektleiter habe ich viele organisatorische und planungstechnische Aufgaben zu erledigen. Darunter fallen die gesamte Planung, das Projektcontrolling, die Projektkoordination und das Produktmarketing. Darüber hinaus werde ich die Projektteammitarbeiter Thomas Janka und Johannes Pinger bei ihren Aufgaben unterstützen. Bei der Datenbank werde ich beim Design und der Erstellung mitarbeiten. Durch das erlangte Wissen bei der Datenbank, werde ich dann in der Lage sein alle notwendigen Informationen über die Tabellen an das Auswertungsteam weiter zu geben. Außerdem werde ich für eine ausreichende Kommunikation sorgen, damit die Hauptbetreuer und Nebenbetreuer immer über den momentanen Status des Projekts Bescheid wissen. Dafür werden regelmäßige Meetings stattfinden, welche alle offenen Fragen klären und Diskontinuitäten angepasst werden. Verantwortlich für die Umsetzung und Erreichung folgender Teilziele Logfiles aus einem Produktivnetzwerk erhalten Netzwerk-Report wird monatlich gesendet 3.2 Fabian, Obernberger Hauptprogrammierer und Designer Als Hauptprogrammierer habe ich die Verantwortung für den Parser. Dieser Parser wird in der Programmiersprache C# geschrieben. Dazu verwenden wir das.net Framework, um eine gute Kompatibilität mit Microsoft Windows, Microsoft Windows Server und dem Microsoft SQL Server sicherzustellen. Der Parser soll die Logfiles zeilenweise durchlesen, nach diversen Attributen filtern und in der Datenbank abspeichern. Die Funktionalität des Parsers soll letztendlich möglichst automatisiert ablaufen. Der Benutzer hat die Möglichkeit gewünschte Konfigurationseinstellungen festzusetzen, die die Dateien betreffen, welche abgearbeitet werden sollen. Neben der Aufgabe als Hauptprogrammierer, unterstütze ich Johannes Pinger bei der Auswertung der Netzdaten und deren Darstellung. Verantwortlich für die Umsetzung und Erreichung folgender Teilziele Parser ist programmiert Festgestellt wie lange ein EDV-Saal-Rechner im Stand-by-Modus eingeschalten ist. Diplomarbeit Antrag Seite 8 von 19

9 3.3 Johannes, Pinger Auswertungs- und Darstellungs-Spezialist Meine Aufgabe ist es, Protokolle in den Logfiles ausfindig zu machen und diese in die Datenbank einzupflegen. Protokolle haben verschiedene Eindeutigkeiten. Welche auch Signaturen genannt werden. Signaturen sollen für möglichst viele, aber noch viel wichtiger für alle relevanten Protokolle in einem Netzwerk erkannt und analysiert werden. Durch die Analyse dieser Protokolle kann man die Daten der Logfiles graphisch sinnvoll darstellen und Informationen analysieren. Diese Oberfläche soll über Tools wie zum Beispiel Microsoft Sharepoint durchgeführt werden. Die daraus gewonnenen Daten können wir verwenden, um unser endgültiges Ziel zu erreichen. Aufgrund dieser Erkenntnisse kein ein Durchschnittsschülerprofil erstellt werden und darüber hinaus eine Empfehlung zu Änderungsmaßnahmen abgegeben werden Verantwortlich für die Umsetzung und Erreichung folgender Teilziele Benutzerprofil dargestellt Schulnetzwerk auf 802.1X umgestellt 3.4 Thomas, Janka Datenbankverantwortlicher, EDV-Saal Experte Meine Aufgabe liegt darin, eine Datenbank zu designen und diese an unser Projekt anzupassen. Dazu ist es zuerst nötig mich zu informieren, welche Arten von Datenbanken es gibt und welche davon für unser Projekt geeignet ist. Danach muss ein Entity-Relationship Modell erstellt werden. Dazu sind die Informationen, welche wir aus dem Parser bekommen nötig. Die Datenbank muss dann normalisiert werden, damit es keine Komplikationen beim Auswerten gibt. Die Auswertung kann teils schon in der Datenbank über Views bzw. komplexe Select Abfragen geschehen. Zusätzlich werden auch die EDV-Säle optimiert. Mithilfe von Scripts wird gespeichert zu welcher Zeit die EDV-Saal-Rechner tatsächlich in Betrieb sind. Dadurch kann Strom und somit Geld gespart werden. Ebenfalls wird überprüft ab welchem Zeitpunkt während der Stunde die Aufmerksamkeitspanne abfällt und der nicht relevante Traffic steigt. Verantwortlich für die Umsetzung und Erreichung folgender Teilziele Normalisiertes Datenbank-Modell erstellt Diplomarbeit Antrag Seite 9 von 19

10 4 Projektorganisation 4.1 Grafische Darstellung (Empowered Projektorganisation) Projektauftraggeber Team Florian Weiss Projektnebenbetreuer Clemens Kussbach Hauptbetreuung Stellvertreter Werner Lugschitz Projektnebenbetreuer Christian Schöndorfer Projektauftraggeber Hauptbetreuer Projektorganisation Alexander Krump Projektleiter Johannes Pinger Projektteammitglied Thomas Janka Projektleiter-Stv Fabian Obernberger Projektteammitglied Projektteam Diplomarbeit Antrag Seite 10 von 19

11 4.2 Projektteam Funktion Name Kürzel PA Christian Schöndorfer SDO PN Clemens Kussbach KUS PN Werner Lugschitz LUG PN Florian Weiss WSF PL Alexander Krump KRU PTM Thomas Janka JAN PTM Johannes Pinger PIN PTM Fabian Obernberger OBE Diplomarbeit Antrag Seite 11 von 19

12 5 Projektumfeldanalyse 5.1 Grafische Darstellung 2. Fabian Obernberger Projektteammitglied 1. Alexander Krump Projektleiter 3. Johannes Pinger Projektteammitglied 4. Thomas Janka Prokektteammitglied 5. Christian Schöndorfer Projekthauptbetreuer 6. Clemens Kussbach Hauptbetreuer- Stellvertreter 7. Werner Lugschitz Nebenbetreuer 8. Florian Weiss Nebenbetreuer Network Schule 9. Interessenten Schüler Lehrer 11. Rechtliche Normen und Gesetze Diplomarbeit Antrag Seite 12 von 19

13 5.2 Beschreibung der wichtigsten Umfelder # Bezeichnung Beschreibung Bewertung 1 Alexander Krump 4 Thomas Janka 5 11 Christian Schöndorfer Rechtliche Gesetzte und Normen 12 Schüler 13 Schule Die Motivation und das Interesse an das Thema werden die Mitarbeiter immer von neuen anspornen. Gute soziale Kompetenz können Spannungen und Konflikte innerhalb des Teams schnell entdecken und beheben. Engagement und Fachwissen kann das Team unterstützt werden Aufgrund der Datenschutzbedingungen muss ein besonderes Augenmerk auf die zu veröffentlichenden Daten gemacht werden. Durch das Surfverhalten der Schüler können Annahmen für die Auslastung ähnlicher Netze mit der gleichen Zielgruppe getroffen werden Falls Sie aber ihren Traffic verschlüsseln kann dies nur teilweise gemacht werden Die Schule stellt den Platz, die Hardware und die Lizenzen für die Software zur Verfügung - / - Diplomarbeit Antrag Seite 13 von 19

14 6 Risikoanalyse 6.1 Beschreibung der wichtigsten Risiken # Bezeichnung Beschreibung des Risikos P A RF 1 Logfile-Server 2 Parser-Server 3 SharePoint 4 Datenbank 5 Datenbankverbindung 6 Grafische-Darstellung 7 Produktivnetz 8 Geräte Der Server, welcher uns die Logfiles zur Verfügung stellt fällt aus und liefert uns keine weiteren Logfiles. Der Server, auf welchem wir unsere Software gespeichert haben, fällt aus. Die Zugangsdaten für den SharePoint Server können nicht aufgetrieben werden. Der Datenbank-Server stürzt ab und alle Daten gehen verloren. Es kann von außerhalb des Schulnetzwerkes keine Verbindung zum Datenbank- Server hergestellt werden. Wir finden kein geeignetes Tool zum darstellen unserer Daten. Im Schulnetzwerk ist es uns verwehrt Logfiles zu bekommen. Geräte welche für uns die Meldungen an den Logfile Server schicken fallen aus Diplomarbeit Antrag Seite 14 von 19

15 6.2 Risikoportfolio Diplomarbeit Antrag Seite 15 von 19

16 6.3 Risiko Gegenmaßnahmen # Bezeichnung Gegenmaßnahme 1 Logfile-Server 2 Parser-Server 3 SharePoint 4 Datenbank Es gibt einen Backup-Server der dieselben Dienste verwendet wie unser Hauptserver. Es gibt einen Ersatzserver der diesen Dienst dann auf diesen migriert Die Auswertung wird dann über Datenbankabfragen und Excel dargestellt oder ein neuer SharePoint-Server wird aufgesetzt Wir verwenden einen Backup-Server welcher bei Ausfall des Hauptservers verwendet werden kann. 5 Datenbankverbindung Wir verbinden uns Physikalisch mit dem Gerät 6 Grafische-Darstellung 7 Produktivnetz Eine Grafik wird mit den vorhandenen Daten manuell erzeugt Anderes Netzwerk (Schule, KMU) suchen und die Logfiles von diesem Netzwerk verwenden. 8 Geräte Ersatzgeräte werden stattdessen verwendet Diplomarbeit Antrag Seite 16 von 19

17 7 Meilensteinliste Datum Meilenstein Projektauftrag unterzeichnet Datenbank erstellt Logfiles erhalten Parser programmiert Benutzerprofil dargestellt Diplomarbeitsbuch geschrieben Projekt abgeschlossen Diplomarbeit Antrag Seite 17 von 19

18 8 Projektressourcen 8.1 Projektressourcen: Soll Ist Vergleich SOLL Bereich IST Risiko (X) PSP (X) Know how im Bereich 802.1X nicht ausreichend X X Know how im Bereich Datenbanken Know how im Bereich Programmieren Produktivnetzwerk ausreichend ausreichend vorhanden 8.2 Personelle Ressourcen # Teammitglied Personenstunden 1 Alexander Krump Thomas Janka Fabian Obernberger Johannes Pinger 190 SUMME 760 Diplomarbeit Antrag Seite 18 von 19

19 8.3 Kostenabschätzung # Beschreibung der Kostenursache Kosten 1 Logfiles aus dem Produktivnetz 0 2 Datenbank-Server 0 SUMME Finanzierung Die Logfiles und der Datenbank-Server werden von der Schule zur Verfügung gestellt. Dadurch entstehen keine Kosten. Diplomarbeit Antrag Seite 19 von 19