Методы коммутации. Проблемы безопасности. Оценка Сети - Коммуникации и связь - Скачать бесплатно
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА
По дисциплине: "Информационные сети"
2005 г.
ПЛАН
Методы коммутации информации, коммутация каналов.
Проблемы безопасности информации в сетях. Вирусы: «черви», «троянские
кони». Методы защиты.
Какие характеристики используются для оценки производительности сети.
Как их можно получить?
1.Методы коммутации информации, коммутация каналов.
Связь представляет собой совокупность сетей и служб связи (Рис. 1).
Служба электросвязи – это комплекс средств, обеспечивающий
представление пользователям услуг. Вторичные сети обеспечивают
транспортировку, коммутацию сигналов в службах электросвязи, первичные
снабжают вторичные каналами. Составной частью соответствующей службы
является оконечное оборудование, которое располагается у пользователя.
Служба передачи данных может предоставлять и услуги телефонной сети. Она
входит в состав служб ДЭС, которые обеспечивают передачу разнообразной
нетелефонной информации.
[pic]
Рисунок 1 - Совокупность сетей и служб связи.
Эталонная модель взаимосвязи открытых систем (ВОС) – наиболее общее
описание структуры построения стандартов. Она определяет принципы
взаимосвязи между отдельными стандартами и представляет собой основу для
обеспечения возможности параллельной разработки множества стандартов,
которые требуются для взаимосвязи открытых систем.
Стандарт ВОС должен определять не только эталонную модель, но и
конкретный набор услуг, удовлетворяющих эталонной модели, а также набор
протоколов, обеспечивающих удовлетворение услуг, для реализации которых они
разработаны.
В качестве эталонной модели в 1993 году утверждена семиуровневая
модель, в которой все процессы, реализуемые открытой системой, разбиты на
взаимно подчиненные уровни (Рис. 2). Уровень с меньшим номером
предоставляет услуги смежному с ним верхнему уровню и пользуется для этого
услугами смежного с ним нижнего уровня. Самый верхний (7) уровень
потребляет услуги, самый нижний только предоставляет их.
В семиуровневой модели протоколы нижних уровней (1-3) ориентированы
на передачу информации, верхних (5-7) – на обработку информации. 4 уровень
ближе по свои функциям к трем нижним уровням (1-3), чем к трем верхним (5-
7), поэтому его относят к нижнему уровню.
Задача всех семи уровней – обеспечение надежного взаимодействия
прикладных процессов. При этом под прикладными процессами понимают процессы
ввода, хранения, обработки и выдачи информации для пользователя. Каждый
уровень выполняет свою задачу. Уровни подстраховывают и проверяют работу
друг друга.
Седьмой уровень - прикладной уровень является основным, именно ради
него существуют все остальные уровни. С ним взаимодействуют прикладные
процессы системы, которые должны решать некоторую задачу совместно с
прикладными процессами, размещенными в других открытых системах (получение
протоколов для факса, телекса и видеотекста). Прикладной уровень эталонной
модели ВОС определяет смысловое содержание информации, которой обмениваются
открытые системы в процессе совместного решения заранее известной задачи.
Шестой уровень – это уровень представления. Он определяет процедуру
представления передаваемой информации в нужную сетевую форму
(преобразование символов двоичному коду ASCII). В сети, объединяющей
разнотипные компьютеры, информация, передаваемая по сети, должна иметь
определенную единую форму представления.
Пятый уровень называется уровнем сессий. Он предназначен для
организации, синхронизации диалога сеанса связи.
Четвертый уровень – транспортный уровень. Основная задача – найти
свободный от ошибок и экономно оптимальный маршрут для передачи данных.
Здесь обнаруживается и исправляется ошибка от начала до конца.
Третий уровень – сетевой, прокладывает путь через сеть, обслуживает
подключение, поддерживает связь и после того, как сеанс заканчивается,
разъединяет. На этом уровне формируются пакеты из полученных данных и
адресуются.
Второй уровень – канальный, представляет собой комплекс процедур и
методов управления каналом передачи данных, организованный на основе
физического соединения, он обеспечивает обнаружение и исправление ошибок.
Первый уровень – физический, обеспечивает непосредственную
взаимосвязь со средой передачи. Он определяет механический и электрический
характеристики, требуемые для подключения, поддержания соединения и
отключения физической цепи. Здесь определяются правила передачи каждого
бита через физический канал. Канал может передавать несколько бит сразу
(т.е. параллельно) или последовательно.
На каждом уровне используются определенные протоколы, которые
стандартизируются Международной Организацией по Стандартизации ITU-TS.
Протоколы ITU-TS используются для общественных сетей и частных. Функции
уровней 4-7 почти идентичны.
[pic]
Рисунок 2 - Структура эталонной модели ВОС.
Методы коммутации и режимы передачи пакетов.
Распределение потоков сообщений с целью доставки каждого сообщения по
адресу осуществляется на узлах коммутации (УК) с помощью коммутационных
устройств. Система распределений потоков сообщений в узлах коммутации
получила название системы коммутации. Под коммутацией в сетях передачи
информации условимся понимать совокупность операций, обеспечивающих в узлах
коммутации передачу информации между входными и выходными устройствами в
соответствии с указанным адресом. В системах передачи данных нашел
применение метод коммутации пакетов, который является разновидностью
коммутации с накоплением. При коммутации с накоплением (КН) ОП имеет
постоянную прямую связь со своим узлом коммутации и передает на него
информацию. Затем эта информация передается через узлы коммутации другим
абонентам, причем в случае занятости исходящих каналов, информация
запоминается в узлах и передается по мере освобождения каналов в нужном
направлении. При коммутации пакетов (КП) сообщения разбиваются на меньшие
части, называемые пакетами, каждый из которых имеет установленную
максимальную длину. Эти пакеты нумеруются и снабжаются адресами и
прокладывают себе путь по сети (методом передачи с промежуточным
хранением), которая их коммутирует. Таким образом, множество пакетов одного
и того же сообщения может передаваться одновременно, что и является одним
из главных преимуществ систем коммутации пакетов (передача данных
напоминает течение по трубе) (Таблица 1). Приемник в соответствии с
заголовками пакетов выполняет сшивку пакетов в исходное сообщение и
отправляет его получателю. Благодаря возможности не накапливать сообщения
целиком в узлах коммутации не требуется внешних запоминающих устройств, и
вполне можно ограничиться оперативной памятью, а в случае ее переполнения
использовать различные механизмы «притормаживания» передаваемых пакетов в
местах их генерации.
Части одного и того же сообщения могут в одно и тоже время находиться
в различных каналах связи, более того, когда начало сообщения уже принято,
его конец отправитель может еще даже не передавать в канал.
Таблица 1.
Параметры метода коммутации пакетов
|Параметры передачи данных |Коммутация пакетов |
|Скорость передачи |Средняя |
|Избыточность |Наибольшая |
|Возможность диалога |Есть |
|Задержка установления соединения |Наименьшая |
|Использование канала |Наилучшее |
|Потребность в промежуточной памяти |Ограниченная |
|Вероятность отказа из-за занятости каналов |Средняя |
|Возможность работы абонентов с разными |Есть |
|скоростями и типами терминалов | |
В сети с коммутации пакетов следующий процесс передачи (Рис. 3):
[pic]
Вводимое в сеть сообщение разбивается на части - пакеты длиной обычно
до 1000-2000 единичных интервалов, содержащие адрес ОП получателя.
Указанное разбиение осуществляется или в оконечном пункте, если он содержит
ЭВМ, или в ближайшем к ОП узле коммутации;
Если разбиение сообщения на пакеты происходит в узел коммутации, то
дальнейшая передача пакетов осуществляется по мере их формирования, не
дожидаясь окончания приема в узле коммутации целого сообщения;
В узле пакетной коммутации пакет запоминается в оперативной памяти
(ОЗУ) и по адресу определяется канал, по которому он должен быть передан;
Если этот канал к соседнему узлу свободен, то пакет немедленно
передается на соседний узел КП, в котором повторяется та же операция;
Если канал к соседнему узлу занят, то пакет может небольшое время
храниться в ОЗУ до освобождения канала;
При хранении пакеты устанавливаются в очереди по направлению
передачи, причем длина очереди не превышает 3-4 пакетов. Если длина очереди
превышает допустимую, пакеты стираются из памяти ОЗУ и их передача должна
быть повторена.
Пакеты, относящиеся к одному сообщению, могут передаваться по разным
маршрутам в зависимости от того, по какому из них в данный момент они с
наименьшей задержкой могут пойти к адресату. В связи с тем, что время
прохождения до сети пакетов одного сообщения может быть различным (в
зависимости от маршрута и задержек в узлах коммутации), порядок их перехода
в ОП (к получателю) может не соответствовать порядку пакетов.
Способы пакетной коммутации.
Существует два способа пакетной коммутации. Первый способ – это
способ датаграммной, второй – способ виртуальных соединений.
1. Датаграммный метод (ДМ).
Датаграммный метод эффективен для передачи коротких сообщений. Он не
требует громоздкой процедуры установления соединения между абонентами
(Рис.4). Термин датаграмма применяют для обозначения самостоятельного
пакета движущегося по сети независимо от других пакетов. Пакеты
доставляются получателю различными маршрутами. Эти маршруты определяются
сложившейся динамической ситуацией на сети. Каждый пакет снабжается
необходимым служебным маршрутным признаком, куда входит и адрес получателя.
Пакеты поступают на прием не в той последовательности, в которой они
были переданы, поэтому приходиться выполнять функции связанные со сборкой
пакетов.
Получив датаграмму, узел коммутации направляет ее в сторону смежного
узла максимально приближенного к адресату. Когда смежный узел подтверждает
получение пакета, узел коммутации стирает его в своей памяти. Если
подтверждение не получено, узел коммутации отправляет пакет в другой
смежный узел, и так до тех пор, пока пакет не будет принят.
Все узлы, окружающие данный узел коммутации ранжируются по степени
близости к адресату, и каждому присваивается 1, 2 и т.д. ранг.
Пакет сначала посылается в узел первого ранга, при неудаче – в узел
второго ранга и т.д.
Эта процедура называется алгоритмом маршрутизации. Существуют
алгоритмы, когда узел передачи выбирается случайно, и тогда каждая
датаграмма будет идти по случайной траектории.
Датаграммный режим объединяет в себе сетевой и транспортный уровень,
поэтому протокол передачи сети Internet называется протоколом TCP/IP, где
протокол ТСР – протокол четвертого транспортного уровня, а IP – сетевой
протокол.
Датаграммный режим используется, в частности, в Internet в протоколах
UDP (User Datagram Protocol) и TFTP (Trivial File Transfer Protocol).
[pic]
Рисунок 4 - Датаграммный метод передачи.
1. Виртуальный метод.
В виртуальном методе предполагается предварительное установление
маршрута передачи всего сообщения от отправителя до получателя с помощью
специального служебного пакета – запроса на соединение (Рис. 5). Для этого
пакета выбирается маршрут, который в случае согласия получателя этого
пакета на соединение закрепляется для прохождения по нему всего трафика.
Т.е. пакет запроса на соединение как бы прокладывает путь через сеть, по
которому пойдут все пакеты, относящиеся к этому вызову. В этом есть что-то
общее от процедуры коммутации каналов, когда сигнал запроса проходит через
сеть, и в соответствии с его путем, происходит коммутация сквозного канала,
по которому потом пойдут данные. Здесь есть принципиальное отличие, которое
отражено уже в названии самого соединения. В телефонной сети коммутируется
реальный физический тракт, а в пакетной сети – воображаемый (виртуальный)
тракт. Виртуальным он называется потому, что ему соответствует не сам
канал, а логическая связка между отправителем и получателем.
[pic]
Рисунок 5 - Виртуальный метод передачи.
В виртуальной сети абоненту-получателю направляется служебный пакет,
прокладывающий виртуальное соединение. В каждом узле этот пакет оставляет
распоряжение вида: пакеты k-ого виртуального соединения, пришедшие из i-ого
канала следует направлять в j-й канал. Т.о. виртуальное соединение
существует только в памяти управляющего компьютера. Дойдя до абонента-
получателя, служебный пакет запрашивает у него разрешение на передачу,
сообщив какой объем памяти понадобится для приема. Если его компьютер
располагает такой памятью и свободен, то посылается согласие абоненту-
отправителю на передачу сообщения. Получив подтверждение, абонент-
отправитель приступает к передаче сообщения обычными пакетами.
Пакеты беспрепятственно проходят друг за другом по виртуальному
соединению и в том же порядке попадают абоненту-получателю, где,
освободившись от концевиков и заголовков, образуют передаваемое сообщение,
которое направляется на 7 уровень. Виртуальное соединение может
существовать до тех пор, пока отправленный одним из абонентов, специальный
служебный пакет не сотрет инструкции в узлах. Режим виртуальных соединений
эффективен при передаче больших массивов информации и обладает всеми
преимуществами методов коммутации каналов и пакетов.
Преимущества режима виртуального соединения перед датаграммным
заключается в обеспечении упорядоченности пакетов, поступающих в адрес
получателя и сравнительной простоте управления потоком данных вдоль
маршрута в целях ограничения нагрузки в сети и возможности предварительного
резервирования ресурсов памяти на узлах коммутации.
К недостаткам следует отнести отсутствие воздействия изменившейся
ситуации в сети на маршрут, который не корректируется до конца связи.
Виртуальная сеть в значительно меньшей степени подвержена перегрузкам и
зацикливанию пакетов, за что приходится платить худшим использованием
каналов и большей чувствительностью к изменению топологии сети.
2.Проблемы безопасности информации в сетях. Вирусы: «черви»,
«троянские кони». Методы защиты.
Виды умышленных угроз безопасности информации.
Существует два вида умышленных угроз безопасности информации:
1. Пассивные угрозы.
2. Активные угрозы.
Пассивные угрозы направлены в основном на несанкционированное
использование информационных ресурсов ИС, не оказывая при этом влияния на
ее функционирование. Например, несанкционированный доступ к базам данных,
прослушивание каналов связи и т.д.
Активные угрозы имеют целью нарушение нормального функционирования
ИС путем целенаправленного воздействия на ее компоненты. К активным угрозам
относятся, например, вывод из строя компьютера или его операционной
системы, искажение сведений в БнД, разрушение ПО компьютеров, нарушение
работы линий связи и т.д. Источником активных угроз могут быть действия
взломщиков, вредоносные программы и т.п.
Умышленные угрозы подразделяются также на внутренние (возникающие
внутри управляемой организации) и внешние.
Внутренние угрозы чаще всего определяются социальной напряженностью и
тяжелым моральным климатом.
Внешние угрозы могут определяться злонамеренными действиями
конкурентов, экономическими условиями и другими причинами (например,
стихийными бедствиями). По данным зарубежных источников, получил широкое
распространение промышленный шпионаж — это наносящие ущерб владельцу
коммерческой тайны незаконные сбор, присвоение и передача сведений,
составляющих коммерческую тайну, лицом, не уполномоченным на это ее
владельцем.
К основным угрозам безопасности информации и нормального
функционирования ИС относятся:
- утечка конфиденциальной информации;
- компрометация информации;
- несанкционированное использование информационных ресурсов;
- ошибочное использование информационных ресурсов;
- несанкционированный обмен информацией между абонентами;
- отказ от информации;
- нарушение информационного обслуживания;
- незаконное использование привилегий.
Утечка конфиденциальной информации — это бесконтрольный выход
конфиденциальной информации за пределы ИС или круга лиц, которым она была
доверена по службе или стала известна в процессе работы. Эта утечка может
быть следствием:
- разглашения конфиденциальной информации;
- ухода информации по различным, главным образом техническим,
каналам;
- несанкционированного доступа к конфиденциальной информации
различными способами.
Разглашение информации ее владельцем или обладателем есть умышленные
или неосторожные действия должностных лиц и пользователей, которым
соответствующие сведения в установленном порядке были доверены по службе
или по работе, приведшие к ознакомлению с ним лиц, не допущенных к этим
сведениям.
Возможен бесконтрольный уход конфиденциальной информации по визуально-
оптическим, акустическим, электромагнитным и другим каналам.
Несанкционированный доступ — это противоправное преднамеренное
овладение конфиденциальной информацией лицом, не имеющим права доступа к
охраняемым сведениям.
Наиболее распространенными путями несанкционированного доступа к
информации являются:
- перехват электронных излучений;
- принудительное электромагнитное облучение (подсветка) линий связи
с целью получения паразитной модуляции несущей;
- применение подслушивающих устройств (закладок);
- дистанционное фотографирование;
- перехват акустических излучений и восстановление текста принтера;
- чтение остаточной информации в памяти системы после выполнения
санкционированных запросов;
- копирование носителей информации с преодолением мер защиты
- маскировка под зарегистрированного пользователя;
- маскировка под запросы системы;
- использование программных ловушек;
- использование недостатков языков программирования и операционных
систем;
- незаконное подключение к аппаратуре и линиям связи специально
разработанных аппаратных средств, обеспечивающих доступ
информации;
- злоумышленный вывод из строя механизмов защиты;
- расшифровка специальными программами зашифрованной: информации;
- информационные инфекции.
Перечисленные пути несанкционированного доступа требуют достаточно
больших технических знаний и соответствующих аппаратных или программных
разработок со стороны взломщика. Например, используются технические каналы
утечки — это физические пути от источника конфиденциальной информации к
злоумышленнику, посредством которых возможно получение охраняемых сведений.
Причиной возникновения каналов утечки являются конструктивные и
технологические несовершенства схемных решений либо эксплуатационный износ
элементов. Все это позволяет взломщикам создавать действующие на
определенных физических принципах преобразователи, образующие присущий этим
принципам канал передачи информации - канал утечки.
Однако есть и достаточно примитивные пути несанкционированного
доступа:
- хищение носителей информации и документальных отходов;
- инициативное сотрудничество;
- склонение к сотрудничеству со стороны взломщика;
- выпытывание;
- подслушивание;
- наблюдение и другие пути.
Любые способы утечки конфиденциальной информации могут привести к
значительному материальному и моральному ущербу как для организации, где
функционирует ИС, так и для ее пользователей.
Менеджерам следует помнить, что довольно большая часть причин и
условий, создающих предпосылки и возможность неправомерного овладения
конфиденциальной информацией, возникает из-за элементарных недоработок
руководителей организаций и их сотрудников. Например, к причинам и
условиям, создающим предпосылки для утечки коммерческих секретов, могут
относиться:
- недостаточное знание работниками организации правил защиты
конфиденциальной информации и непонимание необходимости их
тщательного соблюдения;
- использование не аттестованных технических средств обработки
конфиденциальной информации;
- слабый контроль за соблюдением правил защиты информации правовыми,
организационными и инженерно-техническими мерами;
- текучесть кадров, в том числе владеющих сведениями, составляющими
коммерческую тайну;
- организационные недоработки, в результате которых виновниками
утечки информации являются люди — сотрудники ИС и ИТ.
Большинство из перечисленных технических путей несанкционированного
доступа поддаются надежной блокировке при правильно разработанной и
реализуемой на практике системе обеспечения безопасности. Но борьба с
информационными инфекциями представляет значительные трудности, так как
существует и постоянно разрабатывается огромное множество вредоносных
программ, цель которых — порча информации в БД и ПО компьютеров. Большое
число разновидностей этих программ не позволяет разработать постоянных и
надежных средств защиты против них.
Вредоносные программы классифицируются
|
