Макаренко С. И. - Защита компьютерных сетей и телекоммуникаций. Учебное пособие [2024, PDF, RUS]

Примеры страниц

Оглавление

Предисловие.................................................................................................... 11
ЧАСТЬ I. КОМПЬЮТЕРНЫЕ СЕТИ И ТЕЛЕКОММУНИКАЦИИ .................................... 13
1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕОРИИ СИСТЕМ СВЯЗИ ...................... 13
1.1. Основные термины и определения в области систем связи ........................... 13
1.2. Состав системы связи ................................................................................ 15
1.3. Основные требования, предъявляемые к системе связи ............................... 18
1.3.1. Основные понятия теории эффективности ................................................ 18
1.3.2. Требования к вышестоящим информационно-управляющим
системам ......................................................................................................... 19
1.3.3. Требования к связи и системе связи ......................................................... 20
1.3.4. Требования к системе связи по обеспечению информационной
безопасности ................................................................................................... 21
1.4. Канал связи, рода и виды связи ................................................................. 24
1.4.1. Основные понятия о канале связи ........................................................... 24
1.4.2. Рода связи ............................................................................................. 26
1.4.2.1. Радиосвязь ......................................................................................... 27
1.4.2.2. Проводная связь ................................................................................. 29
1.4.2.3. Волоконно-оптическая связь................................................................ 30
1.4.2.4. Подводные гидроакустические каналы ................................................. 30
1.4.3. Виды связи ........................................................................................... 31
1.5. Структура сети связи ............................................................................... 33
1.5.1. Узлы связи ........................................................................................... 35
1.5.2. Каналы связи в сети ............................................................................. 35
1.5.3. Управление в сети ................................................................................ 36
2. ПОСТРОЕНИЕ КОМПЬЮТЕРНЫХ СЕТЕЙ И
ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫХ СИСТЕМ В СООТВЕТСТВИИ С МОДЕЛЬЮ
OSI .............................................................................................................. 39
2.1. Модель OSI как основа описания взаимодействия абонентов
компьютерных сетей и телекоммуникационных систем ..................................... 39
2.2. Уровни модели OSI .................................................................................. 42
2.2.1. Физический уровень ............................................................................. 42
2.2.2. Канальный уровень .............................................................................. 42
2.2.3. Сетевой уровень ................................................................................... 43
2.2.4. Транспортный уровень .......................................................................... 45
2.2.5. Сеансовый уровень .............................................................................. 45
2.2.6. Представительный уровень ................................................................... 45
2.2.7. Прикладной уровень ............................................................................ 46
2.3. Особенности функционирования протоколов передачи данных в
рамках модели OSI ........................................................................................ 46
3. ФИЗИЧЕСКИЕ СРЕДЫ И КАНАЛЫ СВЯЗИ ....................................................... 49
3.1. Общая характеристика каналов связи телекоммуникационных
систем .......................................................................................................... 49
3.2. Кабельные каналы связи на основе витых пар ........................................... 51
3.3. Коаксиальные кабельные каналы ............................................................. 52
3.4. Оптико-волоконные кабельные каналы ..................................................... 53
3.4.1. Общая характеристика оптико-волоконных каналов ................................ 53
3.4.2. Многомодовые и одномодовые кабели .................................................... 55
3.4.2. Технология WDM – мультиплексирование с разделением по
длине волны ................................................................................................. 57
3.5. Радиоканалы связи ................................................................................. 59
4. ТЕХНОЛОГИИ ПРОВОДНЫХ КОМПЬЮТЕРНЫХ СЕТЕЙ ..................................... 62
4.1. Общая характеристика протоколов канального уровня .............................. 62
4.2. Понятие топологии сети .......................................................................... 62
4.3. Сети Х.25 ............................................................................................... 65
4.4. Сети Frame Relay .................................................................................... 67
4.5. Сети Token Ring ...................................................................................... 68
4.6. Сети FDDI .............................................................................................. 69
4.7. Сети Ethernet ......................................................................................... 70
4.7.1. Общий обзор технологии Ethernet ......................................................... 70
4.7.2. Технология случайного множественного доступа CSMA ........................... 71
4.7.3. Современные стандарты технологии Ethernet ......................................... 73
4.7.4. Перспективные стандарты технологии Ethernet ...................................... 75
5. ТЕХНОЛОГИИ БЕСПРОВОДНЫХ СЕТЕЙ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ ........................... 78
5.1. Общая характеристика беспроводных технологий .................................... 78
5.2. Сети Wi-Fi ............................................................................................. 80
5.2.1. Общий обзор технологии Wi-Fi ............................................................. 80
5.2.2. Преимущества и недостатки Wi-Fi ........................................................ 82
5.2.3. Особенности регламентации работы оборудования Wi-Fi в
России ........................................................................................................ 83
5.3. Технология WiMAX ................................................................................ 84
5.3.1. Общий обзор технологии WiMAX........................................................... 84
5.3.2. Фиксированная и мобильная версии технологии WiMAX ........................ 86
5.3.3. Технология WiMAX в России ................................................................ 87
5.4. Технология LTE ..................................................................................... 87
5.4.1. Общий обзор технологии LTE ............................................................... 87
5.4.2. Физический радиоинтерфейс технологии LTE ....................................... 88
5.4.3. Структура сети LTE ............................................................................. 89
5.4.4. Технология LTE в составе сетей 4G в России ......................................... 92
5.5. Технология ZigBee ................................................................................. 92
5.6. Технология Bluetooth ............................................................................. 94
6. ОРГАНИЗАЦИЯ ИНФОРМАЦИОННОГО ОБМЕНА МЕЖДУ СЕТЯМИ .................... 96
6.1. Функции сетевого уровня в модели OSI .................................................. 96
6.2. Адресация на сетевом уровне модели OSI .............................................. 98
6.2.1. Адресация адресов в TCP/IP сетях ...................................................... 98
6.2.2. DHCP – протокол автоматического назначения IP-адресов .................. 101
6.2.3. Отображение доменных имен на IP адреса. Служба DNS .................... 102
6.3. Маршрутизация на сетевом уровне OSI ................................................ 105
6.3.1. Принципы обмена сообщениями между сетями .................................. 105
6.3.2. Протоколы маршрутизации .............................................................. 108
6.3.3. Функции маршрутизатора ................................................................ 111
6.3.3.1. Уровень интерфейсов .................................................................. 111
6.3.3.2. Уровень сетевого протокола ........................................................ 113
6.3.3.3 Уровень протокола маршрутизации ............................................... 114
7. ОБЕСПЕЧЕНИЕ КАЧЕСТВА ОБСЛУЖИВАНИЯ ПРИ МЕЖСЕТЕВОМ
ОБМЕНЕ ................................................................................................. 115
7.1. Функции транспортного уровня в модели OSI ..................................... 115
7.2. Основные архитектуры обеспечения качества обслуживания в
сетях ..................................................................................................... 116
7.2. Протоколы TCP и UDP, как реализация архитектуры «Best Effort»
в сетях IP/TCP ......................................................................................... 118
7.3. Архитектура интегрированного обслуживания IntServ ......................... 121
7.3. Архитектура дифференцированного обслуживания DiffServ ................ 124
8. ТРАНСПОРТНЫЕ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫЕ СЕТИ ................................ 128
8.1. Единая сеть электросвязи – национальная транспортно-
магистральная телекоммуникационная сеть ............................................. 128
8.2. Цифровая первичная сеть ................................................................ 132
8.2.1. Общая характеристика первичных сетей ........................................ 132
8.2.2. Цифровые иерархии, используемые в первичной сети .................... 133
8.2.2.1. Плезиохронные цифровые иерархии PDH..................................... 134
8.2.2.2. Синхронная цифровая иерархия SDH .......................................... 136
8.2.2.3. Технология АТМ ......................................................................... 137
8.2.2.4. Оптическая цифровая иерархия ОТH-OTN .................................... 138
8.3. Типовые каналы и тракты аналоговой и цифровой сети
электросвязи ......................................................................................... 139
8.4. Вторичные сети связи – сети абонентского доступа ............................ 141
8.5. Узлы связи ...................................................................................... 142
8.6. Этапы развития технологий транспортных
телекоммуникационных сетей ................................................................... 145
8.6.1. Этапы развития первичных и вторичных сетей .................................. 145
8.6.2. Сети связи NGN .............................................................................. 147
8.6.3. Современное состояние развития телекоммуникационных
технологий связи .................................................................................... 148
8.6.4. Общие понятия о глобальной сети Интернет ..................................... 150
9. СЕТИ И СИСТЕМЫ АБОНЕНТСКОГО ДОСТУПА ........................................... 155
9.1. Понятие сетей абонентского доступа ..................................................... 155
9.2. Проблема «последней мили» .................................................................. 157
9.2.1. Направления решения проблемы «последней мили» ............................. 158
9.2.2. Технологии решения проблемы «последней мили» ............................... 161
9.3. Классификация и краткая характеристика технологий проводного
абонентского доступа ................................................................................. 163
9.4. Технологии локальных сетей, коллективного доступа и
кабельного телевидения ............................................................................ 164
9.4.1. Технологии локальных сетей ............................................................ 164
9.4.2. Технологии сетей коллективного доступа ........................................ 164
9.4.3. Технологии кабельных телевизионных сетей ................................. 166
9.5. Технологии доступа на основе цифровых телефонных
абонентских линий DSL ........................................................................ 168
9.5.1. Обзор технологии DSL ................................................................. 168
9.5.2. Технологии симметричного DSL-доступа ......................................... 174
9.5.3. Технологии асимметричного DSL-доступа ........................................ 176
9.6. Технологии доступа на волоконно-оптических и смешанных
медно-оптических линиях ......................................................................... 178
9.6.1. Технологии группы FTTx – доступ на основе смешанных
медно-оптических линий связи ................................................................ 179
9.6.1.1. Технология FTTB ........................................................................ 180
9.6.1.2. Технология FTTH ........................................................................ 181
9.6.1.3. Технология Ethernet FTTH .......................................................... 182
9.6.2. Технология пассивной оптической сети PON .................................. 183
9.7. Анализ распространенности технологий широкополосного
доступа к сети Интернет в России .......................................................... 188
ЧАСТЬ II. ОБЕСПЕЧЕНИЕ ИНФОРМАЦИОННОЙ
БЕЗОПАСНОСТИ В ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫХ СЕТЯХ............................... 189
10. ТИПОВЫЕ ИНФОРМАЦИОННО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА
ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫЕ СЕТИ ............................................................ 189
10.1. Классификация атакующих информационно-технических
воздействий со стороны злоумышленников .............................................. 189
10.2. Удаленные сетевые атаки ............................................................... 191
10.2.1. Определение и классификация удаленных сетевых атак ................ 191
10.2.2. Примеры способов информационно-технических
воздействий на основе удаленных сетевых атак ....................................... 195
10.2.2.1. Анализ сетевого трафика .......................................................... 197
10.2.2.2. Подмена доверенного объекта или субъекта
информационной системы ....................................................................... 197
10.2.2.3. Внедрение ложного объекта в информационную систему ............. 198
10.2.2.4. Использование ложного объекта для организации
удаленной атаки на систему .................................................................... 200
10.2.2.5. Атаки типа «отказ в обслуживании» ........................................... 202
10.3. Компьютерные вирусы и другие вредоносные программы ................. 204
10.3.1. Классические компьютерные вирусы ............................................ 208
10.3.2. Черви ........................................................................................... 209
10.3.3. Троянские программы ..................................................................... 209
10.3.4. Примеры средств информационно-технических воздействий
на основе компьютерных вирусов .................................................................. 211
10.3.5. Проблемные вопросы использования средств
информационно-технических воздействий на основе компьютерных
вирусов ........................................................................................................ 215
10.4. Программные закладки .......................................................................... 218
10.5. Аппаратные закладки ............................................................................. 219
11. МЕХАНИЗМЫ РЕАЛИЗАЦИИ УДАЛЕННЫХ АТАК В ГЛОБАЛЬНОЙ СЕТИ
ИНТЕРНЕТ ..................................................................................................... 222
11.1. Анализ сетевого трафика ....................................................................... 222
11.2. Ложный ARP-сервер .............................................................................. 223
11.3. Ложный DNS-сервер .............................................................................. 226
11.3.1. Внедрение в сеть ложного DNS-сервера путем перехвата
DNS-запроса ................................................................................................. 227
11.3.2. Внедрение в сеть ложного сервера путем создания
направленного «шторма» ложных DNS-ответов на атакуемый хост ................. 228
11.3.3. Внедрение в сеть ложного сервера путем перехвата DNS-
запроса или создания направленного «шторма» ложных DNS-
ответов на атакуемый DNS-сервер ............................................................. 231
11.4. Навязывание хосту ложного маршрута с использованием
протокола ICMP с целью создания в сети ложного маршрутизатора ........... 234
11.5. Подмена одного из субъектов TCP-соединения в сети ...................... 237
11.6. Нарушение работоспособности хоста в сети путем
использовании направленного «шторма» ложных TCP-запросов на
создание соединения, либо при переполнении очереди запросов ............. 240
12. ОБЕСПЕЧЕНИЕ БЕЗОПАСНОСТИ СИСТЕМ, ВХОДЯЩИХ В СОСТАВ
ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫХ СЕТЕЙ............................................................... 242
12.1. Межсетевые экраны (Firewall) .............................................................. 242
12.1.1. Межсетевые экраны прикладного уровня ..................................... 242
12.1.2. Межсетевые экраны с пакетной фильтрацией .............................. 243
12.1.3. Гибридные межсетевые экраны ..................................................... 244
12.1.4. Пример конфигурирования межсетевого экрана.......................... 245
12.2. Организация и эксплуатация виртуальных частных сетей (VPN) ...... 246
12.2.1. Определение виртуальных частных сетей .................................... 246
12.2.2. Пользовательские VPN ................................................................... 247
12.2.3. Узловые VPN .................................................................................... 248
12.2.4 Понятие стандартных технологий функционирования VPN ................... 249
12.2.5. Типы систем VPN ............................................................................ 250
12.2.5.1. Аппаратные системы VPN ....................................................... 251
12.2.5.2. Программные VPN .................................................................... 251
12.2.5.3. Веб-системы VPN ...................................................................... 251
12.3. Системы предотвращения вторжений (IDS) ....................................... 252
12.3.1. Общие понятия о функционировании IDS .................................... 252
17.3.2. Узловые IDS ..................................................................................... 254
17.3.3. Сетевые IDS ...................................................................................... 255
12.3.4. Использование IDS .......................................................................... 257
13. ОБЕСПЕЧЕНИЕ БЕЗОПАСНОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ В
ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫХ СЕТЯХ .............................................................. 260
13.1. Аутентификация и управление сертификатами .................................. 260
13.1.1. Электронные цифровые подписи ................................................... 260
13.1.2. Управление ключами и сертификация ключей ............................ 262
13.1.3. Концепция доверия в информационной системе ......................... 263
13.1.3.1. Иерархическая модель доверия ............................................... 263
13.1.3.2. Сетевая модель доверия............................................................ 264
13.1.4. Аутентификация с использованием протоколов открытого
ключа .................................................................................................. 265
13.2. Протокол конфиденциального обмена данными SSL ........................ 266
13.3. Обеспечение безопасности беспроводных сетей ................................ 269
13.3.1. Угрозы безопасности беспроводных соединений ........................ 270
13.3.1.1. Обнаружение беспроводных сетей .......................................... 270
13.3.1.2. Прослушивание ......................................................................... 270
13.3.1.3. Активные атаки ......................................................................... 271
13.3.2. Протокол WEP ........................................................................... 271
13.3.3. Протокол 802.1X – контроль доступа в сеть по портам .............. 273
13.4. Обеспечение безопасности электронной почты ........................... 274
13.4.1. Риски, связанные с использованием электронной почты............ 274
13.4.2. Средства обеспечения безопасности электронной почты ........... 279
13.4.3. Политика использования электронной почты .............................. 281
13.4.4. Системы контроля содержимого электронной почты ................. 283
13.4.5. Требования к системам контроля содержимого электронной
почты ................................................................................................ 283
13.4.6. Принципы функционирования систем контроля содержимого
электронной почты ............................................................................. 287
13.4.6.1. Категоризация писем и фильтрация спама ............................. 287
13.4.6.2. Реализация политики использования ...................................... 289
13.4.6.3. Долговременное хранение и архивирование .......................... 291
13.4.6.4. Контекстный контроль содержимого ...................................... 291
Заключение ....................................................................................... 292
Список сокращений ............................................................................ 293
Литература ........................................................................................ 306