Краткие сведения о технологии tcp/ip

Технология TCP/IP (Transport Control Protocol/Internet Protocol) предназначена для построения вычислительных сетей с коммутацией пакетов. Разработка технологии TCP/IP началась в 1973 г. в рамках Агентства по перспективным исследованиям и разработкам Министерства обороны США ARPA (Advanced Research Projects Agency). В процессе разработки этой технологии был создан новый стек протоколов, получивший название TCP/IP. Стек протоколов TCP/IP включает в себя четыре уровня: уровень сетевых интерфейсов, уровень межсетевого взаимодействия, а также транспортный и прикладной уровни. Схема соответствия протоколов стека TCP/IP уровням модели ЭМВОС показана на рис. 11.1.

Уровень ЭMBOC	Наименование уровня ЭМВОС	Наименование уровня стека TCP/IP
7	Прикладной уровень	Прикладной уровень - протоколы FTP, SNMP, Telnet
6	Уровень представления	--
5	Сеансовый уровень	--
4	Транспортный уровень	Транспортный уровень - протоколы TCP, UDP
3	Сетевой уровень	Уровень межсетевого взаимодействия - протоколы IP, ICMP, BGP, EGP, ISIS, OSPF
2	Канальный уровень	Уровень сетевых интерфейсов - протоколы Х.25, Frame Relay, ATM, SDH и др.
1	Физический уровень

Рисунок 11.1 – Схема соответствия уровней стека протоколов TCP/IP уровням модели ЭМВОС

Первоначально стек TCP/IP предназначался для использования исключительно во внутренней сети оборонных ведомств США ARPANET, однако ситуация изменилась после того, как из сети ARPANET была выделена новая ГСПД общего пользования - Интернет, которая полностью базировалась на стеке протоколов TCP/IP. В настоящее время стандартизацией технологии TCP/IP занимается рабочая группа по проектированию сети Интернет IETF (Internet Engineering Task Force). Технология TCP/IP может также быть использована для построения глобальных сетей связи, базирующихся на стеке протоколов TCP/IP (IP-сетей). IP-сеть представляет собой совокупность маршрутизаторов, связывающих между собой различные подсети, построенные на базе технологий Х.25, Frame Relay, ATM и др. IP-сеть включает в себя следующие компоненты (рис. 11.2):

• маршрутизаторы - устройства, обеспечивающие передачу сообщений между двумя подсетями;

• магистральные каналы связи - линии связи и аппаратура передачи данных между подсетью и маршрутизатором, а также между маршрутизаторами;

• каналы доступа - линии связи и аппаратура передачи данных между терминальным оборудованием пользователей и подсетями, связанными между собой маршрутизаторами. В качестве терминального оборудования пользователей могут выступать персональные компьютеры, серверы, терминалы и др.

Рисунок 11.2 – Структура IP-сети

IP-сеть реализует первые два уровня стека протоколов TCP/IP: уровень сетевых интерфейсов и уровень межсетевого взаимодействия, которые обеспечивают транспортные функции передачи сообщений, содержащих информацию пользователя или информацию управления.

Уровень межсетевого взаимодействия стека протоколов IP-сети реализует следующие функции:

• формирование пакетов данных (или дейтаграмм) — информационных единиц протокола IP - на основе блоков данных, сформированных на транспортном уровне стека протоколов TCP/IP;

• маршрутизацию IP-пакетов на основе IP-адресов, содержащихся в заголовках этих пакетов данных;

• формирование пакетов данных на основе протокола ICMP, содержащих информацию об ошибках, возникших в процессе работы IP-сети, или информацию о степени доступности (готовности) маршрутизаторов IP-сети. Сформированные пакеты данных ICMP помещаются в поле данных IP-пакетов;

• рассылку среди маршрутизаторов IP-сети информации о сетевой топологии, необходимой для определения оптимального маршрута передачи IP-пакетов. Информация о сетевой топологии рассылается при помощи пакетов данных, сформированных на основе таких протоколов маршрутизации как OSPF (Open Shortest Path First), ISIS (Intermediate System to Intermediate System), BGP (Border Gateway Protocol) и EGP (Exterior Gateway Protocol) и др. Пакеты данных, сформированные при помощи протоколов маршрутизации, помещаются в поле данных IP-пакетов.

Уровень сетевых интерфейсов IP-сети определяет механические, электрические и функциональные характеристики каналов доступа и магистральных каналов связи, по которым передаются IP-пакеты.

Рассмотрим более подробно функциональное назначение уровня межсетевого взаимодействия и уровня сетевых интерфейсов стека протоколов TCP/IP.

Физический и канальный уровни технологии TCP/IP (уровень

сетевых интерфейсов)

В отличие от рассмотренных выше технологий глобальных сетей Х.25, Frame Relay и ATM технология TCP/IP не определяет конкретные типы сетевых интерфейсов, предназначенных для передачи IP-пакетов, сформированных на уровне межсетевого взаимодействия. Это делает стек протоколов TCP/IP аппаратно-независимым и позволяет использовать на уровне сетевых интерфейсов различные протоколы канального и физического уровней. Так, например, IP-сети могут быть построены на базе сетей Х.25, Frame Relay и ATM. Таким образом, в качестве информационной единицы уровня сетевых интерфейсов могут выступать кадры данных LAPB, пакеты данных PLP, ATM-ячейки и др., в зависимости от типа протокола, используемого на канальном уровне стека TCP/IP. Общая структура информационной единицы уровня сетевых интерфейсов стека протоколов TCP/IP изображена на рис. 11.3.

Заголовок

Поле данных

Рисунок 11.3 - Структура информационной единицы уровня сетевых интерфейсов стека протоколов TCP/IP

Структура заголовка информационной единицы уровня сетевых интерфейсов зависит от типа протокола, используемого на этом уровне, а поле данных информационной единицы содержит IP-пакет, сформированный на уровне межсетевого взаимодействия.

Рассмотрев функции уровня сетевых интерфейсов и уровня межсетевого взаимодействия, реализуемые IP-сетью, перейдём к описанию системы управления IP-сети.

Система управления IP-сети реализует функции всех четырёх уровней стека протоколов TCP/IP. Кроме рассмотренных выше уровней межсетевого взаимодействия и сетевых интерфейсов система управления IP-сети реализует функции прикладного и транспортного уровней стека TCP/IP. Функции четырёх уровней стека протоколов TCP/IP реализуются системой управления при помощи маршрутизаторов и ЦУС, предназначенного для управления этими маршрутизаторами.

Воздействия нарушителя на уровне интерфейсов стека протоколов TCP/IP

ВН на уровне сетевых интерфейсов направлены на получение НСД к информационной сфере IP-сети на физическом уровне модели ЭМВОС и могут быть реализованы (при отсутствии соответствующих средств защиты от НСД на этом уровне) при помощи установки специализированного оборудования в каналы доступа или в магистральные каналы связи IP-сети.

К ВН, реализуемым на уровне сетевых интерфейсов модели ЭМВОС и направленным на получение НСД к информационной сфере IP-сети, можно отнести воздействия, реализуемые двумя способами:

• путём получения НСД к функциям маршрутизатора, ЦУС или терминального оборудования пользователя посредством ложной аутентификации нарушителя с консоли управления;

• посредством получения НСД к функциям маршрутизатора или ЦУС путём активизации «закладок», внедрённых в ресурсы и инфраструктуры этих объектов IP-сети. Активизация «закладок» может осуществляться при помощи команд, сформированных нарушителем по радиоканалам связи.

Учитывая тот факт, что на уровне сетевых интерфейсов IP-сети могут использоваться протоколы сетей Х.25, Frame Relay и ATM, нарушитель также может получить НСД к информационной сфере IP-сети при помощи способов, применимых к этим технологиям.

На рис. 11.4 схематично показаны возможные источники ВН на уровне сетевых интерфейсов стека протоколов TCP/IP.

Рисунок 11.4 – Источники ВН, направленных на получение НСД к информационной сфере IP-сети на уровне сетевых интерфейсов

В случае, если в качестве нарушителя выступает пользователь IP-сети, он автоматически получает доступ к информационной сфере сети на уровне сетевых интерфейсов посредством своего терминального оборудования. Если в качестве нарушителя выступает оператор IP-сети, то он также имеет доступ к информационной сфере сети посредством ЦУС и маршрутизаторов.

Получение нарушителем НСД к информационной сфере IP-сети на уровне сетевых интерфейсов позволяет ему выполнять следующие несанкционированные действия на вышележащих уровнях стека протоколов TCP/IP:

• осуществлять несанкционированное ознакомление с содержимым передаваемых IP-пакетов, пакетов данных ICMP, RSVP, пакетов данных, сформированных при помощи протоколов маршрутизации OSPF, IS-IS, BGP или EGP, ТСР-сегментов, UDP-дейтаграмм, а также пакетов данных FTP, Telnet и SNMP;

• выполнять несанкционированную модификацию, удаление, задержку или формирование новых информационных единиц уровня межсетевого взаимодействия, а также транспортного или прикладного уровня.