1 Общая характеристика вопросов информационной безопасности предприятия icon

1 Общая характеристика вопросов информационной безопасности предприятия

Смотрите также:
1. общая характеристика специальности 075500 комплексное обеспечение информационной безопасности...
«Использование сетевых технологий при проектировании компьютерной сети и разработке...
Классификация угроз. Формализация подхода к обеспечению информационной безопасности...
В рамках юбилейного национального форума информационной безопасности «инфофорум» (Инфофоруму –...
4 Система менеджмента информационной безопасности...
Уровни обеспечения и определения требований на этих уровней к информационной безопасности...
Материалы предоставлены интернет проектом...
Общая характеристика работы...
Общая характеристика предприятия...
«Комплексные системы информационной безопасности»...
Отчет о научно-исследовательской работе по теме...
Лекция: Основные понятия информационной безопасности...



скачать



1 Общая характеристика вопросов информационной безопасности предприятия




1.1 Обеспечение информационной безопасности предприятия



Корпоративная информационная система (сеть) — информационная система, участниками которой может быть ограниченный круг лиц, определенный ее владельцем или соглашением участников этой информационной системы.

Корпоративные сети (КС) относятся к распределенным компьютерным системам, осуществляющим автоматизированную обработку информации. Проблема обеспечения информационной безопасности является центральной для таких компьютерных систем. Обеспечение безопасности КС предполагает организацию противодействия любому несанкционированному вторжению в процесс функционирования КС, а также попыткам модификации, хищения, вывода из строя или разрушения ее компонентов, то есть защиту всех компонентов КС — аппаратных средств, программного обеспечения, данных и персонала.

Комплексный подход основывается на решении комплекса частных задач по единой программе. Этот подход в настоящее время является основным для создания защищенной среды обработки информации в корпоративных системах, сводящей воедино разнородные меры противодействия угрозам. Сюда относятся правовые, морально-этические, организационные, программные и технические способы обеспечения информационной безопасности. Комплексный подход позволил объединить целый ряд автономных систем путем их интеграции в так называемые интегрированные системы безопасности.

Методы решения задач обеспечения безопасности очень тесно связаны с уровнем развития науки и техники и, особенно, с уровнем технологического обеспечения. А характерной тенденцией развития современных технологий является процесс тотальной интеграции. Этой тенденцией охвачены микроэлектроника и техника связи, сигналы и каналы, системы и сети. В качестве примеров можно привести сверхбольшие интегральные схемы, интегральные сети передачи данных, многофункциональные устройства связи и т. п.

Дальнейшим развитием комплексного подхода или его максимальной формой является интегральный подход, основанный на интеграции различных подсистем обеспечения безопасности, подсистем связи в единую интегральную систему с общими техническими средствами, каналами связи, программным обеспечением и базами данных. Интегральный подход направлен на достижение интегральной безопасности. Основной смысл понятия интегральной безопасности состоит в необходимости обеспечить такое состояние условий функционирования корпорации, при котором она надежно защищена от всех возможных видов угроз в ходе всего непрерывного производственного процесса. Понятие интегральной безопасности предполагает обязательную непрерывность процесса обеспечения безопасности как во времени, так и в пространстве (по всему технологическому циклу деятельности) с обязательным учетом всех возможных видов угроз (несанкционированный доступ, съем информации, терроризм, пожар, стихийные бедствия и т. д.).

В какой бы форме ни применялся комплексный или интегральный подход, он всегда направлен на решение ряда частных задач в их тесной взаимосвязи с использованием общих технических средств, каналов связи, программного обеспечения и т. д. Например, применительно к информационной безопасности наиболее очевидными из них являются задачи ограничения доступа к информации, технического и криптографического закрытия информации, ограничения уровней паразитных излучений технических средств, охраны и тревожной сигнализации. Однако необходимо решение и других, не менее важных задач. Так, например, выведение из строя руководителей предприятия, членов их семей или ключевых работников должно поставить под сомнение само существование данного предприятия. Этому же могут способствовать стихийные бедствия, аварии, терроризм и т. п. Поэтому объективно обеспечить полную безопасность информации могут лишь интегральные системы безопасности, индифферентные к виду угроз безопасности и обеспечивающие требуемую защиту непрерывно, как во времени, так и в пространстве, в ходе всего процесса подготовки, обработки, передачи и хранения информации.
^

1.2 Комплексный подход к обеспечению информационной

безопасности



К основным способам обеспечения информационной безопасности относят:

  • законодательные (правовые);

  • морально-этические;

  • организационные (административные);

  • технические;

  • программные.

Законодательные меры защиты определяются законодательными актами страны, которыми регламентируются правила использования, обработки и передачи информации ограниченного доступа и устанавливаются меры ответственности за нарушение этих правил.

К морально-этическим мерам противодействиям относятся нормы поведения, которые традиционно сложились или складываются по мере распространения сетевых и информационных технологий. Эти нормы большей частью не являются обязательными, как законодательные меры, однако несоблюдение их ведет обычно к потере авторитета и престижа человека. Данные нормы могут быть оформлены в некоторый свод правил и предписаний.

Организационные (административные) средства защиты представляют собой организационно-технические и организационно-правовые мероприятия, осуществляемые в процессе создания и эксплуатации аппаратуры телекоммуникаций для обеспечения защиты информации. Организационные мероприятия охватывают все структурные элементы аппаратуры на всех этапах их жизненного цикла (строительство помещений, проектирование системы, монтаж и наладка оборудования, испытания и эксплуатация).

Технические средства реализуются в виде механических, электрических, электромеханических и электронных устройств, предназначенных для препятствования на возможных путях проникновения и доступа потенциального нарушителя к компонентам защиты. Вся совокупность технических средств делится на аппаратные и физические.

Под аппаратными техническими средствами принято понимать устройства, встраиваемые непосредственно в телекоммуникационную аппаратуру, или устройства, которые сопрягаются с подобной аппаратурой по стандартному интерфейсу.

Программные средства составляли основу механизмов защиты на первой фазе развития технологии обеспечения безопасности связи в каналах телекоммуникаций. При этом считалось, что основными средствами защиты являются программные. Первоначально программные механизмы защиты включались, как правило, в состав операционных систем управляющих ЭВМ или систем управления базами данных. Практика показала, что надежность подобных механизмов защиты является явно недостаточной. Особенно слабым звеном оказалась защита по паролю. Поэтому в дальнейшем механизмы защиты становились все более сложными, с привлечением других средств обеспечения безопасности.

К данному классу средств защиты относятся: антивирусные, криптографические средства, системы разграничения доступа, межсетевые экраны, системы обнаружения вторжений и т.п.

Построение системы защиты должно основываться на следующих основных принципах:

  • cистемность подхода;

  • комплексности решений;

  • разумная достаточность средств защиты;

  • разумная избыточность средств защиты;

  • гибкость управления и применения;

  • открытость алгоритмов и механизмов защиты;

  • простота применения защиты, средств и мер;

  • унификация средств защиты.

Защита информации предполагает необходимость учета всех взаимосвязанных и изменяющихся во времени элементов, условий и факторов, существенно значимых для понимания и решения проблемы обеспечения информационной безопасности.

При создании системы защиты необходимо учитывать все слабые и наиболее уязвимые места системы обработки информации, а также характер возможных объектов и нарушения атак на систему со стороны нарушителя, пути проникновения в систему для НСД к информации.

Система защиты должна строиться с учетом не только всех известных каналов проникновения, но и с учетом возможности появления преимущественно новых путей реализации угроз безопасности.

Системный подход также предполагает непротиворечивость применяемых средств защиты.

Временная системность (принцип непрерывности функционирования системы защиты) — защита информации это не разовые мероприятия, а непрерывный целенаправленный процесс, предполагающий принятие соответствующих мер на всех этапах жизненного цикла защиты системы. Разработка системы защиты должна начинаться с момента проектирования системы защиты, а ее адаптация и доработка должна осуществляться на протяжении всего времени функционирования системы.

Организационная системность означает единство организации всех работ по ЗИ и управления к их осуществлению. Организационная системность предполагает создание в масштабах государства стройной системы органов, профессионально ориентированных на ЗИ.

Комплексность мер и средств защиты. В распоряжении специалистов находится широкий спектр мер, методов и средств защиты информационных систем. Комплексное их использование или комплексирование предполагает согласованное применение разнородных средств защиты при обеспечении информационной безопасности. Данный принцип предполагает учет всей совокупности возможных угроз при реализации систем защиты.

Принцип разумной достаточности. Создать абсолютно непреодолимую систему защиты принципиально невозможно. Поэтому при проектировании системы безопасности имеет смысл вести речь о некотором ее приемлемом уровне. При этом необходимо понимать, что высокоэффективная система защиты дорого стоит, может существенно снижать производительность защищаемого объекта и создавать ощутимые неудобства для пользователя.

Важно правильно выбрать тот правильный уровень защиты, при котором затраты, риск взлома и размер возможного ущерба были бы приемлемы.

Принцип разумной избыточности. Особенностью функционирования системы защиты является то, что уровень защищенности непрерывно снижается в процессе функционирования системы. Это вызвано тем, что любая атака на систему как успешная, так и нет, дает информацию злоумышленнику. Накопление информации приводит к успешной атаке.

Сказанное находится в противоречии с принципом разумной достаточности. Выход здесь в разумном компромиссе – на этапе разработки системы защиты в нее должна закладываться некая избыточность, которая бы позволила увеличить срок ее жизнеспособности.

Принцип гибкости управления и применения (принцип адаптивности). Как правило, система защиты проектируется в условиях большой неопределенности. Поэтому устанавливаемые средства защиты могут обеспечивать как чрезмерный, так и достаточный уровень защищенности. Поэтому должны быть реализованы принципы гибкости управления, обеспечивающие возможность настройки механизмов в процессе функционирования системы. Так, введение какого-либо нового узла в корпоративной сети или изменение действующих условий не должно снижать достигнутого уровня защищенности корпоративной сети в целом.

Принцип открытости алгоритмов и механизмов защиты. Суть принципа открытости алгоритмов и механизмов защиты состоит в том, что защита не должна обеспечиваться только за счет секретности, структурной безопасности и алгоритмов функционирования ее подсистем. Знание алгоритмов работы системы защиты не должно давать возможность преодоления системы защиты (даже автору).

Принцип простого (прозрачного) применения средств защиты. Механизмы защиты должны быть интуитивно понятны и просты в использовании. Они должны обладать интуитивно понятным интерфейсом, автоматической и автоматизированной настройки. Система защита должна по возможности минимально мешать работе пользователей, поэтому она должна функционировать в «фоновом» режиме, была незаметной и ненавязчивой.

Принцип унификации средств защиты. Современные системы защиты отличаются высоким уровнем сложности, что требует высокой квалификации обслуживающего персонала.

С целью упрощения администрирования систем безопасности целесообразно стремиться к их унификации, по крайней мере, в пределах предприятия.


^

1.3 Особенности обеспечения информационной безопасности в сетях



Основной современной тенденцией развития сетей связи является их глобализация, усложнение и интеграция.

Интеграция сетевых и коммуникационных технологий заключается в совместном использовании и интеграции разнообразных сетевых протоколов, во взаимном использовании коммуникационными провайдерами ресурсов и средств передачи данных и стыковке транспортных и сервисных услуг.

Усложнение сетевых технологий связано с разработкой новых функциональных протоколов связи и передачи информации, обеспечивающих более качественную, и надежную связь, увеличение объемов и скорости передаваемой информации.

Например, для повышения безопасности передачи информации был разработан протокол IPSEC, который входит в новую версию протокола IPv6.

Тенденция глобализации определяется необходимостью объединения и взаимного использования информационных ресурсов, расположенных в удаленных районах и странах.

Эти три основные тенденции развития сетевых информационных технологий приводят к четвертой и определяющей тенденции: эффективное и гибкое управление безопасностью и защитой передаваемой и обрабатываемой информации средствами централизованно-распределенного управления.

Эффективная интеграция невозможна без взаимного доверия и гарантий по безопасности информации коммуникационных провайдеров. В противном случае, интеграция приводит к финансовым и моральным потерям одной из сторон и организационному разрушению сети.

Рост сложности коммуникационных технологий приводит к неограниченному росту угроз безопасности информации, что в условиях отсутствия квалифицированной и гарантированной СОБИ КС приводит к функциональному разрушению сети.

Глобализация предусматривает резкое увеличение числа взаимодействующих субъектов обмена информацией, что при отсутствии управляемой СЗИ БИ гарантирует обратный от желаемого эффект — гарантии по несанкционированному доступу и превращению ценной для клиентов сети информации в бесполезно перекачиваемый информационный мусор.

Корпоративная сеть на основе ресурсов сети передачи данных общего пользования с гарантиями управления по безопасности информации — это основная и перспективная цель развития информационных технологий.

2 Общая характеристика концепции виртуальных частных сетей

^

2.1 Концепция построения защищенных виртуальных частных сетей



В связи с широким распространением интернет, интранет, экстранет при разработке и применении распределенных информационных сетей и систем одной из самых актуальных задач является решение проблем информационной безопасности.

В последнее десятилетие в связи с бурным развитием интернет и сетей коллективного доступа в мире произошел качественный скачок в распространении и доступности информации. Пользователи получили дешевые и доступные каналы связи. Стремясь к экономии средств, предприятия используют такие каналы для передачи критичной коммерческой информации. Однако принципы построения интернет открывают злоумышленникам возможности кражи или преднамеренного искажения информации. Не обеспечена достаточно надежная защита от проникновения нарушителей в корпоративные и ведомственные сети.

Для эффективного противодействия сетевым атакам и обеспечения возможности активного и безопасного использования в бизнесе открытых сетей в начале 90-х годов родилась и активно развивается концепция построения защищенных виртуальных частных сетей — VPN. (Virtual Private Networks).

В основе концепции построения защищенных виртуальных частных сетей VPN лежит достаточно простая идея: если в глобальной сети есть два узла, которые хотят обменяться информацией, то для обеспечения конфиденциальности и целостности передаваемой по открытым сетям информации между ними необходимо построить виртуальный туннель, доступ к которому должен быть чрезвычайно затруднен всем возможным активным и пассивным внешним наблюдателям. Термин «виртуальный» указывает на то, что соединение между двумя узлами сети не является постоянным (жестким) и существует только во время прохождения трафика по сети.

Преимущества, получаемые компанией при формировании таких виртуальных туннелей, заключаются, прежде всего, в значительной экономии финансовых средств.
^

2.2 Функции и компоненты сети VPN



Защищенной виртуальной сетью VPN называют объединение локальных сетей и отдельных компьютеров через открытую внешнюю среду передачи информации в единую виртуальную корпоративную сеть, обеспечивающую безопасность циркулирующих данных.

При подключении корпоративной локальной сети к открытой сети возникают угрозы безопасности двух основных типов:

  • несанкционированный доступ к корпоративным данным в процессе их передачи по открытой сети;

  • несанкционированный доступ к внутренним ресурсам корпоративной локальной сети, получаемый злоумышленником в результате несанкционированного входа в эту сеть.

Защита информации в процессе передачи по открытым каналам связи основана на выполнении следующих основных функций:

  • аутентификации взаимодействующих сторон;

  • криптографическом закрытии (шифровании) передаваемых данных;

  • проверке подлинности и целостности доставленной информации.

Для этих функций характерна взаимосвязь друг с другом. Их реализация основана на использовании криптографических методов защиты информации.

Для защиты локальных сетей и отдельных компьютеров от несанкционированных действий со стороны внешней среды обычно используют межсетевые экраны, поддерживающие безопасность информационного взаимодействия путем фильтрации двустороннего потока сообщений, а также выполнения функций посредничества при обмене информацией. Межсетевой экран располагают на стыке между локальной и открытой сетью. Для защиты отдельного удаленного компьютера, подключенного к открытой сети, программное обеспечение межсетевого экрана устанавливают на этом же компьютере, и такой межсетевой экран называется персональным.

Защита информации в процессе ее передачи по открытым каналам основана на построении защищенных виртуальных каналов связи, называемых криптозащищенными туннелями. Каждый такой туннель представляет собой соединение, проведенное через открытую сеть, по которому передаются криптографически защищенные пакеты сообщений.

Создание защищенного туннеля выполняют компоненты виртуальной сети, функционирующие на узлах, между которыми формируется туннель. Эти компоненты принято называть инициатором и терминатором туннеля. Инициатор туннеля инкапсулирует (встраивает) пакеты в новый пакет, содержащий наряду с исходными данными новый заголовок с информацией об отправителе и получателе. Хотя все передаваемые по туннелю пакеты являются пакетами IP, инкапсулируемые пакеты могут принадлежать к протоколу любого типа, включая пакеты немаршрутизируемых протоколов, таких, как NetBEUI. Маршрут между инициатором и терминатором туннеля определяет обычная маршрутизируемая сеть IP, которая может быть и сетью отличной от интернет. Терминатор туннеля выполняет процесс обратный инкапсуляции — он удаляет новые заголовки и направляет каждый исходный пакет в локальный стек протоколов или адресату в локальной сети.

Сама по себе инкапсуляция никак не влияет на защищенность пакетов сообщений, передаваемых по туннелю. Но благодаря инкапсуляции появляется возможность полной криптографической защиты инкапсулируемых пакетов. Конфиденциальность инкапсулируемых пакетов обеспечивается путем их криптографического закрытия, то есть зашифровывания, а целостность и подлинность — путем формирования цифровой подписи. Поскольку существует большое множество методов криптозащиты данных, очень важно, чтобы инициатор и терминатор туннеля использовали одни и те же методы и могли согласовывать друг с другом эту информацию. Кроме того, для возможности расшифровывания данных и проверки цифровой подписи при приеме инициатор и терминатор туннеля должны поддерживать функции безопасного обмена ключами. Ну и наконец, чтобы туннели создавались только между уполномоченными пользователями, конечные стороны взаимодействия требуется аутентифицировать.

    1. ^

      Классификация виртуальных частных сетей



Наиболее часто используются следующие три признака классификации VPN:

  • рабочий уровень модели OSI;

  • конфигурация структурно-технического решения;

  • способ технической реализации.

Классификация VPN по рабочему уровню ЭМВОС. Для технологий безопасной передачи данных по общедоступной (незащищенной) сети применяют обобщенное название — защищенный канал (secure channel).

Защищенный канал можно построить с помощью системных средств, реализованных на разных уровнях эталонной модели взаимодействия открытых систем (ЭМВОС, OSI) (таблица 1).

От выбранного уровня OSI во многом зависит функциональность реализуемой VPN и ее совместимость с приложениями ИС, а также с другими средствами защиты. По признаку рабочего уровня модели OSI различают следующие группы VPN:

  • VPN второго (канального) уровня;

  • VPN третьего (сетевого) уровня;

  • VPN пятого (сеансового) уровня.


Таблица 1 — Протоколы защищенного доступа

Прикладной


Влияют на приложения

Представления

Сеансовый

Транспортный




Сетевой


Прозрачны для приложений

Канальный

Физический


VPN строятся на достаточно низких уровнях модели OSI. Причина этого в том, что чем ниже в стеке реализованы средства защищенного канала, тем проще их сделать прозрачными для приложений и прикладных протоколов. Однако здесь возникает другая проблема — зависимость протокола защиты от конкретной сетевой технологии.

Если для защиты данных используется протокол одного из верхних уровней (прикладного или представительного), то такой способ защиты не зависит от того, какие сети (IP или IPX, Ethernet или ATM) применяются для транспортировки данных, что можно считать несомненным достоинством. С другой стороны, приложение при этом становится зависимым от конкретного протокола защиты, то есть для приложений подобный протокол не является прозрачным.

Защищенному каналу на самом высоком, прикладном уровне свойствен еще один недостаток — ограниченная область действия. Протокол защищает только вполне определенную сетевую службу — файловую, гипертекстовую или почтовую. Например, протокол S/MIME защищает исключительно сообщения электронной почты. Поэтому для каждой службы необходимо разрабатывать соответствующую защищенную версию протокола.

На верхних уровнях модели OSI существует жесткая связь между используемым стеком протоколов и приложением.

Средства VPN, используемые на канальном уровне модели OSI, позволяют обеспечить инкапсуляцию различных видов трафика третьего уровня (и более высоких уровней) и построение виртуальных туннелей типа «точка-точка» (от маршрутизатора к маршрутизатору или от персонального компьютера к шлюзу ЛВС). К этой группе отно­сятся VPN-продукты, которые используют протоколы L2F (Layer 2 Forwarding) и РРТР (Point-to-Point Tunneling Protocol), а также сравнительно недавно утвержденный стандарт L2TP (Layer 2 Tunneling Protocol), разработанный совместно фирмами Cisco Systems и Microsoft.

Протокол защищенного канала РРТР основан на протоколе РРР и обеспечивает прозрачность средств защиты для приложений и служб прикладного уровня. Протокол РРТР может переносить пакеты как в сетях IP, так и в сетях, работающих на основе протоколов IPX, DECnet или NetBEUI.

Протокол L2TP используется при организации удаленного доступа к ЛВС (поскольку базируется в основном на ОС Windows). Между тем решения второго уровня не приобретут, вероятно, такое же значение для взаимодействия ЛВС, по причине недостаточной масштабируемости при необходимости иметь несколько туннелей с общими конечными точками.

VPN-продукты сетевого уровня выполняют инкапсуляцию IP в IP. Одним из широко известных протоколов на этом уровне является SKIP, который постепенно вытесняется новым протоколом IPSec, предназначенным для аутентификации, туннелирования и шифрования IP-пакетов.

Работающий на сетевом уровне протокол IPSec представляет компромиссный вариант. С одной стороны, он прозрачен для приложений, а с другой, может работать практически во всех сетях, так как основан на широко распространенном протоколе IP.

Протокол IPSec предусматривает стандартные методы идентификации пользователей или компьютеров при инициации туннеля, стандартные способы использования шифрования конечными точками туннеля, а также стандартные методы обмена и управления ключами шифрования между конечными точками.

Протокол IPSec может работать совместно с L2TP; в результате эти два протокола обеспечивают более надежную идентификацию, стандартизованное шифрование и целостность данных. Туннель IPSec между двумя локальными сетями может поддерживать множество индивидуальных каналов передачи данных, в результате чего приложения данного типа получают преимущества с точки зрения масштабирования.

Говоря об IPSec, необходимо упомянуть протокол (IKE) позволяющий защитить передаваемую информацию от постороннего вмешательства. Он решает задачи безопасного управления и обмена криптографическими ключами между удаленными устройствами.

Некоторые VPN используют другой подход под названием «посредники каналов» (circuit proxy). Этот метод функционирует над транспортным уровнем и ретранслирует трафик из защищенной сети в общедоступную сеть Internet для каждого сокета в отдельности. (Протокол IP не имеет пятого — сеансового — уровня, однако ориентированные на сокеты операции часто называют операциями сеансового уровня.)

Шифрование информации, передаваемой между инициатором и терминатором туннеля часто осуществляется с помощью защиты транспортного уровня TLS.

3 Особенности технологий построения виртуальных частных сетей


3.1 Сети VPN на основе шифрования


Еще одним классом технологий VPN являются сети VPN на основе шифрования. Они применяются в тех случаях, когда VPN строится в дейтаграммной сети, которая не может обеспечить разграничения трафика. Именно такой сетью является классическая IP-сеть. Сегодня базовой технологией VPN на основе шифрования является технология IPSec, с помощью которой создается инфраструктура защищенных каналов, соединяющих сайты одного предприятия или нескольких предприятий-партнеров. Стандарты IPSec обеспечивают высокую степень гибкости, позволяя выбирать нужный режим защиты (с шифрованием или только с обеспечением аутентичности и целостности данных), а также использовать различные алгоритмы аутентификации и шифрования. Режим инкапсуляции IPSec позволяет изолировать адресные пространства получателя (клиента) и поставщика услуг за счет приме- нения двух IP-адресов — внешнего и внутреннего. Чаще всего защищенные каналы нужны для сетей CPVPN, в которых клиент самостоятельно создает туннели IPSec через IP-сеть поставщика услуг. Причем от последнего требуется только предоставление стандартного сервиса по объединению сетей, а значит, доступны как услуги сети поставщика, так и услуги Интернета. Сложность конфигурирования сетей IPSec VPN высокая, поскольку туннели IPSec двухточечные, то есть при полносвязной топологии их количество пропорционально N ∙(N - 1). Необходимо учесть еще и непростую задачу поддержания инфраструктуры ключей. Протокол IPSec может применяться и для создания сетей PPVPN — туннели в них также строятся на базе устройств клиента (CE-based), но эти устройства удаленно конфигурируются и администрируются поставщиком услуг.

Из всех свойств частной сети виртуальные частные сети на основе шифрования имитируют только ее защищенность и изолированность адресного пространства.

Клиенты сети ATM/FR VPN не могут нанести ущерб друг другу, а также атаковать IP-сеть поставщика. Сегодня поставщик услуг располагает IP-сетью, даже если он оказывает только услуги ATM/FR VPN, что очень маловероятно. Без IP-сети и ее сервисов администрирования он просто не сможет управлять своей сетью ATM/FR. IP-сеть является оверлейной (наложенной) по отношению к сетям ATM или FR, поэтому клиенты ATM/FR ничего не знают о ее структуре и о ее наличии (рисунок 3).



Рисунок 3 — Оверлейная модель VPN


Сети MPLS VPN могут строиться как по схеме L2VPN, так и по другой схеме, использующей протоколы трех уровней. Такие сети называют сетями VPN уровня 3 (Layer 3 VPN, L3VPN). В технологии L3VPN также применяется техника LSP для разграничения трафика клиентов внутри сети поставщика услуг, поддерживающей технологию MPLS.

Сеть L3VPN взаимодействует с сетями клиентов на основе IP-адресов, a L2VPN на основе адресной информации второго уровня, например МАС-адресов или идентификаторов виртуальных каналов Frame Relay.

Управляемое решение MPLS имеет целый ряд свойств, которые позволяют сокращать плату за соединения и в то же время получать дополнительные доходы. Вот краткий перечень этих свойств:

  • с помощью функций MPLS, связанных с инжинирингом трафика, сервис-провайдеры смогут максимально повысить эффективность использования полосы пропускания в своих сетях;

  • средства технического обеспечения услуг, такие как VPNSC (Cisco VPN Solutions Center), позволяют использовать в этой области гораздо менее квалифицированные кадры с невысокой зарплатой и в то же время предоставлять услуги гораздо быстрее, чем в сетях VPN уровня 2;

  • если в решении MPLS используются опорные сети ATM (IP+ATM), то PNNI заменяется протоколами MPLS, что упрощает и оптимизирует административные процессы.

Каждый клиент желает, чтобы поставщик услуг VPN связал между собой его сети, обеспечив абсолютную изолированность полученной единой сети от сетей других клиентов.

Эту задачу современному поставщику услуг приходится решать в противоречивых условиях доминирования технологии IP как универсального транспорта. Действительно, один из основных принципов работы составной IP-сети заключается в автоматическом связывании всех сетей в одно целое за счет распространения по сети маршрутной информации протоколами маршрутизации, такими как BGP, OSPF, IS-IS, RIP. С помощью подобного механизма на каждом маршрутизаторе сети автоматически создается таблица маршрутизации, в которой указываются пути следования пакетов к каждой из сетей, включенных в составную сеть (пути к отдельным сетям могут агрегироваться, но это не меняет сути).

Как же технология MPLS VPN разрешает парадокс обеспечения изолированности при сохранении связности? Достаточно элегантно — за счет автоматической фильтрации маршрутных объявлений и применения туннелей MPLS для передачи клиентского трафика по внутренней сети поставщика.

Для того чтобы изолировать сети друг от друга, достаточно поставить между ними заслон на пути распространения маршрутной информации. Для обмена маршрутной информацией в пределах сети узлы пользуются одним из внутренних протоколов маршрутизации (IGP), область действия которого ограничена автономной системой: RIP, OSPF или IS-IS. Если в таблице маршрутизации узла А нет записи о маршруте к узлу В (и отсутствует запись о маршруте по умолчанию), то говорят, что узел А не «видит» узла В.

В сети MPLS VPN подобный режим достигается за счет того, что маршрутные объявления, передаваемые сетью клиента, с помощью протокола BGP «перепрыгивают» через всю внутреннюю сеть поставщика услуг. После чего благодаря особому конфигурированию с использованием многопротокольного расширения протокола BGP (MP-BGP) они попадают только в сети того же клиента. В результате маршрутизаторы разных клиентов не имеют маршрутной информации друг о друге и поэтому не могут обмениваться пакетами, то есть достигается желаемая изоляция.

Еще одним следствием такого подхода является изолированность внутренней сети поставщика услуг от сетей клиентов — а это, в свою очередь, повышает надежность работы сети поставщика и ее масштабируемость (не нужно хранить таблицы большого размера с описанием сетей многочисленных клиентов на внутренних маршрутизаторах сети поставщика услуг).

Но как же все-таки связать территориально разнесенные сети клиента в единую виртуальную частную сеть, если внутренняя сеть поставщика услуг ничего о них не знает, во всяком случае, на уровне обычных таблиц маршрутизации? Для этого применяется достаточно традиционное средство — туннель между пограничными маршрутизаторами внутренней сети. Особенность рассматриваемой технологии состоит в применение туннеля MPLS (альтернативные решения могли бы основываться на туннелях IPSec или других туннелях класса «IP поверх IP»).

Преимуществом туннелей MPLS VPN являются автоматический способ их прокладки и выгоды, получаемые за счет применения технологии MPLS как таковой — ускоренное продвижение пакетов по сети поставщика услуг и управление качеством обслуживания (QoS) для туннелей с инжинирингом трафика.




Рисунок 5 — Архитектура IP-маршрутизатора


Так как устройство LSR выполняет все функции IP-маршрутизатора, оно содержит все блоки последнего, а для поддержки функций MPLS в LSR включен ряд дополнительных блоков, относящихся как к управлению, так и к продвижению данных.

В качестве примера можно указать на блок продвижения по меткам, который передает IP-пакет не на основе IP-адреса назначения, а на основе поля метки. При принятии решения о выборе следующего хопа блок продвижения по меткам использует таблицу коммутации, которая в стандарте MPLS носит название таблицы продвижения. Таблица продвижения в технологии MPLS похожа на аналогичные таблицы других технологий, основанных на технике виртуальных каналов (рисунок 7).




Рисунок 6 — Архитектура MPLS-маршрутизатора


Эти таблицы для каждого устройства LSR формируются сигнальным протоколом, который в MPLS имеет название протокол распределения меток (Label Distribution Protocol, LDP). Он функционально аналогичен сигнальным протоколам технологий ATM и Frame Relay.

Формируя таблицы продвижения на LSR, протокол LDP прокладывает через сеть виртуальные маршруты, которые в технологии MPLS называют путями коммутации по меткам (Label Switching Path, LSP).

Пограничные устройства LSR в технологии MPLS имеют специальное название — пограничные коммутирующие по меткам маршрутизаторы (Label switch Edge Routers, LER).

Устройство LER, являясь функционально более сложным, принимает трафик от других сетей в форме стандартных IP-пакетов, а затем добавляет к нему метку и направляет вдоль соответствующего пути к выходному устройству LER через несколько промежуточных устройств LSR. При этом пакет продвигается не на основе IP-адреса назначения, а на основе метки.

Как и в других технологиях, использующих технику виртуальных каналов, метка имеет локальное значение в пределах каждого устройства LER и LSR, то есть при передаче пакета с входного интерфейса на выходной выполняется смена значения метки.

Пути LSP прокладываются в MPLS не при появлении долговременного потока данных, как в технологии IP-коммутации, а предварительно в соответствии с топологией межсетевых соединений.

LSP представляет собой однонаправленный виртуальный канал, поэтому для передачи трафика между двумя устройствами LER нужно установить, по крайней мере, два пути коммутации по меткам — по одному в каждом направлении.

Выходное устройство LER, выполнив удаление метки, передает пакет в следующую сеть уже в стандартной IP-форме. Таким образом, технология MPLS остается прозрачной для остальных IP-сетей.

Заголовок MPLS имеет размер равный 32 бита. Сама технология MPLS поддерживает несколько типов кадров: РРР, Ethernet, Frame Relay и ATM. Это означает только, что в MPLS используются форматы кадров этих технологий для помещения в них пакета сетевого уровня, которым почти всегда сегодня является IP-пакет.
База данных защищена авторским правом © kursovaya-referat.ru 2017
При копировании материала укажите ссылку