Функции и характеристики сетевых операционных сетей. Информационная безопасность.

Различают ОС со встроенными сетевыми функциями и оболочки над локальными ОС. По другому признаку классификации различают сетевые ОС одноранговые и функционально несимметричные (для систем "клиент/сервер").

Основные функции сетевой ОС:

• управление каталогами и файлами;
• управление ресурсами;
• коммуникационные функции;
• защита от несанкционированного доступа;
• обеспечение отказоустойчивости;
• управление сетью.

Управление каталогами и файлами является одной из первоочередных функций сетевой операционной системы, обслуживаемых специальной сетевой файловой подсистемой. Пользователь получает от этой подсистемы возможность обращаться к файлам, физически расположенным в сервере или в другой станции данных, применяя привычные для локальной работы языковые средства. При обмене файлами должен быть обеспечен необходимый уровень конфиденциальности обмена (секретности данных).

Управление ресурсами включает запросы и предоставление ресурсов.

Коммуникационные функции обеспечивают адресацию, буферизацию, маршрутизацию.

Защита от несанкционированного доступа возможна на любом из следующих уровней: ограничение доступа в определенное время, и (или) для определенных станций, и (или) определенное число раз; ограничение совокупности доступных конкретному пользователю директорий; ограничение для конкретного пользователя списка возможных действий (например, только чтение файлов); пометка файлов символами типа "только чтение", "скрытность при просмотре списка файлов".

Отказоустойчивость определяется наличием в сети автономного источника питания, отображением или дублированием информации в дисковых накопителях. Отображение заключается в хранении двух копий данных на двух дисках, подключенных к одному контроллеру, а дублирование означает подключение каждого из этих двух дисков к разным контроллерам. Сетевая ОС, реализующая дублирование дисков, обеспечивает более высокий уровень отказоустойчивости.

Дальнейшее повышение отказоустойчивости связано с дублированием серверов.

Чем сложнее сеть, тем острее встают вопросы управления сетью. Основные функции управления сетью реализуются в ПО, поддерживающем протоколы управления такие, как ICMP и SNMP или протокол ISO для семиуровневой модели CMIP (Common Management Information Protocol). Как рассмотрено выше, это ПО представлено менеджерами и агентами. Менеджер - прикладная программа, выдающая сетевые команды. Агенты доводят эти команды до исполнительных устройств и сигнализируют о событиях в состоянии устройств, они следят за трафиком и фиксируют аномалии, помогают восстановлению информации после сбоев, борются с вирусами и т.п.

В сетевых ОС обычно выделяют ядро, реализующее большинство из перечисленных функций и ряд дополнительных программ (служб), ориентированных на реализацию протоколов верхних уровней, организацию распределенных вычислений и т.п. К сетевому программному обеспечению относятся также драйверы сетевых плат, различные для разных типов ЛВС (Ethernet, TR, AppleTalk и др.). Но и внутри одного типа ЛВС имеется много плат с разными характеристиками интеллектуальности, скорости, объема буферной памяти.

В настоящее время (1998 г.) выбор среди ОС происходит преимущественно между тремя основными системами - UNIX, Windows NT, Novell Netware.

Областью применения ОС UNIX остаются крупные TCP/IP корпоративные сети. Отличительные свойства UNIX - высокая надежность, возможность легкого масштабирования сети.

Windows NT предназначена для работы в сетях "клиент/сервер", ориентируется преимущественно на рабочие группы и средние по своим масштабам сети, популярность этой ОС быстро растет. ОС асимметрична - включает серверную (Windows NT Server) и клиентскую (Windows NT Workstation) части.

Novell Netware пока сохраняет свои позиции в небольших сетях. Состоит из серверной части и оболочек Shell,размещаемых в клиентских узлах.
Информационная безопасность в сетях. Проблема информационной безопасности (ИБ) выходит за рамки сетевой ОС. Назначение систем ИБ сводится к защите от несанкционированных доступа и модификации информации, восстановлению после разрушений информации. Функции систем ИБ: аутентификация, разграничение доступа, защита на сетевом уровне.

Аутентификация чаще всего выполняется через пароли. Разработан сервер Kerberos, предназначенный для аутентификации пользователя, выходящего в сеть с любого узла. Целесообразна периодическая смена паролей, доступ к файлам пароля должен быть только у администратора и т.п.
Разграничение доступа должно обеспечиваться на нескольких уровнях. Так, есть четырехуровневая модель. На внешнем уровне устанавливаются права доступа извне и выхода изнутри корпоративной сети. На сетевом, системном и прикладном уровнях регламентируются права доступа к сетевым информационным ресурсам, ресурсам ОС и к пользовательским данным соответственно. Другая модель устанавливает уровни входа в систему, доступа к БД, доступа к приложениям. Права доступа часто выражаются трехразрядным восьмеричным кодом ABC, в котором A - права владельца, B - членов группы, C - остальных пользователей, а три бита выражают право чтения, записи и исполнения соответственно.

Между общедоступными и секретными объектами в сети (между общедоступными и частными сетями) можно установить специальное программное обеспечение, называемое брандмауэром (или firewall), которое либо запрещает выполнение определенных действий на сервере, либо фильтрует пакеты, разрешая проход только от оговоренных узлов.

Борьба с перехватом сообщений на сетевом уровне - шифрование при передаче через канал (криптография). Разработан стандарт шифрования DES (Data Encryption Standard).

Различают симметричную и асимметричную схемы шифрования.

В симметричных схемах секретный ключ должен быть известен как отправителю, так и получателю. Это затрудняет смену ключей, полезность которой очевидна.

В асимметричных схемах шифрование производится открытым ключом, а дешифрование - секретным ключом, известным только получателю. Случайно подобрать секретный ключ злоумышленник не может, так как это требует громадного перебора вариантов.

В настоящее время все большее распространение получает комбинация симметричных и асимметричных схем. При этом сообщение кодируется закрытым ключом А по симметричной схеме, но сам ключ А для каждого сообщения новый и передается в закодированном по асимметричной схеме виде вместе с сообщением. Получатель декодирует сначала ключ А своим закрытым ключом В, а затем и все сообщение ключом А. Такая комбинация выгодна, во-первых, тем, что труднее взломать защиту, во-вторых, получатель быстрее дешифрирует сообщения, так как алгоритмы симметричного дешифрирования заметно более экономичны.

Одним из применений шифрования является электронная подпись, предназначенная для удостоверения подлинности документа, пересылаемого по сети. Документ (чаще его аннотация) перед отправкой шифруется секретным ключом отправителя, а дешифруется открытым ключом получателя.

В качестве примера рассмотрим механизмы защиты, используемые в системах сотовой связи по стандарту GSM.

Для аутентификации абонента используется симметричная схема с секретным ключом Кi. По сети от абонента к коммутационному центру MSC передается некоторое случайное число Ч. В MSC и в станции абонента над Кi и Ч выполняется алгоритм шифрования А3, результат которого - 32-битный код SRES. Совпадение двух вычисленных значений SRES есть положительный результат аутентификации. Отметим, что определение Кi по известным SRES и Ч - задача, не имеющая эффективного алгоритма, что и обеспечивает надежность аутентификации.

При передаче сообщений по радиоканалу между базовой станцией BTS и абонентом шифрование выполняется по ключу Кс, значение которого меняется при каждой новом сеансе связи, что также способствует надежности защиты. Передавать по сети Кс не требуется, так как согласованные значения Кс в BTS и мобильной станции получаются по алгоритму А8 аналогично тому, как определяется SRES.