Capitolul 3

AGENDAComponente i categorii

Reele publice de calculatoare

Reele locale de calculatoare

Protecia i securitatea n reele de calculatoare

REELE DE CALCULATOARE. COMPONENTE I CATEGORIIFiecare din ultimele trei secole a fost dominat de o anumit tehnologie.

n secolul XXI tehnologia cheie este legat de colectarea, prelucrarea i distribuirea informaiei.

Transmisiile de date se caracterizeaz prin volume impresionante.

Reelele nu mai sunt astzi simple reele ci magistrale sau autostrzi informaionale

Supermagistrala informaional (autostrada informaional) integreaz urmtoarele elemente:

reele de calculatoare i bnci de date;

televiziunea prin cablu ;

servicii telefonice.

O reea de calculatoare reprezint un ansamblu de calculatoare legate ntre ele n vederea comunicrii de mesaje i partajrii resurselor.

Dac Legea lui Moore este amintit n permanen n legtur cu evoluia tehnologic (n general), n cazul reelelor de calculatoare opereaz Legea lui Metcalfe: Valoarea unei reele crete odat cu numrul utilizatorilor ridicat la ptrat. Creterea virtual a unei reele nu se ncheie niciodat.

Principalele avantaje ale tehnologiei reelelor de calculatoare sunt:

partajarea resurselor: toate echipamentele, programele i n special datele sunt disponibile pentru orice utilizator din reea, indiferent de localizarea fizic a resursei i a utilizatorului;

fiabilitate mare prin accesul la mai multe echipamente de stocare alternative;

reducerea costurilor; microcalculatoarele au un raport pre/calitate mai bun dect sistemele de calcul mari;

amplificarea procesului de comunicare ntre angajai care sunt la mare deprtare unii de alii.

Dup aria geografic n care activeazLAN - reele locale, care conecteaz utilizatorii dintr-o cldire sau dintr-un grup de cldiri. Caracteristici:

mrime: au dimensiuni restrnse, se pot planifica timpii de transmisie i se pot utiliza anumite tehnici de proiectare. Administrarea reelei este relativ simpl;

tehnologie de transmisie: legtura const dintr-un singur cablu la care sunt conectate toate mainile. Funcioneaz la viteze de 10-100 Mbps;

topologii diverse: bus (magistral comun), stea, inel, arbore, plas etc.

Dup aria geografic n care activeaz Reelele zonale (MAN Metropolitan Area Networks) sunt, n linii mari, o versiune extins de LAN i utilizeaz, n mod normal, tehnologii similare cu acestea.

O reea metropolitan se poate ntinde pe zona ocupat de mai multe firme sau pe suprafaa unui ora ntreg i poate fi privat sau public.

Un MAN poate suporta date textuale, sunete, imagini grafice i poate avea legturi cu reeaua de televiziune prin cablu.

Un suport consistent este oferit de sistemele de telefonie mobile.

Dup aria geografic n care activeazReelele cu larg rspndire geografic (WAN Wide Area Networks) acoper o arie geografic foarte ntins o ar sau un continent.

Reeaua de tip WAN cupleaz mai multe maini utilizate pentru a executa programele utilizatorilor. Aceste maini se numesc, de obicei, maini gazd sau sisteme finale.

Mainile gazd sunt conectate printr-o subreea de comunicaie care are sarcina de a transporta mesajele de la gazd la gazd. Subreeaua este format din dou componente distincte: liniile de transmisie i elementele de comutare. Elementele de comutare sunt calculatoare specializate, folosite pentru a conecta dou sau mai multe linii de transmisie. Cnd sosesc date pe o anumit linie de transmisie, elementul de comutare trebuie s aleag o nou linie pentru a retransmite datele mai departe. Ele sunt ntlnite i sub denumirea de noduri de comutare a pachetelor, sisteme intermediare, comutatoare de date sau rutere. Reelele de tip WAN conecteaz mai multe reele locale iar internetul conecteaz mai multe WAN-uri.

Proiectarea reelelor presupune mai mult dect conectarea a dou sau mai multe calculatoare ntre ele, urmrete atingerea obiectivelor:

funcionalitate reeaua trebuie s funcioneze optim;

scalabilitate reeaua trebuie s ofere posibiliti de dezvoltare ulterioar;

adaptabilitate reeaua trebuie dezvoltat astfel nct s nu includ elemente care i vor restriciona dezvoltrile ulterioare;

gestionare eficient reeaua trebuie dezvoltat astfel nct s permit monitorizarea.

n proiectarea unei reele, pe lng alegere celei mai bune topologii, trebuie inut cont i de alegerea celui mai potrivit SO. Se va avea n vedere:compatibilitatea aplicaiilor, preul unui sistem de operare,resursele fizice existente,interfaa prietenoas, uurina n utilizare,asigurara serviciilor de baz ale reelei.

Componentele RCserver-ul: un calculator mai puternic care asigur i gestiunea reelei;staiile de lucru: microcalculatoarele la care lucreaz utilizatorii, se mai numesc i clieni;adaptoarele de reea: echipamente de interconectare;liniile de legtur (de comunicaie): reprezint suportul pentru transmiterea informaiilor (cablu telefonic, cablu coaxial, fibre optice, unde electromagnetice).

Serverul - caracteristiciSerever-ul este un calculator pe care ruleaz SO de reea NOS (Network Operating System), supervizeaz comunicaiile n cadrul reelei i conine programe carei i permit s se comporte ca un dispozitiv central de stocare pentru calculatoarele conectate n reea. Dou caracteristici ale server-ului trebuie luate n considerare:

Scalabilitatea se refer la posibilitatea de cretere a capacitii server-ului, datorit creterii numrului de utilizatori, sporirii necesarului de spaiu pe disc etc.).

Tolerana la erori a unui server se refer la posibilitatea de recuperare a contextului curent de lucru dup producerea unor disfuncionaliti hardware.

Pe msur ce reeaua crete n dimensiuni i ca trafic, vor fi necesare mai multe servere. Repartizarea sarcinilor pe diferite servere asigur executarea fiecruia n cel mai eficient mod posibil.Numeroasele sarcini ce revin serverelor sunt diverse i complexe. Serverele din reelele mari sunt specializate, fiind adaptate necesitilor n continu cretere ale utilizatorilor: servere de fiiere sau de tiprire, de aplicaii, de pot electronic, de fax, de comunicaii etc.

Staia de lucru (workstation)reprezint un calculator conectat la server care dispune, fa de microcalculatoarele obinuite, de o plac de reea,

de la staia de lucru utilizatorii execut diferite lucrri,

placa de reea (Network Interface Card) este un adaptor care permite conectarea unui cablu de reea la un microcalculator. Ea include circuite de codificare/decodificare i un conector pentru cablul de reea.

Liniile de legtur sunt extrem de variate de la cabluri (cablu torsadat, cablu coaxial, cablu cu fibre optice) pn la unde electromagnetice, transmisii satelit sau legturi wireless (sisteme mobile de comunicaie).

Pentru reelele care interconecteaz un numr mare de calculatoare este necesar prezena unor componente suplimentare (echipamente de interconectare)

Repetorul (repeater) este un echipament care amplific semnalele pentru a le transmite la distane mai mari. Repetoarele se mai numesc i hub-uri.

Puntea (bridge) este dispozitivul care leag dou reele ntr-una singur asigurnd amplificarea semnalelor. Cele dou reele pot fi i de tipuri diferite.

Repartizorul (router) este similar unei puni super-inteligente pentru reele de dimensiuni foarte mari.

Porile (gateways) sunt repartizoare super-inteligente i sunt folosite pentru a conecta o reea la un minicalculator sau la un mainframe.

Tipul de reea pe care l alegem depinde de mai muli factori, cum ar fi:

dimensiunea organizaiei;nivelul de securitate necesar;tipul activitii desfurate n organizaia respectiv;nivelul suportului administrativ;volumul traficului n reea;cerinele utilizatorilor n reea;bugetul alocat reelei.

reele peer-to-peer nu exist servere dedicate i nici o organizare ierarhic a calculatoarelor. Toate calculatoarele sunt considerate egale (peers). n general, fiecare calculator are i rolul de client i de server, neexistnd un administrator responsabil pentru ntreaga reea. Reelele peer-to-peer reprezint o alegere bun pentru mediile n care: exist cel mult 10 utilizatori; utilizatorii se afl ntr-o zon restrns; securitatea nu este o problem esenial; organizaia i reeaua nu au o cretere previzibil n viitorul apropiat.

Din punct de vedere al organizrii i al accesului la resurse deosebim dou mari categorii de reele:

reele bazate pe server. Un server dedicat este un calculator care funcioneaz doar ca server, nefiind folosit drept client sau staie de lucru. ntr-un mediu de lucru cu mai mult de 10 utilizatori, o reea peer-to-peer cu calculatoare care au att rol de clieni, ct i de servere este inadecvat. Din acest motiv, majoritatea reelelor au servere dedicate. Un server dedicat este un calculator care funcioneaz doar ca server, nefiind folosit drept client sau staie de lucru. Serverele se numesc dedicate deoarece sunt optimizate s deserveasc rapid cererile clienilor din reea i s asigure securitatea fiierelor i a directoarelor. Avantajele acestor tipuri reele sunt: ofer acces la fiierele de date sau aplicaii i la periferice; partajarea datelor este administrat i controlat centralizat; resursele sunt localizate de obicei ntr-un server central.

Software de comunicaie. Protocoale de comunicaiePentru a comunica prin intermediul unui modem, un microcalculator are nevoie de un software de comunicaii.

Principalul rol al acestuia ine de dirijarea transmisiei datelor ntre computere.

Majoritatea sistemelor de operare existente pe pia includ cele mai importante funcii ale software-ului de comunicaii.

Comunicarea informaieiSchimbul de date ntre utilizatori diferii situai local sau la distan, lucrnd la sisteme de calcul identice sau diferite se realizeaz dup urmtoarea schem:

Transmisie

Decodificare

Mesaj

Destinatar

Codificare

Mesaj

Emi((tor

Pentru a permite schimbul de informaii ntre mediile eterogene sunt necesare reguli i principii unitare care s fie ncorporate i respectate de software-ul de comunicaii.

Organismele de standardizare (ISO) au definit aceste reguli i le-au reunit n norme sau protocoale de comunicaie.

Protocolul reprezint un set de reguli pe baza crora se determin forma datelor i transmisia acestora.

Modelul OSIModelul de referin OSI (Open Systems Interconnection), realizat n 1984, nu este altceva dect o schem descriptiv i este primul model pentru standardizarea comunicaiilor n reele.

Modelul permite utilizatorilor s vad funciile reelei pe msur ce ele apar la fiecare nivel n parte.

n modelul OSI exist 7 niveluri, fiecare dintre acestea ilustrnd o funcie particular reelei: aplicaie, prezentare, sesiune, transport, reea, legtur i fizic.

Separarea ntre funciile reelei este denumit nivelare.

Modelul OSI

Modelul TCP/IPTransmisiile de date din cea mai mare reea existent Internetul se realizeaz pe baza standardului TCP/IP (Transport Control Protocol/ Internet Protocol).

Modelul a fost creat de Ministerul Aprrii SUA care a dorit s construiasc o reea capabil s reziste n orice condiii, chiar i ntr-un rzboi nuclear.

Modelul TCP/IPSpre deosebire de OSI, modelul TCP/IP are doar patru niveluri:

1. aplicaie la acest nivel sunt combinate toate facilitile legate de reprezentarea datelor i codificarea lor;

2. transport nivelul vizeaz calitatea serviciilor oferite: ncrederea n transmisie, controlul fluxului de date i corectarea erorilor;

Modelul TCP/IP3.Internet scopul lui este de a trimite pachetele surs din orice reea ctre o alta. ndeplinete funcia de determinare i comutare a pachetelor;

4. reea nivelul include detalii despre tehnologiile LAN/WAN i detalii incluse n nivelurile fizic i legtur date din modelul OSI.

Reele publice de calculatoare Reelele publice (Public Data Network - PDN) sunt reele de transport de date ce aparin unor companii de telecomunicaii guvernamentale sau particulare din diferite ri, puse la dispoziia oricrui beneficiar care solicit racordarea de calculatoare sau terminale, pe baz de abonament i tarife de servicii. Ele sunt analoage reelelor telefonice publice i, adesea, chiar fac parte din ele. Reelele publice de date acoper arii ntinse, facnd parte din categoria WAN.

Unul din cele mai rspndite tipuri de PDN este reeaua cu comutare de pachete (Packet Switching Network - PSN). Un utilizator se poate cupla, n orice moment, la orice calculator din reea, indiferent de amplasament. Fiecare amplasament din PSN se numete nod de comutare, iar legturile fizice dintre ele se numesc circuite de interconexiune. Mesajele sunt fragmentate n pachete de lungimi fixe (de ex. 128 bii), fiecruia din ele gsindu-i-se un traseu liber n acel moment, printr-o anumit succesiune de noduri, pn la nodul destinaie.n funcie de lungimea traseului ales, ca i de eventualitatea retransmiterii pachetului (ca urmare a cererii efectuate n acest sens de nodurile ce constat sosirea unor pachete afectate de erori), este posibil ca pachetele aparinnd unui mesaj s ajung la destinaie n alt ordine dect cea natural. De aceea, pachetele trebuie numerotate, iar nodurile reelei trebuie s posede buffer-e pentru stocarea pachetelor recepionate, precum i un mecanism de reordonare a pachetelor i de reasamblare a lor sub forma mesajului original.

O reea cu comutare de pachete (PSN) prezint avantajele:fiabilitate bun, prin facilitile sale, reeaua poate detecta eventualele erori aprute i poate cere retransmisia pachetelor alterate;

flexibilitate, deoarece utilizatorii se pot cupla uor la orice calculator din reea;

cost redus al legturilor, taxarea se face pe baza numrului de pachete transmise, la un tarif sczut.

Din categoria PDN menionm urmtoarele reele mai importante:TRANSPAC (Frana);TYMNET i TELNET (SUA);DATAPAC (Canada);RETD (Spania);CUDN (Australia).

INTERNET-UL reprezint mai mult dect o reea uria de calculatoare - o reea de reele INTERNET-UL deschide o er nou n comunicare bazndu-se pe trei instrumente:un instrument de publicitate (principala surs de finanare a Net-ului la ora actual);

un instrument de informare (oferit de portaluri , n special);

un instrument de schimb (mesageriile electronice i forumurile de discuii).

3.3. REELE LOCALE DE CALCULATOAREO reea local (LAN - Local Area Network) asigur interconectarea staiilor de lucru la nivelul unei cldiri sau a unui grup de cldiri. Distana maxim de transport a informaiei este de 510 km.Reeaua local este proprietatea ntreprinderii sau instituiei care o folosete, deci nu este o reea public sau pentru scopuri comerciale. Debitul datelor transmise n aceste reele este ridicat, de la 1 Mbps la 100Mbps. Numrul calculatoarelor conectate este n mod tipic mai mic de 500. Lungimea suportului fizic este dependent de tipul reelei. De obicei, pentru o singur reea, lungimea este mai mic de 2500 m, ceea ce conduce la timpi de propagare mici i la un procent de erori, de asemenea, mic.

Fiecare staie de lucru, specializat sau polivalent, are urmtoarele caracteristici: poate funciona i individual; poate comunica cu toate celelalte staii pentru partajarea datelor i a echipamentelor; poate fi conectat la reele de transmisii publice sau private.

Pe lng avantajul partajrii unor echipamente periferice scumpe (disc dur, imprimante laser sau color, scannere, digitizoare etc.), reelele locale aduc i avantajul deosebit al asigurrii unei comunicaii eficiente ntre staiile de lucru.

Topologia reelelor localeTopologia (arhitectura) reelei desemneaz modul n care sunt conectate fizic componentele hardware din reea. Pentru reelele locale cele mai folosite arhitecturi sunt: magistral comun (bus), stea (star) i inel (ring), arbore (tree), plas (mesh).n topologia cu magistral comun exist un singur canal de comunicaie folosit de toate staiile de lucru. Este cel mai rspndit tip de reea i asigur un debit ridicat i o bun securitate.

Topologia stea presupune conectarea fiecrei staii de lucru la server dar nu i conectarea staiilor ntre ele. Serverul asigur controlul comunicaiei ntr-un mod asemntor unei centrale telefonice.

Topologia inel (bucl) presupun conectarea tuturor echipamentelor pe un singur cablu de comunicaie. Transmisia se deruleaz ntr-un singur sens i este controlat de calculatorul central (server).

Topologia arbore este realizat pe mai multe niveluri, pornind de la cel al procesorului central i mergnd ctre sistemele periferice. ntr-o astfel de reea exist o singur cale ntre fiecare pereche de noduri, dar ntre nodurile nepereche pot exista mai multe ci. Toate informaiile necesare pentru funcionarea algoritmului de dirijare pot fi coninute n adresa nodului destinaie.

Topologia plas asigur un sistem de legturi directe, multiple ntre nodurile reelei. ntr-o astfel de structur, complet redundant, fiecare sistem este legat cu toate sistemele adiacente, costurile fiind ns foarte mari. Aceste costuri pot fi reduse prin micorarea numrului de legturi cu sistemele adiacente, evident cu preul scderii gradului de fiabilitate al reelei.

Reele - wireless Termenul wireless folosit n telecomunicaii se refer la transportul informaiei prin intermediul undelor radio, infraroii i microundelor, concretizndu-se n conectarea echipamentelor de comunicaie cum ar fi: telefoane mobile, laptopuri, pagere, PDA-uri sau diferite echipamente de reea.

Echipamentele wirelesssisteme fixe. Antenele fac parte din aceast categorie suplinesc cu succes absena cablurilor;

sistemele portabile sunt echipamente mobile care asigur interfaa direct cu utilizatorul;

sistemele IR transport informaia cu ajutorul radiaiilor infraroii pe o raz limitat de aciune. Exemplul cel mai relevant este al telecomenzii de la televizor.

Componente primare plac de reea wireless: PCI pentru desktop-uri, card PCMCIA pentru laptop-uri sau plci conectabile prin portul USB;

router wireless: similar router-ului din reelele clasice cu rol de firewall sau pentru criptarea datelor;

wireless access point similar hub-ului din reelele clasice; poate fi hardware sau software;

antena - extinde acoperirea unui router sau access point.

Avantajele mobilitatea mutarea dintr-un birou n altul nu mai necesit munc i costuri suplimentare;

instalare uoar;

costuri reduse (mai mari sunt cele de implementare, cele de ntreinere sunt mici).

Dezavantaje fiabilitate redus riscul apariiei interferenelor n semnalul radio este mai mare dect n cazul erorilor ce apar la transmisia prin cablu;

performane reduse n comparaie cu tehnologiile tradiionale. De exemplu Fast Ethernet asigur o vitez teoretic de 100 Mbps, wireless LAN-urile ofer doar 54 Mbps.

Siguran - posibiliti de destabilizare atacuri pasive captarea pachetelor transmise i decodarea lor;

atacuri active decriptarea traficului efectuat printr-un access point;

atacuri inteligente reprezint elaborarea unui plan de decriptare, astfel reuindu-se decriptarea n timp real a traficului ntre dou echipamente wireless.

Securitatea n reele de calculatoare securitatea fizic sau nivelul exterior al modelului de securitate, care trebuie s asigure prevenirea accesului la echipamente i date. Este comun tuturor sistemelor electronice de calcul, distribuite sau nu;

securitatea logic vizeaz controlul accesului la resursele i serviciile sistemului.

Din punct de vedere al accesului la resursele sistemului ntlnim urmtoarea structurare: nivelul de acces la sistem;

nivelul de acces la cont;

nivelul drepturilor de acces (citire, scriere, tergere, vizualizare etc.)

Atacuri n reele de calculatoare Scanning (scanarea). Atacatorul nu cunoate structura i topologia reelei i culege informaii n scopul de a contura harta reelei (Network Mapping).

SuperScan n cazul n care se cunoate o adres IP (sau mai multe) i ce reprezint porturile scanate.

Atacuri n reele de calculatoare Winfingerprint ruleaz pe platforma Windows i poate s determine sistemul de operare, utilizatorii sau grupurile de utilizatori, serviciile i logurile;

LC4 cea mai popular aplicaie pentru spart parolele mainilor Windows.

Atacuri n reele de calculatoare NMAP utilitar pentru explorarea reelei, descoper staiile active, serviciile deschise, sistemul de operare, dac este folosit un firewall sau alt aplicaie pentru filtrarea pachetelor.

Sniffing ascultarea porturilor de comunicaie sau man-in-the-middle este modalitatea prin care atacatorul afecteaz securitatea reelei ntr-o manier pasiv

Atacuri n reele de calculatoare Hijacking (piraterie sau deturnare) reprezint varianta care presupune substituirea unei identiti pentru a avea acces la informaii.

Atacul pe uile din spate (backdoors) presupune apelarea la o subrutin nedocumentat din anumite aplicaii sau prin intermediul unei parole uitate de realizatorul aplicaiei respective.