Телекоммуникационные технологии и информационная безопасность

Эксперименты по передаче и приему информации между компьютерами начались в 50-е годы сразу после разработки первых компьютеров. Вначале они имели лабораторный характер и лишь в 1969 году Агентством Перспективных Разработок Министерства обороны США (DARPA — Defense Advanced Research Project Agency) была создана первая компьютерная сеть национального масштаба. По имени агентства она получила название ARPANET и связывала крупные научные, исследовательские и образовательные центры. Ее основной задачей была координация различных групп, работающих над едиными научно-техническими проектами. Функционирование сети ARPANET осуществлялось за счет обмена электронной почтой и файлами посредством выделенных линий. Управление сетью ARPANET осуществляли специальные программы, работающие на узловых компьютерах. В дальнейшем эта сеть стала постепенно расширяться за счет подключения новых узлов, а в начале 80-х годов были созданы и другие региональные сети, по архитектуре аналогичные ARPANET.

Однако эта совокупность региональных сетей еще не была по настоящему Всемирной компьютерной сетью и до Интернета в современном понимании этого слова было еще далеко. Датой рождения сети Интернет принято считать 1983 год, когда был принят стандарт протокола связи TCP/IP, лежащего в основе Всемирной сети. К этому времени утвердились и стандартные технологии объединения компьютеров в сеть - Ethernet, Arcnet, Token Ring.

Мощным стимулом для развития телекоммуникационных технологий послужили персональные компьютеры. Они оказались очень удобными для построения сетей - с одной стороны, они были достаточно мощными для работы сетевого программного обеспечения, а с другой – позволяли легко объединить свои вычислительной мощности для решения сложных задач, и совместно использовать дорогие периферийные устройства и дисковые массивы. Поэтому персональные компьютеры стали преобладать в локальных сетях, причем не только в качестве клиентских компьютеров, но и в качестве центров хранения и обработки данных, то есть сетевых серверов, потеснив с этих привычных ролей мини-компьютеры и мэйнфреймы.

Стандартные сетевые технологии превратили процесс построения локальной сети в рутинную процедуру. Для создания сети достаточно было приобрести сетевые адаптеры соответствующего стандарта, например Ethernet, стандартный кабель, присоединить адаптеры к кабелю стандартными разъемами и установить на компьютер одну из сетевых операционных систем, например, NetWare. После этого сеть начинала работать и присоединение каждого нового компьютера не вызывало никаких проблем - естественно, если на нем был установлен сетевой адаптер той же технологии.

Локальные сети в сравнении с глобальными сетями внесли много нового в способы организации работы пользователей. Доступ к разделяемым ресурсам стал гораздо удобнее - пользователь мог просто просматривать списки имеющихся ресурсов, а не запоминать их идентификаторы или имена. После соединения с удаленным ресурсом можно было работать с ним с помощью уже знакомых пользователю по работе с локальными ресурсами команд. Последствием и одновременно движущей силой такого прогресса стало появление огромного числа непрофессиональных пользователей, которым совершенно не нужно было изучать специальные (и достаточно сложные) команды для сетевой работы. А возможность реализовать все эти удобства разработчики локальных сетей получили в результате появления качественных кабельных линий связи, на которых даже сетевые адаптеры первого поколения обеспечивали скорость передачи данных до 10 Мбит/с.

Сегодня вычислительные сети продолжают развиваться, причем достаточно быстро. Разрыв между скоростями в локальных и глобальных сетях постоянно сокращается вследствие появления высокоскоростных территориальных каналов связи, не уступающих по качеству кабельным системам локальных сетей. В глобальных сетях появляются службы доступа к ресурсам, такие же удобные и прозрачные, как и службы локальных сетей.

Изменяются и локальные сети. Вместо соединяющего компьютеры пассивного кабеля в них в большом количестве появилось разнообразное коммуникационное оборудование - коммутаторы, маршрутизаторы, шлюзы. Благодаря такому оборудованию появилась возможность построения больших корпоративных сетей, насчитывающих тысячи компьютеров и имеющих сложную структуру. Возродился интерес к крупным компьютерам - в основном из-за того, что после спада эйфории по поводу легкости работы с персональными компьютерами выяснилось, что системы, состоящие из сотен серверов, обслуживать сложнее, чем несколько больших компьютеров. Поэтому на новом витке эволюционной спирали мэйнфреймы стали возвращаться в корпоративные вычислительные системы, но уже как полноправные сетевые узлы, поддерживающие Ethernet или Token Ring, а также стек протоколов TCP/IP, ставший благодаря Internet сетевым стандартом.

Проявилась еще одна очень важная тенденция, затрагивающая в равной степени как локальные, так и глобальные сети. В них стала обрабатываться несвойственная ранее вычислительным сетям информация - голос, видеоизображения, рисунки. Это потребовало внесения изменений в работу протоколов, сетевых операционных систем и коммуникационного оборудования. Сложность передачи такой мультимедийной информации по сети связана с ее чувствительностью к задержкам при передаче пакетов данных - задержки обычно приводят к искажению такой информации в конечных узлах сети. Так как традиционные службы вычислительных сетей - такие как передача файлов или электронная почта - создают малочувствительный к задержкам трафик и все элементы сетей разрабатывались в расчете на него, то появление трафика реального времени привело к большим проблемам.

Сегодня эти проблемы решаются различными способами, в том числе и с помощью специально рассчитанной на передачу различных типов трафика технологии АТМ, В настоящее время решена задача объединения технологий любых информационных сетей - вычислительных, телефонных, телевизионных, основой которого служит технология коммутации пакетов, применяемая в вычислительных сетях.

Основные понятия сетевых технологий

Компьютерная сеть (Computer Network) – это множество компьютеров, соединенных линиями связи и работающих под управлением специального программного обеспечения.

Под линией связи обычно понимают совокупность технических устройств, и физической среды, обеспечивающих передачу сигналов от передатчика к приемнику. Примерами линий связи могут служить участки кабеля и усилители, обеспечивающие передачу сигналов между коммутаторами телефонной сети. На основе линий связи строятся каналы связи.

Каналом связи обычно называют систему технических устройств и линий связи, обеспечивающую передачу информации между абонентами. Соотношение между понятиями "канал" и "линия" описывается следующим образом: канал связи может включать в себя несколько разнородных линий связи, а одна линия связи может использоваться несколькими каналами.

Сетевые ресурсы представляют собой аппаратные устройства, участвующие в сетевом взаимодействии, и их компоненты, задействованные в этом процессе. Самым характерным устройством — звеном сети - является компьютер. Его аппаратные компоненты (процессор, оперативная память, накопители на жестких дисках, принтеры, модемы и т. д.) являются ресурсами, управляет которыми программный комплекс - операционная система. В большинстве случаев операционная система обеспечивает доступ к перечисленным ресурсам локально - с консоли компьютера. Участие в сетевом взаимодействии подразумевает возможность удаленного доступа к ресурсам компьютера. Операционные системы, для которых такой режим доступа является основным, называют сетевыми операционными системами - (Network Operation System - NOS).

Отдельные программные компоненты обеспечивают доступ к отдельным видам ресурсов или специальные режимы их использования. Набор таких компонентов называют сетевой службой - сетевым сервисом (Network Service).

Процесс совместного использования (sharing) сетевых ресурсов называется сетевым взаимодействием (networking).

Локальные сети (LAN - Local Area Networks, ЛВС - Локальные Вычислительные Сети) представляют собой несколько компьютеров, имеющих общую среду передачи данных, и физически расположенных близко друг от друга (например, в одном помещении, здании или группе близко расположенных зданий).

Региональные сети (MAN - Metropolitan Area Network) - представляют собой несколько сот, тысяч или более компьютеров, расположенных на относительно удаленном расстоянии друг от друга (например, в пределах одного города или области) и имеющих при этом общую среду передачи данных.

Глобальные сети (WAN - Wide Area Network)- это совокупность региональных сетей, связанных коммуникационными каналами.

Основными областями применения сетей ЭВМ являются:

• автоматизация административно-хозяйственной и управленческой деятельности в государственных и коммерческих учреждениях, в воинских частях и подразделениях;

• автоматизация управления производственными и технологическими процессами, службами оперативного реагирования, сложными социо-техническими и военно-техническими системами и комплексами вооружений;

• автоматизация опытно-конструкторских работ, научных исследований и разработок;

• создание информационно-справочных систем, распределенных баз и банков данных;

• автоматизация обучения, подготовки и переподготовки кадров.