Мониторинг и анализ локальных сетей

Содержание.

Введение………………………………………………………………………..  2

1. Сетевое администрирование …………………………………………  4

1. Планирование сетевой инфраструктуры…………………….. 6
2. Безопасность сетевой инфраструктуры……………………… 9
3. Выбор протоколов при планировании сетевой инфраструктуры………………………………………………. 10
4. Планирование адресного пространства……………………... 13

2. Мониторинг и анализ локальных сетей…………………………….. 15

1. Классификация средств мониторинга……………………….. 15
2. Анализаторы протоколов…………………………………….. 17
3. Сетевые анализаторы…………………………………………. 18

3. Аудит и его необходимость……………………………………………. 18

1. Производительность системы………………………………... 19
2. Комплексный аудит сети…………………………………….. 19

4. Общесистемное управление…………………………………………... 19

1. Управление безопасностью сети…………………………….  20
2. Разработка  и  внедрение политики защиты компьютерной сети…………………………………………………….............. 22
3. Модели безопасности………………………………………… 23
4. Управление учетными записями…………………………….  24
5. Дополнительные средства защиты…………………………... 25

Заключение…………………………………………………………………….. 28

Введение.

Известно, что основной задачей первых трех десятилетий компьютерной эры являлось развитие аппаратных компьютерных средств. Это было обусловлено высокой стоимостью обработки и хранения данных. В 80-е годы успехи микроэлектроники привели к резкому увеличению производительности компьютера при значительном снижении стоимости.

Основной задачей 90-х годов XX и начала XXI века стало совершенствование качества компьютерных приложений, возможности которых целиком определяются программным обеспечением (ПО).

Современный персональный компьютер имеет производительность большой ЭВМ 80-х годов. Сняты практически все аппаратные ограничения на решение задач. Оставшиеся ограничения приходятся на долю ПО.

В наш век компьютерных технологий ни одна фирма не обходится без использования компьютеров. А если компьютеров несколько, то они, как правило, объединяются в локальную вычислительную сеть (ЛВС). 
 
Компьютерная сеть - это система объединенных между собой компьютеров, а также, возможно, других устройств, которые называются узлами (рабочими станциями) сети. Все компьютеры, входящие в сеть соединены друг с другом и могут обмениваться информацией. 
 
       В результате объединения компьютеров в сеть появляются возможности: 
увеличения скорости передачи информационных сообщений, быстрого обмена информацией между пользователями, расширения перечня услуг, предоставляемых пользователям за счет объединения в сети значительных вычислительных мощностей с широким набором различного программного обеспечения и периферийного оборудования,  использования распределенных ресурсов (принтеров, сканеров, и т. д.), наличия структурированной информации и эффективного поиска нужных данных

Сети дают огромные преимущества, недостижимые при использовании ЭВМ по отдельности. Среди них:

 
  -  Разделение ресурсов процессора. При разделении ресурсов процессора возможно использование вычислительных мощностей для одновременной обработки данных всеми станциями, входящими в сеть.

• Разделение данных. Разделение данных предоставляет управлять базами данных с любых рабочих мест, нуждающихся в информации.
• Совместный доступ в Internet. ЛВС позволяет обеспечить доступ к Internet всем своим клиентам, используя всего один канал доступа.
• Разделение ресурсов. ЛВС позволяет экономно использовать дорогостоящие ресурсы (например, принтеры) и осуществлять доступ к ним со всех присоединенных рабочих cтанций.
• Мультимедиа возможности. Современные высокоскоростные технологии позволяют передавать звуковую и видео информацию в реальном масштабе времени, что позволяет проводить видеоконференции и общаться по сети, не отходя от рабочего места.

 
       ЛВС нашли широкое применение в системах автоматизированного проектирования и технологической подготовки производства, системах управления производством и технологическими комплексами, в конторских системах, бортовых системах управления и т.д. ЛВС является эффективным способом построения сложных систем управления различными производственными подразделениями.

      Как видим, процесс разработки ИС состоит из нескольких взаимосвязанных модулей, которыми уже в свою очередь и оперируют авторы методологий и подходов, смещая приоритеты между направлениями или смешивая задачи нескольких направлений (предлагая, к примеру, осуществление задач тестирования в рамках деятельности по непосредственной разработке программной реализации и т.д.). Суть остается прежней - есть технологическая цепочка процессов разработки информационных систем, модули которого взаимозависимы и не могут функционировать в отрыве друг от друга.

Компьютерная сеть состоит из элементов, среди которых выделяют компьютеры, предоставляющие ресурсы в сети (серверы), компьютеры, обеспечивающие доступ к сетевым ресурса серверов (клиенты), среду (media), в которой реализованы соединения, и сами ресурсы файлы, процессоры, принтеры, и другие элементы. В сетях реализуется принципиальная возможность совместного использования и устройств, и данных.

1. Сетевое администрирование.

Сетевое администрирование (Network Management) возникает, когда у администратора сети появляется потребность и возможность оперировать единым представлением сети, как правило, это относится к сетям со сложной архитектурой. При этом осуществляется переход от управления функционированием отдельных устройств к анализу трафика в отдельных участках сети, управлению её логической конфигурацией и конкретными рабочими параметрами, причём все эти операции целесообразно выполнять с одной управляющей консоли.

Затем к контролируемым объектам добавились сетевые операционные системы, распределённые базы данных и хранилища данных, приложения и, наконец, сами пользователи.

Задачи, решаемые в данной области, разбиваются на две группы:  
1. Контроль за работой сетевого оборудования,  
2. Управление функционированием сети в целом.

В первой группе речь идёт о мониторинге отдельных сетевых устройств (концентраторов, коммутаторов, маршрутизаторов, серверов доступа и др.), настройке и изменении их конфигурации, устранении возникающих сбоев. Эти традиционные задачи получили название реактивного администрирования (reactive management).

Вторая группа отвечает за мониторинг сетевого трафика, выявление тенденций его изменения и анализ событий в целях реализации схем приоритизации и упреждающего решения проблем, связанных с недостатком пропускной способности (упреждающее, или профилактическое, администрирование, proactive management).

Для реализации упреждающего администрирования оно должно быть дополнено мощным инструментарием ретроспективного анализа поведения информационной системы. Основную роль в этом процессе может играть разбиение множества возможных состояний системы на классы и прогнозирование вероятностей её миграции из одного класса в другой.

Сюда же относятся формирование единого представления сети в целях внесения изменений в её конфигурацию, учёт сетевых ресурсов, управление IP-адресами пользователей, фильтрация пакетов в целях обеспечения информационной безопасности и ряд других задач.

Трудоёмкость процессов администрирования распределённой вычислительной среды явилась одним из стимулов к появлению редуцированных распределённых вычислительных моделей.

Чтобы избежать подобных неприятностей, необходимо ещё раз подумать об архитектуре информационной системы и сменить её, если в обозримом будущем ожидаются подобные прецеденты. Использование серверных СУБД является в этом случае наиболее подходящим решением.

Конечной целью управления сетью является достижение параметров функционирования ИС, соответствующих потребностям пользователей.

Пользователи оценивают работу ИС не по характеристикам сетевого трафика, применяемым протоколам, времени отклика серверов на запросы определённого типа и особенностям выполняемых сценариев управления, а по поведению приложений, ежедневно запускаемых на их настольных компьютерах.

Общая тенденция в мире сетевого и системного администрирования – перенос акцентов с контроля  за отдельными ресурсами или их группами, с управления рабочими характеристиками ИС на максимальное удовлетворение запросов конечных потребителей информационных технологий способствовала появлению концепции динамического администрирования.

Такой подход предполагает, прежде всего, наличие средств анализа поведения пользователей, в ходе которого должны быть выявлены как их предпочтения, так и проблемы, возникающие в повседневной работе. Результаты, полученные на этом этапе, должны служить отправной точкой для активного управления взаимодействием между основными объектами администрирования – пользователями, приложениями и сетью.

Термин “активное” подразумевает постоянное отслеживание (мониторинг) характера работы пользовательских приложений и оперативное вмешательство в этот процесс, когда уровень сервиса, получаемый пользователем, не соответствует ожидаемому. Для наиболее адекватного реагирования на возникающие проблемы предлагается использовать аналитические средства поддержки принятия решений.

Эти факторы дают основание полагать, что на смену сетевому и системному администрированию идёт управление приложениями и качеством сервиса, независящее от используемых вычислительных платформ или сетей.

Отдельная проблема связана с созданием комплексных “сквозных” средств управления, позволяющих объединить системы администрирования, установленные в организациях-партнерах. Актуальность этой задачи нарастает по мере всё большего распространения сетей Extranet.

Внедрение в корпоративных информационных системах технологий Intranet не обходится без администрирования. Так, широко практикуемая работа сотрудников в корпоративной сети из дома требует от поставщиков создания новых инструментальных средств в области управления доступом и информационной безопасности.

Самостоятельную ценность представляют средства управления Web-ресурсами, причём не только применительно к сетям Intranet и Extranet, но в большей степени в связи с распространением электронной коммерции.

Эволюция концепций администрирования коснулась не только архитектуры систем. Новые проблемы, возникшие в распределённых средах, привели к тому, что на некоторое время сетевое управление стало рассматриваться в качестве главной заботы администраторов информационных систем.

Ситуация изменилась после того, как число распределённых приложений и баз данных, функционирующих в сети, превысило некоторое пороговое значение. При этом возросла роль системного администрирования, и неизбежным оказался процесс интеграции системного и сетевого администрирования. Следует отметить, что управление работой сложной гетерогенной сети представляет собой более сложную задачу, чем, например, контроль за функционированием сетевых принтеров.

Интегрированная система управления сетью (Integrated network management system, INMS) – система управления, обеспечивающая объединение функций, связанных с анализом, диагностикой и управлением сетью.

При этом сетевое администрирование порой стало рассматриваться как одна из множества составных частей администрирования системного, а сеть – как один из управляемых ресурсов наряду с компьютерами, периферийными устройствами, базами данных, приложениями и т.д.

Трудоемкость процессов администрирования распределённой вычислительной среды привела к тому, что осенью 1996 года компании Oracle и Sun Microsystems предложили создание сетевых компьютеров, а полгода спустя Intel и Microsoft – концепцию сетевых персональных компьютеров (Net PC). Несмотря на существенные отличия этих двух архитектур, они ознаменовали частичный возврат к централизованной вычислительной модели и к соответствующей организации всех процессов администрирования.

Таким образом, эволюция средств и систем администрирования непосредственно связана с развитием основных информационных технологий.

Проекты развития административных механизмов обычно включают в себя задачи постановки стратегического управления, разработки политики информационного обеспечения и доступа к информационным ресурсам, а также программно-аппаратным устройствам, системам и комплексам, постановки и развития системы, совершенствование непрерывного управления.

1.1 Планирование сетевой инфраструктуры.

Сетевая инфраструктура  - это набор физических и логических компонентов, которые обеспечивают соединения, безопасность, маршрутизацию, управление, доступ и др. возможности сети.

Инфраструктура включает решения по программному обеспечению, аппаратному комплексу и организационному обеспечению ИС, что соответствует пониманию системы в современных стандартах типа ISO/IEC 15288.

В инфраструктуру ИТ входят:

• вычислительное и телекоммуникационное оборудование;
• каналы связи;
• инженерно-техническое оборудование, обеспечивающее работу вычислительных и телекоммуникационных средств;
• программные приложения, реализующие функциональность ИТ-систем (прикладное программное обеспечение) и обеспечивающие функционирование оборудования (системное программное обеспечение);
• администрация и персонал, осуществляющие эксплуатацию ИС;
• внутренние положения и инструкции, регламентирующие работу персонала с ИТ-системами;
• исходные тексты программных приложений, входящих в ИТ-систему (прикладное и системное ПО);
• системная и пользовательская документация программных приложений и аппаратных комплексов и др.

Современная ИТ-инфраструктура ИС должна обладать высокой производительностью, надёжностью, гибкостью, масштабируемостью и другими качествами.

Совокупность сетевых программно-технических средств ИС образует её архитектуру. Для ИС, ориентированных, в первую очередь, на получение экономического эффекта, стремятся выбрать архитектуру системы с минимальной совокупной стоимостью владения.

Типы ИС, с точки зрения выполняемых ими функций (функционала), решаемых задач и т.п. обычно связывают с делением организаций на представителей крупного, среднего и малого бизнеса. Данное деление достаточно условно. Основными компонентами организаций, по которым с точки зрения ИТ оно обычно осуществляется, являются доход или объём выполняемых работ за год, выраженные в денежных единицах, а также количество персонала и компьютеров.

Имеется базовый функционал, который подходит большинству организаций. Однако, даже, если предприятия среднего бизнеса используют одни и те же программы, что и предприятия крупного бизнеса, стоимость их внедрения могут значительно отличаться. Как отмечают специалисты, основные отличия между этими типами предприятий зависят от степени их автоматизации, принятой ИТ-стратегии, степени зрелости бизнеса и др.

На этапе планирования: 

1. Выбираются аппаратные и программные  компоненты из которых создается сетевая инфраструктура. 
2. Определяется конкретное местоположение ПК 
3. Описывается каким образом будет установлен и сконфигурирован каждый объект.

Сеть очень редко строится с нуля, без влияния уже существующей инфраструктуры.

Реализация сетевой инфраструктуры – это процесс оценки, приобретения и сборки указанных компонентов, а так же их установки, согласно проекту.

Процесс реализации: 

• Установка аппаратной инфраструктуры – кабель, коммутатор, ПУ  и т.д.  
• Установка ОС и По

Существуют 2 элементы сетевой инфраструктуры: 

• Физическая 
• Логическая

Процесс проектирования рассматривается как синтез этих 2-х процессов.

Физическая инфраструктура:

Топология – схема расположения и соединения всех устройств.

Физическая среда – это кабель и воздух.

Сетевое устройство – Маршрутизатор, коммутатор, концентратор.

Маршрутизатор — сетевое устройство, на основании информации о топологии сети и определённых правил принимающее решения о пересылке пакетов сетевого уровня (уровень 3 модели OSI) между различными сегментами сети.

Сетевой коммутатор или свитч  — устройство, предназначенное для соединения нескольких узлов компьютерной сети в пределах одного сегмента.

Сетевой концентратор или Хаб — сетевое устройство, предназначенное для объединения нескольких устройств Ethernet в общий сегмент сети. Устройства подключаются при помощи витой пары, коаксиального кабеля или оптоволокна.

Выбираемая физическая инфраструктура часто на прямую зависит от логической инфраструктуры.

Логическая инфраструктура:

Логическая инфраструктура состоит из программных элементов, с помощью которых происходит соединение, управление или защита хостов сети.

Осуществляется связь между ПК через каналы, описанные в физической инфраструктуре.

Содержит следующие абстрактные программные элементы:

-) сетевые протоколы TCP/IP

-) Технологии безопасности  IPSec

-) Протоколы сетевой маршрутизации

Затем нужно определить ПО, реализующее абстрактное понятие – Windows 2003 Server

Определения требований при построении сети: 

• Создать план сети, который будет использоваться как на этапе реализации, так и последующего обслуживания. 
• Для составления правильного плана необходимо учесть все требования от пользователей сети, от владельцев сети, аппаратные и программные компоненты сети. 
• Требования пользования сети:  
• Типы информации 
• Информационные потоки 
• Использование ПО 
• Учесть использования сетевых служб

Проектирование сетевой безопасности:  

• Предусмотреть возможные источники опасности 
• Спланировать меры защиты

Реализация сетевой инфраструктуры:  

• построение компонентов физической инфраструктуры 
• установка ОС и ПО 
• конфигурация конкретных сетевых сервисов

1.2 Безопасность сетевой инфраструктуры.

Структура безопасности – это логический структурированный процесс выполнения следующих или аналогичных задач.  

• Оценка риска безопасности 
• Определение требований безопасности  
• Выбор структуры безопасности  
• Применение политик безопасности  
• Проектирование шагов по развертыванию безопасности 
• Описание политик управления безопасностью.

Определить  ответственных  за проектирование, реализацию и подтверждение политики безопасности.

Учесть требования как технических специалистов, так и руководства.

Учесть экономические затраты и влияние политик безопасности на производство и психологическое состояние работников.

Организовать группу сотрудников, которые смогут руководить следующими вопросами: 

1. Наиболее важные для организации ресурсы 
2. Потенциальные угрозы для ресурсов  
3. Ресурсы подверженные большему риску 
4. Последствия при компрометации определенным ресурсам 
5. Существующие на банный момент средства безопасности 
6. Перечень средств безопасности наиболее подходящих для защиты определенных ресурсов 
7. Как обеспечить достаточный уровень защиты? 
8. Из чего состоит реализация средств безопасности? 
9. Влияние средств безопасности на пользователя, админа, руководства.

Жизненный цикл:

О безопасности нужно заботиться постоянно!!!

Этапы: проектирование, реализация средств безопасности, управление безопасностью.

Проектирование информационной безопасности: 

• Определение ресурсов, которые нужно защищать 
• Оценка потенциальной безопасности  
• Создания плана защиты

Типичный план защиты: 

• Аутентификация – проверка опознавательных данных пользователя, прежде чем ему будет предоставлен доступ к защитным ресурсам. 
• Управление доступом – предоставление определенных уровней доступа в соответствии с идентификацией пользователя. Обычно встраиваются в ОС и приложения 
• Шифрование – процесс защиты данных путем логических алгоритмов, которые имеют для шифрования и дешифрования данных. Прочность основывается на типе алгоритма количестве и типов ключей и методе распространения ключей.  
• Межсетевые экраны -  система, предотвращающая несанкционированный внешний доступ частной сети. (Используются фильтрация пакетов, преобразование сетевых адресов т.д.) 
• Аудит – процесс. По средствам которого админы следят за системой, действиями, который происходят в сети.

Реализация средств безопасности: 

1. Разработка плана реализации механизмов  политик безопасности:  

• Перечень определенных процедур

 Временной график процессов оценки, приобретения, установки. Настройки аппаратных и программных средств безопасности.  

1. Согласование и утверждение плана. 
2. Разработка механизма распространения политик безопасности на всю организацию.

Управление безопасностью: 

• Проверка журнала аудита 
• Проверка состояния сетевых ресурсов 
• Мониторинг сетевого трафика  
• Обновление ПО безопасности  
• Мониторинг появления новых ресурсов и наложение на них общих правил  
• Мониторинг появления новых угроз

1.3 Выбор протоколов при планировании сетевой инфраструктуры.

Сетевая модель OSI (Open Systems Interconnection Basic Reference Model) — абстрактная сетевая модель для коммуникаций и разработки сетевых протоколов. Представляет уровневый подход к сети. Каждый уровень обслуживает свою часть процесса взаимодействия. Благодаря такой структуре совместная работа сетевого оборудования и программного обеспечения становится гораздо проще и прозрачнее.

В настоящее время основным используемым семейством протоколов является TCP/IP, разработка которого не была связана с моделью OSI.

Канальный уровень  -  предназначен для обеспечения взаимодействия сетей на физическом уровне и контроля за ошибками, которые могут возникнуть. Полученные с физического уровня данные он упаковывает во фреймы, проверяет на целостность, если нужно исправляет ошибки (посылает повторный запрос поврежденного кадра) и отправляет на сетевой уровень. Канальный уровень может взаимодействовать с одним или несколькими физическими уровнями, контролируя и управляя этим взаимодействием. Спецификация IEEE 802 разделяет этот уровень на 2 подуровня — MAC (Media Access Control) регулирует доступ к разделяемой физической среде, LLC (Logical Link Control) обеспечивает обслуживание сетевого уровня.

PPP (англ. Point-to-Point Protocol) — протокол точка-точка, механизм для создания и запуска IP (Internet Protocol) и других сетевых протоколов на последовательных линиях . Используя PPP, можно подключить компьютер к PPP-серверу и получить доступ к ресурсам сети, к которой подключён сервер так, как будто вы подключены непосредственно к этой сети.

Протокол РРР является основой для всех протоколов канального (2-го) уровня. Связь по протоколу РРР состоит из четырёх стадий: установление связи посредством LCP (осуществляется выбор протоколов аутентификации, шифрования, сжатия и устанавливаются параметры соединения), установление подлинности пользователя (реализуются алгоритмы аутентификации, на основе протоколов РАР, СНАР или MS-CHAP), контроль повторного вызова РРР (необязательная стадия, в которой подтверждается подлинность удалённого клиента), вызов протокола сетевого уровня (реализация протоколов, установленных на первой стадии). PPP включает IP, IPX и NetBEUI пакеты внутри PPP кадров.

Обычно используется для установки прямых соединений между двумя узлами. Широко применяется для соединения компьютеров с помощью телефонной линии. Также используется поверх широкополосных соединений. Многие интернет-провайдеры используют PPP для предоставления коммутируемого доступа в Интернет.

Сетевой уровень - 3-й уровень сетевой модели OSI предназначен для определения пути передачи данных. Отвечает за трансляцию логических адресов и имён в физические, определение кратчайших маршрутов, коммутацию и маршрутизацию, отслеживание неполадок и заторов в сети. На этом уровне работает такое сетевое устройство, как Маршрутизатор. Протоколы сетевого уровня маршрутизируют данные от источника к получателю.

Протокол сетевого уровня (англ. Network layer) — протокол 3-его уровня сетевой модели OSI, предназначается для определения пути передачи данных. Отвечает за трансляцию логических адресов и имён в физические, определение кратчайших маршрутов, коммутацию и маршрутизацию, отслеживание неполадок и заторов в сети. На этом уровне работает такое сетевое устройство, как маршрутизатор.