Programy analizy ruchu w sieci komputerowej (Sniffery)

Oceń tę pracę

podrozdział pracy magisterskiej o zaporach ogniowych

Sniffery to programy służące do przechwytywania pakietów sieciowych. Pierwotnym zastosowaniem programów tego typu jest analiza ruchu w sieci i identyfikacja potencjalnych problemów. Przykładowo, w sytuacji kiedy jeden segment sieci działa mało wydajnie – dostarczenie pakietu odbywa się bardzo wolno lub komputery blokują się przy uruchamianiu w sieci. Do dokładnego określenia przyczyny takiego zachowania używamy programu typu Sniffer. Sniffery różnią się znacznie między sobą funkcjonalnością i stopniem programistycznego zaawansowania – niektóre z nich analizują tylko jeden protokół, podczas gdy inne setki. Ogólnie rzecz ujmując, program taki analizuje protokoły:

  • Standardowy Ethernet
  • TCP/ IP
  • IPX
  • DECNet

Analizatory protokołów zawsze są kombinacją sprzętu i oprogramowania. Komercyjne programy tego typu są drogie (zazwyczaj sprzedawane są w pakiecie z komputerem zbudowanym z uwzględnieniem funkcji sieciowej, jaką będzie on pełnić), natomiast te, które są dostępne jako oprogramowanie typu freeware, nie oferują żadnej pomocy technicznej.

Analizatory ruchu w sieci komputerowej znacznie różnią się od programów przechwytujących kody naciskanych klawiszy. Programy typu sniffer przechwytują pakiety sieciowe poprzez ustawienie karty sieciowej w tzw. tryb mieszany (promiscuous mode). Lokalne sieci komputerowe są małymi sieciami typu Ethernet (najczęściej). Dane z jednego komputera przesyłane są do drugiego przy pomocy kabla sieciowego.

Istnieją różne rodzaje kabli, różniących się szybkością przesyłania danych, z których najpowszechniej stosowanych jest pięć:

  • 10BASE-2 kabel koncentryczny (cienki), którym standardowo można przesyłać dane na odległość 152 metrów.
  • 10BASE-5 kabel koncentryczny (gruby), którym standardowo można przesyłać dane na odległość 457 metrów.
  • 10BASE-5 kabel światłowodowy
  • 10BASE-T skrętka dwuprzewodowa, standardowo przesyłająca dane na odległość 183 metry.
  • 100BASE-T kabel przystosowany do przesyłania danych z prędkością 100 megabitów na sekundę, (na odległość do 100 metrów).

Transmisja danych w sieci komputerowej odbywa się małych porcjach –  ramkach. Ramki te są podzielone na sekcje, z których każda zawiera z góry określone informacje, na przykład pierwsze 12 bajtów ramki sieci Ethernet niesie informacje o adresie odbiorcy i nadawcy pakietu. Inne sekcje ramki przenoszą właściwe dane użytkownika, nagłówki TCP/IP, nagłówki IPX, itd.

Ramki są przygotowywane do wysłania przez specjalny program, zwany sterownikiem sieciowym. Następnie przesyłane są z komputera wyjściowego do sieci poprzez kartę sieciową, skąd przemieszczają się do miejsca przeznaczenia. Po dotarciu do maszyny docelowej proces jest odwracany, tj. karta sieciowa w komputerze odbiorcy pobiera ramki i, informując system operacyjny o tym fakcie, przekazuje sterowanie odpowiedniemu oprogramowaniu, które zajmuje się dalszą obróbką pakietów.

Analizatory protokołów stanowią zagrożenie dla bezpieczeństwa z powodu sposobu, w jaki ramki są przesyłane i dostarczane do miejsca przeznaczenia. Poniżej przedstawione jest krótkie omówienie tego procesu.

Każda stacja robocza w lokalnej sieci komputerowej ma swój własny adres sprzętowy. Adres ten jest unikalny dla odróżnienia poszczególnych komputerów w sieci (przypomina to system adresowania w sieci Internet). Wysyłając jakiekolwiek dane przez sieć LAN, pakiety z danymi trafiają do wszystkich komputerów w tej sieci.

W normalnych okolicznościach wszystkie komputery w sieci mogą „słyszeć” cały ruch, który się w niej dobywa, ale reagują tylko na te dane, które są zaadresowane specjalnie dla nich (innymi słowy stacja robocza A nie przechwyci danych przeznaczonych dla stacji roboczej B lecz je zignoruje). Jeśli jednak karta sieciowa danej maszyny znajduje się w trybie mieszanym, może przechwytywać wszystkie pakiety i ramki w sieci. Stacja robocza skonfigurowana w ten sposób (i jej oprogramowanie) stanowi analizator ruchu w sieci komputerowej (sniffer).

Programy tego typu sniffer stanowią wysoki poziom ryzyka.

  1. Mogą przechwytywać hasła.
  2. Mogą przechwytywać poufne lub zastrzeżone informacje.
  3. Mogą być użyte do naruszenia bezpieczeństwa sąsiednich sieci lub zdobycia stopniowego dostępu do nich.

Wykrycie przez administratora „obcego” analizatora umieszczonego w jego sieci oznacza w większości przypadków, że zabezpieczenia sieci już zostały pokonane.

Programy tego typu przechwytują wszystkie pakiety danych podróżujące w sieci, lecz w praktyce konieczne jest zawężenie przechwytywanych pakietów do tych, które są dla użytkownika z jakiegoś względu istotne.

Przeprowadzenie ataku przy pomocy sniffera nie jest proste – wymaga dość zaawansowanej wiedzy o sieciach. Zwyczajne zainstalowanie takiego programu i uruchomienie go prowadzi do problemów, gdyż nawet sieć z pięcioma stacjami roboczymi przesyła tysiące pakietów na godzinę. W krótkim czasie plik wynikowy sniffera może zapełnić cały dysk twardy (jeśli przechwytywany jest każdy pakiet).
Aby obejść ten problem, krakerzy na ogół przechwytują tylko 200-300 początkowych bajtów każdego pakietu, gdzie zawarta jest nazwa użytkownika i jego hasło (a to właściwie wszystko, co kraker chce wiedzieć). Jednakże, jeśli intruz dysponuje maszyną z wystarczającą ilością miejsca na dyskach – może przechwytywać cały ruch w sieci – niekiedy i w dalszej części pakietu można znaleźć interesujące informacje.

Analizator ruchu w sieci może zostać założony w dowolnym miejscu w sieci. Jednak są pewne punkty strategiczne, które pozostają w kręgu szczególnego zainteresowania krakerów (jak na przykład miejsca, gdzie często dokonuje się procedur autoryzacji). Na szczególne niebezpieczeństwo narażone są maszyny będące bramkami pomiędzy sieciami. Ruch generowany w okolicach takiego komputera zawiera stosunkowo najwięcej pakietów pochodzących z procedur autoryzacji. Umiejscowienie sniffera w tym miejscu zwiększa sferę wpływów intruza w sposób wykładniczy.

W ostatnim czasie technologie związane z bezpieczeństwem systemów uległy znacznemu udoskonaleniu. Niektóre systemy operacyjne wykorzystują szyfrowanie na poziomie pakietu i dlatego, nawet jeśli sniffer przechwyci istotne dane, będą one zaszyfrowane. Stanowi to przeszkodę do ominięcia jedynie przez użytkowników posiadających dogłębną wiedzę z dziedzin: bezpieczeństwa systemów, szyfrowania oraz sieci.

Sniffery dostępne są w postaci pakietów komercyjnych (często programowo-sprzętowych) oraz programów typu freeware. Początkującym administratorom zaleca się zapoznanie z ogólną charakterystyką analizatora ruchu na podstawie któregoś z darmowych pakietów. Doświadczeni administratorzy dużych sieci powinni posiadać przynajmniej jeden sniffer komercyjny. Programy te są nieocenione przy diagnozowaniu problemów sieci.

Zabezpieczenia komputera – Programy skanujące

Oceń tę pracę

Błędem byłoby jednakże zawierzenie bezpieczeństwa sieci programowi skanującemu. W najlepszym przypadku programy skanujące oferują możliwość szybkiego sprawdzenia bezpieczeństwa protokołów TCP/IP i nic ponadto. Nie powinny one być zatem jedynymi narzędziami stosowanymi do sprawdzania bezpieczeństwa sieci. Jeżeli po przebadaniu sieci uzyskamy potwierdzenie jej bezpieczeństwa, nie musi to wcale oznaczać, że sieć pozbawiona jest luk w systemie zabezpieczeń.

Programy skanujące:

Nessus

Tabela 8

Typ pogramy skanującego: Skaner portów TCP/IP
Autor: Renaud Deraison
Język programowania: C
Wyjściowy system operacyjny: Linux
Docelowy system operacyjny: UNIX (ogólnie)
Wymagania: Linux,C

Źródło własne

Podstawowe cechy programu

Pierwotnie Nessus powstał na platformie Linux, a w maju 1998 roku napisane zostały wersje na platformy NetBSD i Solaris. Nessus jest zestawem narzędzi do skanowania, w który zostały wbudowane kody źródłowe wszystkich najistotniejszych programów służących do wykorzystywania luk systemowych. Do programu można w łatwy sposób dołączać nowe moduły, co świadczy o jego elastyczności.

Nessus pracuje w środowisku graficznym X Windows. Jego graficzny interfejs zbudowano przy wykorzystaniu elementów graficznych z biblioteki gtk (Gimp Toolklfj – wymaganej do jego uruchomienia.

gtk jest bezpłatną biblioteką tzw. widget’ów – elementów wykorzystywanych do konstrukcji interfejsu programu w środowisku graficznym (X Windows w tym przypadku).

Usługi dodatkowe systemów firewall

Oceń tę pracę

Systemy firewall oferują wiele dodatkowych usług, które pomagają zabezpieczyć sieć bądź przyspieszyć jej pracę. Wśród nich na szczególne wyróżnienie zasługują Proxy Cache Services. Usługa ta umożliwia zoptymalizowanie ruchu na łączu WAN poprzez przechowywanie informacji (stron WWW), do których często odwołują się użytkownicy sieci; zwykle jest to element zintegrowany z serwerami pośredniczącymi.

W przypadku przyspieszania pracy klientów lokalnej sieci, Proxy Cache Server umieszczamy pomiędzy nimi a Internetem. Wówczas żądania o strony umieszczone w pamięci serwera są obsługiwane z prędkością LAN, a łącze WAN nie jest wcale obciążane.

Rysunek 4


źródło własne

W przypadku intensywnie eksploatowanych serwerów WWW, umieszczonych w głębi sieci lokalnej, również warto zastosować Proxy Cache Server. Odciąży on serwery i zmniejszy transmisję w sieci LAN.

Rysunek 5


źródło własne

W przypadku bardzo dużych i intensywnie eksploatowanych serwisów WWW możemy użyć kilku połączonych równolegle Proxy Cache Server. Mogą one obsługiwać serwery WWW różnych producentów.

Rysunek 6


źródło własne

Gdy nasza sieć jest jednym z wielu rozrzuconych elementów sieci korporacyjnej, warto zastosować hierarchiczne połączenie wielu Proxy Cache Servers. Można również połączyć serwery na tym samym poziomie drzewa, uzyskując ten sposób wielopiętrowe przyśpieszenie pracy całej sieci. Taka budowa zwiększa szansę na znalezienie poszukiwanej strony w pamięci podręcznej. Dostęp do stron rzadko używanych jest wolniejszy, ale i tak przewyższa prędkość odnalezienia strony w Internecie.

Rysunek 7


źródło własne

W pracy serwera bardzo istotne jest odpowiednie ustawienie parametrów. Przede wszystkim czasu przechowywania stron w pamięci podręcznej, czasu, po którym strona staje się nie aktualna, ilość miejsca przeznaczonego na cache.

Wiele firm, które potrzebują ciągłej wymiany informacji, staje przed dużym problemem – jak połączyć sieci lokalne wielu oddziałów oddalonych od siebie o setki, a nawet tysiące kilometrów. Wykupienie łącza dzierżawionego jest bardzo drogie, a czasem wręcz niemożliwe. Jedynym wyjściem staje się podłączenie wszystkich filii do sieci globalnej, takiej jak Internet. Virtual Private Network to usługa, która pozwala łączyć kilka sieci prywatnych tunelami, przez które przenoszone są tylko informacje zaszyfrowane. Szyfrowanie całych pakietów znacznie zwiększa bezpieczeństwo połączenia, ponieważ ukrywa numery połączeń i przesyłane dane.

Rysunek 8


źródło własne

Serwer z VPN zainstalowany na obrzeżu sieci umożliwia zarządzanie całą siecią wirtualną z dowolnego miejsca, co dodatkowo upraszcza administrację. Jedynym elementem, który powinien zostać przekazany tradycyjną metodą jest klucz (w BorderManager firmy Novell klucz jest 40- lub 128-bitowy; na eksport poza terytorium USA klucza 128-bitowego nałożone są spore restrykcje) umożliwiający nawiązanie zaszyfrowanego połączenia.

Narzędzia w rodzaju Novell IP Gateway umożliwiają sieciom pracującym z innymi protokołami, bądź z adresami IP, które nie są unikalne, korzystanie z sieci Internet. Dają możliwość całemu systemowi na korzystanie z jednego adresu IP, który również może być przydzielany dynamicznie. Umożliwia to firmie korzystającej np. z protokołu IPX na podłączenie do Internetu za pomocą modemu u dostawcy przydzielającego adresy dynamicznie (TP S.A.). Dodatkową zaletą zwiększającą bezpieczeństwo przy korzystaniu z takich usług jest ukrycie adresów lokalnych systemu.

Usługa Network Address Translation (NAT), podobnie jak IP Gateway, pozwala klientom, którzy nie posiadają unikalnych adresów, korzystać z Internetu. Dodatkowo może pracować jako filtr pozwalający tylko na niektóre połączenia z zewnątrz i gwarantujący, że wewnętrzne połączenia nie będą inicjowane z sieci publicznej.

W celu precyzyjnego określenia praw rządzących dostępem do sieci tworzy się tak zwane listy reguł. Listy takie opisują prawa poszczególnych obiektów do korzystania z określonych usług/protokołów sieciowych, zezwalają na pewne rodzaje połączeń z zewnątrz jednocześnie zabraniając innych, mogą limitować liczbę połączeń z jakiegoś adresu albo ograniczać liczbę jednoczesnych połączeń. Przykładowo, kierownictwo firmy może zabronić pracownikom w określonych godzinach korzystania z usługi http z konkretnych miejsc sieci (co, oczywiście, jest decyzją polityczną). Edytor reguł jest narzędziem, przy pomocy którego budujemy i modyfikujemy zbiory reguł oraz wiążemy aplikacje z protokołami, a tym z kolei przypisujemy interfejsy sieciowe. Na użytek zaawansowanych administratorów tworzone są specjalne języki skryptowe, ułatwiające automatyzowanie konfigurowania serwera.

Integralną częścią systemów firewall jest mechanizm o zbliżonej roli do „czarnej skrzynki” w samolotach, śledzący i rejestrujący wszelkie wydarzenia w sieci. Dzięki monitorowaniu uwadze administratora z pewnością nie umknie, na przykład, 30-krotna nieudana próba zdalnego logowania się do systemu. Innym zastosowaniem jest analiza adresów, z którymi najczęściej nawiązywane są połączenia przez lokalnych użytkowników, gdyż dane takie są istotne do efektywnego skonfigurowania serwera proxy. Jednocześnie zarządca ma wgląd w dziennik błędów, gdzie zachowywane są ostrzeżenia o występowaniu wszelkich problemów z poprawnością transmisji. W przypadkach, gdy zachodzi uzasadnione podejrzenie, iż nastąpiło włamanie do sieci, system monitorujący może samodzielnie podjąć akcję zdefiniowaną przez administratora, na przykład decyzję o zerwaniu połączenia albo uruchomieniu „alarmu”.

Wady i zalety firewalli

Oceń tę pracę

Zalety:

  • ochrona systemu,
  • umożliwiają całej sieci korzystanie z jednego wspólnego adresu IP,
  • dają możliwość na podłączenie do Internetu systemom z protokołami innymi niż TCP/IP,
  • pozwalają monitorować połączenia WAN i ruch w sieci,
  • przy intensywnej pracy z WWW Proxy Cache Server pozwala zoptymalizować obciążenie na łączu WAN, a co za tym idzie – przyspieszyć pracę wielu osób,
  • zamiast wynajmować drogie międzymiastowe lub międzynarodowe linie dzierżawione możemy używać VPN i tańszych linii z dostępem do najbliższych węzłów sieci publicznej.

Wady:

  • wymagają częstych uaktualnień, gdyż nowe typy klientów sieciowych i serwerów przybywają prawie codziennie,
  • uniemożliwiają bądź utrudniają zdalne zarządzanie siecią,
  • mało wydajne serwery pośredniczące zmniejszają wydajność sieci.

Warstwa fizyczna sieci ATM

Oceń tę pracę

Zasadniczą funkcją warstwy fizycznej jest poprawna transmisja komórek w medium fizycznym pomiędzy różnymi elementami sieci ATM. Warstwa ta dzieli się na dwie podwarstwy:

  • podwarstwę medium fizycznego (Physical Medium Sublayer), której zadaniem jest transmisja bitów i fizyczny dostęp do medium. Podstawowe operacje związane są taktowaniem bitów, kodowaniem i konwersją do postaci sygnałów optycznych lub elektrycznych w zależności od stosowanego medium.
  • podwarstwę zbieżności transmisji (Physical Transmission Convergence Sublayer), której rolą ogólnie jest zamiana ciągu komórek na ciąg bitów i vice versa. W warstwie tej możemy wyróżnić następujące funkcje:
  1. Cell Rate Decoupling -wstawianie (oraz usuwanie po drugiej stronie łącza) pustych komórek. Ponieważ strumień danych niekoniecznie wypełnia całą przepływność łącza, niezbędne jest dodawanie pustych komórek tak, aby zapewnić ciągłość ich strumienia i zgodność z przepływnością bitów w medium;
  2. HEC Generation (Verification) –obliczanie i sprawdzanie nadmiaru kodowego dla każdej komórki i umieszczanie go w polu HEC nagłówka;
  3. Cell Delineation –wydzielanie komórki z ramki, polegające na wskazaniu początku i końca poprawnego pakietu;
  4. Transmission Frame Generation (Recorvery) And Adaptation. –umieszczanie (wydzielanie) komórki z ramki transmisyjnej. Sieć ATM może korzystać z sieci transmisyjnej , o strukturze ramkowanej i wówczas trzeba dostosować strumień pakietów do ramki, np. do ramki SDH lub G.703.

Warstwa fizyczna sieci ATM (Asynchronous Transfer Mode) obejmuje wszystkie aspekty związane z fizycznym przesyłaniem danych przez medium transmisyjne. Jest odpowiedzialna za konwersję danych na sygnały, które mogą być transmitowane przez różne medium, oraz za odbiór tych sygnałów. Zajmuje się również ustalaniem i kontrolowaniem parametrów transmisji, takich jak prędkość transmisji i synchronizacja.

Medium transmisyjne w sieci ATM może być różne, zależnie od wymagań i zastosowań. Najczęściej wykorzystywane są światłowody, które oferują dużą przepustowość i odporność na zakłócenia. Inne wykorzystywane media to kable miedziane, które mogą być używane w krótszych odległościach, gdzie nie ma dużych wymagań dotyczących przepustowości. Ważnym aspektem jest także to, że ATM może wykorzystywać różne technologie transmisji, od Ethernetu po ATM w światłowodach, dostosowując się do specyficznych potrzeb infrastruktury.

Prędkość transmisji w warstwie fizycznej sieci ATM może sięgać od kilkuset megabitów na sekundę do kilku gigabitów na sekundę. ATM jest w stanie przesyłać dane w bardzo wysokiej przepustowości, co czyni go odpowiednim dla sieci o dużym obciążeniu, takich jak sieci szkieletowe. Dodatkowo, ATM wspiera różne rodzaje transmisji, w tym zarówno transmisję punkt-punkt, jak i transmisję multicast, co sprawia, że jest elastyczny w różnych zastosowaniach.

Warstwa fizyczna w sieci ATM także odpowiada za zabezpieczenie transmisji przed zakłóceniami. Mechanizmy korekcji błędów, takie jak kodowanie i detekcja błędów, zapewniają integralność danych przesyłanych przez sieć. ATM stosuje także mechanizmy synchronizacji, które pozwalają na efektywne i stabilne przesyłanie danych, nawet przy dużych prędkościach transmisji. Synchronizacja ma kluczowe znaczenie, ponieważ w ATM przesyłane są dane w postaci małych jednostek zwanych komórkami (cells), a każda z nich musi zostać przesyłana w odpowiedniej kolejności.

Adresowanie w warstwie fizycznej ATM opiera się na unikalnych identyfikatorach, które pozwalają na jednoznaczne określenie źródła i celu transmisji. Dzięki temu sieć może sprawnie kierować komórki do odpowiednich odbiorców, zapewniając poprawność i wydajność całej transmisji. Dodatkowo, warstwa fizyczna odpowiada za zarządzanie przepustowością i zasobami sieciowymi, przydzielając odpowiednią ilość pasma na potrzeby różnych użytkowników i aplikacji.

Na koniec, warto dodać, że warstwa fizyczna ATM jest ściśle związana z warstwą łącza danych, która zapewnia odpowiednie formatowanie i zarządzanie danymi na poziomie logicznym. Jednak sama warstwa fizyczna koncentruje się głównie na aspektach technicznych związanych z przesyłaniem sygnałów przez fizyczne medium.