Конахович Г.Ф., Климчук В.П., Паук С.М., Потапов В.Г. Защита информации в телекоммуникационных системах

Подождите немного. Документ загружается.

трафик через цифровые потоки типа Е1 в канале, который образуется между УД

на ПУ и УД заранее определенного (как правило, ближайшего)

территориального узла (ТУ) СПД. УД на ТУ мультиплексируют IP-трафик от

присоединенных к ним ПУ и дальше направляют его на УД регионального узла.

Сети абонентского доступа подключаются к УД через коммутированные и

(или) выделенные каналы связи. Пользователи вынуждены, по большей части,

ориентироваться на аналоговые каналы, однако постепенно расширяются

возможности применения цифровых коммутированных каналов. Аналоговые

коммутированные каналы — это, как правило, каналы общего пользования

(КОП) с полосой пропускания 3,1 кГц. Цифровые коммутированные каналы,

если они используются, это — каналы BRI цифровой сети с интегрированием

услуг (ЦСИУ). Для организации каналов абонентского доступа через каналы

КОП/ЦСИУ используются соответственно аналоговые модемы/терминальные

адаптеры (ТА).

В качестве шлюзов между сетями с коммутацией каналов, через которые

осуществляют доступ пользователи услуг СПД, и транспортной IP-сетью

используются серверы удаленного доступа (СУД) (см. рис. 1.10). СУД под-

ключаются к КОП через интерфейсы Е1. Обмен служебной информацией с

коммутаторами КОП (т.е. с АТС); происходит посредством систем сигнализации

СКС7, R2D и других. Для подключения СУД к сети ЦСИУ используются

интерфейсы PR1. Обмен служебной информацией с коммутаторами ЦСИУ

осуществляется посредством системы сигнализации DSS1.

Учитывая специфику деятельности авиапредприятий, Перед получением

доступа через коммутированные каналы к транспортной IP-сети необходимо

выполнять процедуры идентификации, а также аутентификации пользователей.

Для этого используется программное обеспечение СУД и сервера RADIUS

PROXY.

Оборудование и ПО, необходимое для выполнения непосредственных

функций сервера RADIUS PROXY, входят в состав любого УД (кроме УД на

ПУ). Однако специализированное ПО и оборудование сервера RADIUS, вы-

полняющее функции управления, входит в состав только узла управления сетью,

расположенного на ЦУ или на регионально-транзитном узле, который выполняет

функции резервного узла управления. В состав этих узлов управления (то есть,

основного и резервного) входит, кроме всего прочего, специализированное ПО и

оборудование СУД с использованием заказных линий типа ЗЗК, а также ПО,

осуществляющее функции управления ресурсами модемного пула. ПО серверов

СУД и RADIUS обеспечивает учет объемов предоставленных услуг

коммутированного доступа.

Кроме коммутированных аналоговых и цифровых каналов для доступа к

глобальной транспортной IP-сети могут использоваться выделенные каналы.

Выделенные каналы также могут быть аналоговыми и (или) цифровыми.

Кроме того, для доступа к магистральной IP-сети возможно использование

постоянных виртуальных каналов транспортной сети ATM/FR.

Сети абонентского доступа подключаются к сети FR посредством

специального оборудования доступа устройства FRAD (Frame Relay Access

Device — устройство доступа к Frame Relay). Один из портов маршрутизатора

УД также подключен к сети FR. При заказе абонентом услуги доступа к

магистральной IP-сети между абонентским устройством FRAD и устройством

FRAD, подключенным к порту IP-маршрутизатора, устанавливается постоянный

виртуальный FR-канал, через который абонентская сеть получает доступ к

транспортной IP-сети.

Учет объемов предоставленных услуг по видам каналов доступа (то есть, учет

трафика) обеспечивает ПО СУД или маршрутизатора абонентского доступа, а

также ПО сервера Net Flow Collector (NFC). Оборудование и ПО сервера NFC

должно входить в состав узла управления любого УД уровня ЦУ, РТУ и РУ.

Кроме транспортных услуг, СПД могут предоставлять услуги прикладного

уровня сети Internet, такие как:

■ услуги сервера доменных имен (DNS);

■ услуги электронной почты (Mail);

■ услуги телеконференций (News);

■ услуги размещения FTP-серверов;

■ услуги размещения виртуальных WWW-серверов (услуги хостинга).

Оборудование, необходимое для предоставления этих услуг (кроме услуг

DNS), входит в состав узлов предоставления Internet-услуг и узлов хостинга. Эти

узлы должны находиться на ЦУ и РТУ и образовывать сеть предоставления

услуг прикладных Internet-служб (см. рис. 1.10).

1.2.3. Сети абонентского FR-доступa

Услуги сетей абонентского FR-доступа используются, по большей части, для

объединения между собой корпоративных локальных сетей. Эти сети

подключаются к магистральной транспортной сети через краевые FR-

маршрутизаторы / мультиплексоры.

Если для подключения к магистральной транспортной сети используется

технология FR, то в состав оборудования сетей абонентского доступа должно

входить устройство FRAD. Чаще всего FRAD является неотъемлемой частью IP-

маршрутизаторов, но оно также может быть конструктивно оформлено в виде

отдельного устройства. В этом случае для его подключения к маршрутизатору

используются интерфейсы 10BaseT/100BaseTX, V.24, V.35, V.36, V.11. Для связи

FRAD с краевыми коммутаторами/мультиплексорами ATM/FR используются

цифровые и (или) аналоговые выделенные каналы и т.п. Создающее канал

оборудование (ПОД/ПОК, синхронные/асинхронные аналоговые модемы) может

входить в состав FRAD (маршрутизатора) или быть конструктивно оформлено в

виде отдельных устройств.

Во многих случаях краевые FR-коммутаторы могут подсоединяться к ма-

гистральным ATM-коммутаторам по технологии FR, то есть, через интерфейс

NNI FR со скоростью передачи 2,048 Мбит/с. Предлагаемая схема абонентского

доступа к магистральной транспортной сети с использованием технологии FR

изображена на рис. 1.11.

Между абонентскими устройствами FRAD через коммутаторы транспортной

сети устанавливаются постоянные каналы, поскольку услуги коммутированных

виртуальных каналов транспортными сетями практически нигде пока еще не

предоставляются. При установлении постоянного виртуального канала задается

его согласованная скорость (CIR) и дополнительная максимальная скорость

(EIR).

Совместное использование сети FR и СОП характерно для служб ОВД

гражданской авиации многих стран. На рис. 1.12 представлена схема органи-

зации фрагмента интегрированной сети ОВД "Aircontrol".

Сеть обеспечивает цифровую передачу данных телеграфных и телефонных

сообщений. Она связывает удаленные диспетчерские пункты (ДП) ОВД с

центральным узлом ОВД через каналы СОП, спутниковый канал и сеть FR.

Маршрутизаторы приобщаются к сети FR и СОП посредством модемов.

Технологическая защита ведомственной информации обеспечивается меро-

приятиями, регламентированными ICAO, которые анализируются ниже в пункте

1.3. С целью усиления защиты ведомственной информации целесообразно

использовать межсетевые экраны (МЭ).

Результаты сравнительного экспертного анализа возможностей реализации

разных видов телекоммуникационных услуг на основе современных протоколов

представлены в табл. 1.3, табл. 1.4 и на рис. 1.13. [4].

Таблица 1.3. Окончание

Тип

протокола

Тип передачи

Речь

Видео Оперативные

данные

Файлы

данных

Видео-

файлы

Аудио-

файлы

Ethernet 1 1 2 1 0 0

Token Ring 1 1 2 1 0 0

FDDI 3 3 3 1 1 1

HSSI 2 2 1 0 1 1

PPP 1 0 2 2 1 0

ISDN 4 2 2 1 2 1

X.25 2 1 3 2 1 0

Frame relay 4 3 3 1 2 1

ATM 5 4 4 1 2 1

Appletalk 1 0 1 1 1 0

DecNet 2 1 2 1 1 0

TCP/IP 2 1 3 2 1 0

IPX/SPX 2 1 2 1 1 0

Таблица 1.4. Соответствие протоколов современных технологий требованиям к

услугам

Технические

показатели

обслуживания

Требования к

протоколам

Ethernet

Token Ring

FDDI

HSSI

ppp

ISDN

X.25

Frame Relay

ATM

Appletalk

DecNet

TCP/IP

IPX

Среднее время

доставки единицы

информации

Возможность обес-

печить доставку

единицы информа-

ции за заданное

время

+ + + +

+ +

Пропускная спо-

собность ТКС

Возможность обес-

печить гарантиро-

ванную пропускную

способность соеди-

нения

+ +

Вероятность ошиб-

ки при транспорти-

ровке информации

Возможность кор-

рекции ошибок

+ + +

Коэффициент го-

товности обслужи-

вания

Возможность уста-

новления соединения

по альтернативным

маршрутам

+ + +

Гарантированный

объем обслужива-

ния

Возможность обес-

печить заданную

пропускную способ-

ность соединения

+ + +

Себестоимость об-

служивания

Определяется возможностями ЦСИУ

Уровень охвата

территории обслу-

живания

Определяется возможностями ЦСИУ

Таблица 1.4. Окончание

Технические

показатели

обслуживания

Требования к

протоколам

Ethernet

Token Ring

FDDI

HSSI

РРР

ISDN

Х.25

Frame Relay

ATM

Appletalk

DecNet

TCP/IP

IPX

Уровень защищен-

ности передачи

информации (коли-

чество комбинаций

ключа)

Встроенная кодировка

передаваемой

информации

- - - - + +

- + +

Совместимость с

разными видами

оборудования и об-

служивания

Определяется возможностями ЦСИУ

Представленные данные показывают определенное преимущество технологии

ATM и FR в большинстве услуг. Это преимущество особенно существенно при

передаче речи, видео- и оперативных данных. Такой же вывод следует сделать и

для технологии TCP/IP, однако при передаче речи технология TCP/IP уступает

технологиям ATM и FR.

Внедрение ATN с использованием современных телекоммуникационных

технологий обусловливает необходимость соблюдения определенных

требований относительно качества информационного обслуживания пользовате-

лей. В цифровых сетях СОП и СПД и ведомственных сетях ГА качество об-

служивания пользователей определяется обобщенными критериями. Они ох-

ватывают по несколько параметров системы связи. Соответственно рекомен-

дациям ITU и ICAO для систем АЭС такими критериями являются [1, 8]:

■ QoS (Quality of Service) — качество обслуживания;

■ RCP (Required Communication Performance) — необходимые

характеристики связи;

Рассмотрим специфику этих критериев относительно ATN.

1.2.4. Требования к качеству предоставления услуг в ATN

Критерии QoS

Понятие качества, в соответствии с ITU-T, E.430 и Е.800, формулируется как

"совокупность показателей, характеризующих удовлетворенность пользователя

предоставляемыми телекоммуникационными услугами". Составными частями

оценки качества услуги являются три основные стадии предоставления услуги:

доступ к передаче данных, передача данных, завершение сеанса передачи

(нарушение соединения). Каждая из этих стадий характеризуется тремя

основными показателями: скорость, достоверность, гарантированность.

Представленное определение показателей качества в рекомендации Е.430

является базовым для других рекомендаций ITU-T относительно качества услуг

для разных типов сетей.

В рекомендации Х.140 для СПД общего пользования (PDN — Public Data

Network) параметры не зависят ни от структуры сети, ни от услуги. Так, ос-

новными параметрами качества обслуживания сетей PDN (в частности, сети

Х.25) являются следующие:

■ задержка доступа; вероятность организации неправильного доступа;

вероятность отказа в установлении доступа;

■ задержка передачи информации пользователя; скорость передачи ин

формации пользователя; вероятность ошибок передачи информации;

■ вероятность передачи лишней информации; вероятность ошибочной

доставки информации пользователя; вероятность потери информации

пользователя;

■ задержка в разрушении соединения; вероятность отказа в разъединении

доступа;

■ доступность услуги, вероятность отказа в передаче информации

пользователя; время недоступности услуги.

Перечисленные выше параметры организованы в соответствии с концепцией

QoS, представленной в рекомендации ITU-T E.430. Последняя группа

параметров является производной от основных, и поэтому они в объединенную

табл. 1.5 не вошли.

Таблица 1.5. Показатели QoS

Фаза предоставления

услуги

Показатели качества

Скорость Точность Гарантированность

Организация доступа

Задержка установ-

ления доступа

Вероятность орга-

низации неверного

доступа

Вероятность отказа в

установлении доступа

Передача данных

Задержки передачи

данных пользо-

вателя

Скорость передачи

данных пользова-

теля

Пропускная спо-

собность

Вероятность ошибки

в информации

пользователя

Вероятность пере-

дачи лишней ин-

формации

Вероятность оши-

бочной доставки

информации

Вероятность потери

информации пользо-

вателя

Разъединение доступа

Задержка освобо-

ждения сетевого

соединения

Вероятность неус-

пешного освобож-

дения сетевого со-

единения

Вероятность неус-

пешного освобождения

сетевого соединения

Основными параметрами QoS, которые важны в ATN для конечных

пользователей, являются задержка передачи сообщения Т

, пропускная спо-

собность системы связи Ro и коэффициент ошибок Ко. Эти параметры в ATN

используют для прогнозирования уровня QoS в подсетях, через которые про-

ходит маршрут между конечными пользователями. От уровня QoS непосред-

ственно зависят также арендные расходы D

на предоставление услуг поль-

зователям в течение определенного времени Т

(предоставление канала связи на

срок Т

Задержка Т

определяется как время, прошедшее между моментом пред-

ставления единицы информации на уровень MAC и моментом успешного ее

получения соответствующим оборудованием приемника. Например, в СПД

ACARS математическое ожидание плюс среднее квадратичное отклонение

задержки прохождения составляет около пяти секунд. В системе AMSS нормы

на Т

зависят от приоритета сообщения Q, скорости передачи и направления — к

ВС или от ВС (табл. 1.6.).

Таблица 1.6. Задержка сообщения в AMSS

Скорость

передачи,

Кбит/с

Максимальная

задержка

установления

соединения,с

Транзитная задержка, с Задержка передачи данных, с

к ВС от ВС к ВС от ВС

Q=15 Q=3 Q=15 Q=15 Q=3 Q=15

0,6

110

1,2

2,4

4,8

10,5

Пропускная способность

(бит/с) определяется типом линии передачи

(канала передачи), используемой в системе связи. Обычно в реальных условиях

при бинарной кодировке скорость передачи информации

. Степень этого

неравенства оценивают производительностью системы. Производительность

определяется как процент пропускной способности канала связи, которая

потребляется для успешной передачи информации на физическом уровне:

=ρ

Величина ρ обычно нормируется с учетом допустимого значения Тз. Так, в

системе ACARS (США) ρ < 0,45 . Для системы VDL/CSMA ρ < 0,6, в

одноканальных линиях передачи AFTN относительная загруженность ρ < 0,4.

Коэффициент ошибок Ко при передаче дискретных сообщений нормируется в

зависимости от типа канала связи, типа информационной технологии и метода

повышения помехоустойчивости системы связи. Для конечных пользователей

сети ATN в каналах с технологией ISDN и циклической кодировкой уровень

битовых ошибок BER (Bit Error Rate) оценивается значением

−

. При

технологии ATM в качестве Ко используют относительное количество

утерянных ячеек

−

≤

Рассмотренный перечень основных параметров QoS может быть расширен в

зависимости от назначения системы связи и характера решаемых задач.

Например, параметры QoS могут быть использованы для оценки эффективности

средств защиты информации.

Критерий RCP

Критерий RCP (Required Communication Performance) предназначен для

использования специалистами ОВД, которым во время выполнения функций

ОВД нужна АЭС. Концепция RCP направлена на использование малого ко-

личества параметров. Для каждой функции ОВД должны быть так определены и

конкретизированы параметры характеристик АЭС, чтобы обеспечить оценку и

контроль разных технологий связи на разных этапах полета и при разных

эксплуатационных условиях. Различным функциям ОВД могут соответствовать

разные типы RCP. Одна и та же функция ОВД может иметь разные типы RCP

для различных условий эксплуатации.

RCP — это комплекс требований к характеристикам АЭС с целью обес-

печения конкретных функций ОВД. К определяющим параметрам RCP отно-

сятся [1, 8]: длительность процесса связи, целостность, готовность и непре-

рывность функционирования. Тип RCP обозначается большой латинской ли-

терой (табл. 1.7), перед которой с помощью числа указывается длительность

процесса связи [1]. Например, 100Е означает, что длительность связи составляет

100 секунд, а набор параметров RCP соответствует типу Е.

Таблица 1.7. Типы RCP

Тип RCP

Целостность

Готовность Непрерывность

10-9

0,99999 0,99999

10-7

0,99996 0,99996

10-6

0,9996 0,9996

10-5

0,999 0,999

10-5

0,99 0,99

10-3

0,99 0,99

10-3

требования отсутствуют

Длительность — это максимальный срок для завершения процесса связи.

Целостность данных — это вероятность безошибочной доставки данных в

течение времени, не больше заданного.

Готовность — это доля времени, в течение которой предоставляется об-

служивание (То), от общего времени работы Тр, то есть

Непрерывность — это вероятность работоспособности системы в течение

времени выполнения задачи.

Рекомендованные ICAO значения параметров RCP в зависимости от типа RCP

представлены в табл. 1.7. Обобщенные в среднем характеристики надежности

средств связи перечислены в табл. 1.8 [1, 2, 8].

Таблица 1.8. Характеристики надежности средств связи

№

п/п

Типы средства связи

Коэффициент

готовности, k

Среднее время вос-

становления, Тв, с

1 Канал линии связи длиной 1 000 км:

2 магистральной кабельной 0,99 1,0

3 зонной кабельной 0,95 1,0

4 радиорелейной 0,95 1,0