В течение последних шестидесяти лет информационные технологии претерпели кардинальные изменения. Начиная от больших ламповых вычислительных машин и заканчивая современными персональными компьютерами и промышленными серверами. Техническая мысль стремительно развивалась, рождая тем самым новое. Одной из таких новинок было изобретение высокоскоростных компьютерных сетей. Они позволили строить различные системы связанных между собой устройств передачи и обработки информации.
Определение. Распределенная система – это набор независимых компьютеров, представляющийся их пользователям единой объединенной системой [1].
Распределенные системы должны иметь возможность поддаваться расширению, или масштабированию. Эта характеристика является прямым следствием наличия независимых компьютеров, но в то же время не указывает, каким образом эти компьютеры на самом деле объединяются в единую систему. Распределенные системы обычно существуют постоянно, однако некоторые их части могут временно выходить из строя. Пользователи и приложения не должны уведомляться о том, что эти части заменены или починены или что добавлены новые части для поддержки дополнительных пользователей или приложений.
Распределенная система должна обладать несколькими важными свойствами, в числе которых прозрачность, открытость, масштабируемость.
Важная задача, выполнение которой обеспечивает прозрачность, состоит в том чтобы нивелировать факт распределения программных и аппаратных ресурсов по множеству компьютеров. Распределенная система представляется пользователям как единая совокупность, т.е. она является прозрачной (transparent) .
Концепция прозрачности затрагивает различные вопросы функционирования распределенных систем [2]. Основные аспекты функционирования распределенной вычислительной системы указаны в таблице 1.
Таблица 1.
-
Аспект прозрачности
Описание
Доступ
Скрывается разница в представлении данных и доступе к ресурсам
Местоположение
Скрывается местоположение ресурса
Перенос
Скрывается факт перемещения ресурса в другое место
Смена местоположения
Скрывается факт перемещения ресурса в процессе обработки в другое место
Репликация
Скрывает факт репликации ресурса
Параллельный доступ
Скрывается факт возможного совместного использования
Отказ
Скрывает отказ и восстановление ресурса
Сохранность
Скрывается, хранится ресурс (программный) на диске или находится в оперативной памяти
Также важной характеристикой распределенных систем является открытость.
Определение. Открытая распределенная система — это система, предлагающие службы, вызов которых требует стандартный синтаксис и семантику [1]. Примером может служить компьютерная сеть, взаимодействие между узлами которой происходит посредством единых протоколов.
С расширением компьютерных систем большое значение приобретает такая характеристика, как масштабируемость. Масштаб системы может измеряться по различным показателям: 1) система может масштабироваться по отношению к её размеру; 2) система может масштабироваться географически, пользователи и набор сервисов могут быть разнесены в пространстве; 3) система может быть разнесена в административном смысле, то есть работать в различных административно разделенных организациях.
Но вместе с тем возникают достаточно серьезные проблемы, связанные с обеспечением информационной безопасности.
Рассмотрим архитектуру распределенной компьютерной системы более подробно. В первом приближении РКС – это системы находится на различных территориально разрозненных узлах [4]. Структура системы строится по принципам сетевых технологий. Подсистема передачи информации в распределенной компьютерной системе включает в себя следующие компоненты:
коммутационные модули;
каналы связи;
концентраторы;
межсетевые шлюзы.
Коммутационные модули предназначены для передачи входящих пакетов к другому КМ в соответствии с маршрутом передачи [4]. Каналы связи соединяют узлы в сети. У каналов могут быть различные скорости передачи данных. Концентраторы используются для компоновки информации с целью ее передачи по каналам связи. Межсетевые шлюзы и мосты используются для связи в компьютерной сети или ее территориально разрозненных сегментов.
В соответствии с назначением РКС может быть выделено три подсистемы:
пользовательская подсистема;
подсистема управления;
коммуникационная подсистема.
Пользовательская подсистема содержит в себе компьютерные системы пользователей и предназначается для обработки, хранения и передачи информации.
Рисунок 1. Сегмент распределенной компьютерной системы
Подсистема управления играет роль связующего звена РКС в единую систему, в которой взаимодействие элементов производится по единым правилам. Она обеспечивает взаимодействие элементов системы путем сбора и анализа служебной информации и воздействие на элементы с целью создания оптимальных условий для функционирования всей сети в целом.
Коммуникационная подсистема делает возможной передачу информации в сети, позволяя управлять РКС.
Рассмотрим основные особенности информационной безопасности в распределенной компьютерной системе. РКС подразделяются на корпоративные и общедоступные [4]. В корпоративных системах все составные части принадлежат одной организации. В таких системах имеется возможность проводить единую политику обеспечения безопасности. В общедоступных системах единое обеспечение безопасности затрудненно введу неоднородности. Таким образом, меры по обеспечению стабильности работы и защиты информационных ресурсов решается на уровне конечных пользователей.
Специалисты, выполняя проектирование системы защиты информации для РКС, должны учитывать следующее:
сложность системы, которая определяется как количеством подсистем, так и разнообразием их типов и выполняемых функций;
невозможность обеспечения эффективного контроля за доступом к ресурсам, распределенным на больших расстояниях, возможно за пределами границ страны;
возможность принадлежности ресурсов сети различным владельцам.
Особенностью защиты информации от непреднамеренных угроз в РКС по сравнению с сосредоточенными сетями является необходимость обеспечения гарантированной передачи информации по коммуникационной подсети. Для этого в РКС должны быть предусмотрены дублирующие маршруты доставки сообщений, предприняты меры против искажения и потери информации в каналах связи. Такие сложные системы должны строиться как адаптивные, в которых обеспечивается постоянный контроль работоспособности элементов системы и возможность продолжения функционирования даже в условиях отказов отдельных подсистем.
В распределенных компьютерных системах угрозы информационной безопасности делятся на пассивные и активные.
Пассивные угрозы – это угрозы целью, которых является получение информации о системе во время прослушивания каналов передачи информации. Активные угрозы предусматривают воздействие на передаваемые сообщения и несанкционированную передачу информации по сети. Такая передача информации может частично или полностью вывести из строя РКС.
Можно сделать вывод о том, что все особенности угроз безопасности в РКС связаны непосредственно передачей информации и с разрозненностью в пространстве частей системы. Таким образом, в распределенной компьютерной системе реализуются механизмы информационной безопасности при передаче по каналам связи и механизмы защиты от несанкционированного воздействия на информацию в системе.
Для защиты данных, передаваемых по каналам связи, применяется комплекс методов, позволяющих блокировать возможные угрозы. Наиболее надежным и универсальным методом защиты информации в каналах связи является шифрование. Шифрование на абонентском уровне позволяет защитить рабочую информацию от утраты конфиденциальности и навязывания ложной информации. Линейное шифрование позволяет, кроме того, защитить служебную информацию. Не имея доступа к служебной информации, злоумышленник не может фиксировать факт передачи между конкретными абонентами сети, изменить адресную часть сообщения с целью его переадресации.
Различают различные способы защиты информации при передаче ее по каналам связи.
Установка межсетевых экранов позволяет с помощью общедоступно распределенной компьютерной системы связать воедино различные скрытые сегменты корпоративной системы предприятия.
Обеспечение подтверждения подлинности взаимодействующих процессов позволяет определить те процессы, с которыми процессы РКС или другой системы могут безопасно взаимодействовать [4].
При обеспечении безопасности в распределенных компьютерных системах необходимо обеспечить реализацию различных защитных механизмов. Однако если раньше большая часть усилий была сконцентрирована на развитии криптографических методов, то текущее состояние развития информационно-безопасных РКС, а также на другие механизмы защиты, и, в первую очередь, на разработку методов активного аудита безопасности компьютерных систем.
Литература:
Таненбаум Э., М ванн Стеен. Распределенные системы Спб: Питер, 2003 – 877 с.
Олифер В.Г., Олифер Н.А. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы. 3-е изд. – СПб.: Питер, 2006. – 958 с.
Завгородний В.И. Комплексная защита информации в компьютерных системах. – М.: Логос, 2001. – 264 с.
