Международная организации ISO представляет свою уникальную разработку под названием OSI, которой необходимо создать базу для разработки сетевых стандартов.
Сетевая модель TCP/IP контролирует процесс межсетевого взаимодействия между компьютерными системами. Несмотря на это, модель OSI включает в себя 7 уровней сетевого взаимодействия, а модель TCP/IP - 4.
Межсетевой экран Netfilter определяет протоколы Некоторые из них могут быть заданы только косвенно.
Протоколы сетевого уровня и межсетевое экранирование
Для формирования сквозной транспортной системы необходимо предоставить сетевой уровень (Network Layer). Он определяет маршрут передачи данных, преобразует логические адреса и имена в физические; в модели OSI (Таблица 2.1) данный уровень получает дейтаграммы, определяет маршрут и логическую адресацию, и направляет пакеты в канальный уровень, при этом сетевой уровень прибавляет свой заголовок.
Протокол IP (Internet Protocol)
Основным протоколом является IP, который имеет две версии: IPv4 и IPv6. Основные характеристики протокола IPv4:
- Размер адреса узла - 4 байта
- В заголовке есть поле TTL
- Нет гарантии при доставке, что будет правильная последовательность
- Пакетная передача данных.
- Если превысится максимальный размер для пакета, тогда обеспечивается его фрагментация.
Версия состоящее из четырех бит поле, которое содержит в себе номер версии IP протокола (4 или 6).
Длина заголовка - состоящее их 4х бит поле, которое определяет размер заголовка пакета.
Тип обслуживания поле, которое состоит из 1 байта; на сегодняшний день не используется. Его заменяют на два других:
- DSCP, которое делит трафик на классы обслуживания, размер его составляет 6 бит.
- ECN - поле, состоящее из 2 бит, используется в случае, если есть перегрузка при передаче трафика.
Смещение фрагмента используется в случае фрагментации пакета, поле которого равно 13 бит. Должно быть кратно 8.
"Время жизни" поле, длиной в 1 байт, значение устанавливает создающий IP-пакет узел сети, поле, состоящее из 1 байта
Транспорт поле, размером в один байт.
Доп. данные заголовка поле, которое имеет произвольную длину в зависимости от содержимого и используется для спец. задач.
Данные выравнивания. Данное поле используется для выравнивания заголовка пакета до 4 байт.
IP уникальный адрес. Адреса протокола четвёртой версии имеют длину 4 байта, а шестой 16 байт. IP адреса делятся на классы (A, B, C). Рисунок 2.2. Сети, которые получаются в результате взаимодействия данных классов, различаются допустимым количеством возможных адресов сети. Для классов A, B и C адреса распределяются между идентификатором (номером) сети и идентификатором узла сети
Протокол ICMP
Протокол сетевого уровня ICMP передает транспортную и диагностическую информацию.
Даже если атакующий компьютер посылает множество ICMP сообщений, из-за которых система примет его за 1 из машин.
Тип поле, которое содержит в себе идентификатор типа ICMP-сообщения. Оно длиною в 1 байт.
Код поле, размером в 1 байт. Включает в себя числовой идентификатор, Internet Header + 64 bits of Original Data Datagram включает в себе IP заголовок и 8 байт данных, которые могут быть частью TCP/UDP заголовка или нести информацию об ошибке.
Типы ICMP-сообщений, есть во всех версиях ОС Альт, и они подразделяются на две большие категории.
Протоколы транспортного уровня и межсетевое экранирование
При ПТУ правильная последовательность прихода данных. Основными протоколами этого уровня являются TCP и UDP.
Протокол UDP
Основные характеристики протокола UDP приведены ниже.
- Простую структура, в отличие от TCP
- Сведения придут неповрежденными, потому что проверяется контрольная сумма
- Нет гарантии надёжной передачи данных и правильного порядка доставки UDP-пакетов
Последнее утверждение нельзя рассматривать как отрицательное свойство UDP. Поддержка протокола не контролирует доставку пакетов, значит передача данных быстрее, в отличие от TCP.
UDP-пакеты являются пользовательскими дейтаграммами и имеют точный размер заголовка 8 байт.
Адрес порта источника - поле, размером 16 бит, с № порта.
Адрес порта пункта назначения - поле, размером 16 бит, в котором есть адрес порта назначения.
Длина - размером 16 бит. Оно предназначено для хранения всей длины дейтаграммы пользователя и заголовка данных.
Контрольная сумма. Данная ячейка обнаруживается всею пользовательскую дейтаграмму.
В UDP контрольная сумма состоит из псевдозаголовока, заголовка и данных, поступивших от прикладного уровня.
Псевдозаголовок это часть заголовка IP-пакета, в котором дейтаграмма пользователя закодирована в поля, в которых находятся 0.
Передающее устройство может вычисляет итоговую сумму за восемь шагов:
- Появляется псевдозаголовок в дейтаграмме.
- В поле КС по итогу ставится 0.
- Нужно посчитать число байтов. Если четное тогда в поле заполнения мы пишем 1 байт (все нули).
- Конечный результат - вычисление контрольной суммы и его удаление.
- Складываются все 16-битовых секций и дополняются 1.
- Дополнение результата. Данное число и есть контрольная сумма
- Убирается псевдозаголовка и всех дополнений.
- Передача UDP-сегмента к IP программному обеспечению для инкапсуляции.
Приемник вычисляет контрольную сумму в течение 6 шагов:
- Прописывается псевдозаголовок к пользовательской дейтаграмме UDP.
- Если надо, то дополняется заполнение.
- Все биты делятся на 16-битовые секции.
- Складывается все 16-битовых секций и дополняются 1.
- Дополнение результата.
- Когда результат = нулю, убирается псевдозаголовок и дополнения, и получает UDP-дейтаграмму только семь б. Однако, если программа выдает иной рез., пользовательская дейтаграмма удаляется. Чтобы передать данные - инкапсулируется пакет.
В хосте пункта назначения биты декодируются и отправляются к звену данных. Последний использует заголовок для проверки данных, заголовок и окончание убираются, если все правильно, а дейтаграмма передается IP. ПО делает свою проверку. Когда будет все правильно, заголовок убирается, и пользовательская дейтаграмма передается с адресами передатчика и приемника. UDP считает контрольную сумму для проверки . Если и в этот раз все верно, тогда опять заголовок убирается, и прикладные данные передаются процессу.
Протокол TCP
Транспортный адрес заголовка IP-сегмента равен 6 (Таблица 2.2). Протокол TCP совсем другой, в отличие от протокола UDP. UDP добавляет свой собственный адрес к данным, которые являются дейтаграммой, и прибавляет ее IP для передачи.
TCP образует виртуальное соединение между хостами, что разрешает передавать и получать данные как поток байтов.
Также добавляется заголовок перед передачей пакету СУ.
Порт источника и порт приемника поля размером по 16 бит. В нем есть номер порта службы источника.
Номер в последовательности поле размером в 32 бита, содержит в себе номер кадра TCP-пакета в последовательности.
Номер подтверждения поле длиной в 32 бита, индикатор успешно принятых предыдущих данных.
Смещение данных поле длиной в 4 бита (длина заголовка + смещение расположения данных пакета.
Биты управления поле длиной 6 бит, содержащее в себе различные флаги управления.
Размер окна поле размером 16 бит, содержит в себе размер данных в байтах, их принимает тот, кто отправил данный пакет. Макс.значение размера окна - 40967байт.
Контр. сумма поле размером 16 бит, содержит в себе значение всего TCP-сегмента
Указатель поле размером 16 бит, которое используется, когда устанавливается флаг URG. Индикатор количества пакетов особой важности.
Опции - поле произв. длины, размер которого зависит от данных находящихся в нём.
Чтобы повысить пропускную функцию канала, необходим способ "скользящего окна". Необходимы только поля заголовка TCP-сегмента: "Window". Вместе с данным полем можно отправлять максимальное количество байт данных.
Классификация межсетевых экранов
Межсетевые экраны не позволяют проникнуть несанкционированным путем, даже если будет использоваться незащищенныеместа, которые есть в протоколах ТСР/IP.
Нынешние МЭ управляют потоком сетевого трафика между сетями с различными требованиями к безопасности. Есть несколько типов МЭ. Чтобы их сравнить, нужно с точностью указать все уровни модели OSI, которые он может просчитать. МЭ работают на всех уровнях модели OSI.
Пакетные фильтры
Изначально сделанный тип МЭ и есть пакетный фильтр. ПФ - часть маршрутизаторов, которые могут быть допущены к разным сист.адресам.
ПФ читают информацию заголовков пакетов 3-го и 4-го уровней.
ПФ применяется в таких разделай сетевой инфраструктуры, как:
- пограничные маршрутизаторы;
- ос;
- персональные МЭ.
Пограничные роутеры
Главным приоритетом ПФ является скорость. Также пф ограничивать доступ при DoS-атаки. Поэтому данные пф встроены в большинство роутеров.
Преимущества пф:
- Пф доступен для всех, так как остается в целостности ТСР-соединение.
Недостатки пакетных фильтров:
- Пфпропускают данные с высших уровней
- МЭ имеет доступ не ко всей информации
- Большинство пф не аутентифицируют пользователя.
Для исходящего и входящего трафика происходит фильтрация.
МЭ анализирующие состояние сессии
Такие МЭ являются пакетными фильтрами, которые считывают сохраняемый пакет 4-го уровня OSI.
Плюсы МЭ четвертого уровня:
- Информацию могут узнать только установленные соединения
- Пф доступен для всех, остается в целостности ТСР-соединение
Прокси-сервер прикладного уровня
Если применять МЭ ПУ, тогда нам не потребуется устройство, чтобы выполнить маршрутизацию.
Прокси-сервер, анализирующий точный протокол ПУ, называется агентом прокси.
Такой МЭ имеют много преимуществ.
Плюсы прокси-сервера ПУ:
- Прокси требует распознавание пользователя
- МЭ ПУ проанализирует весь сетевой пакет.
- Прокси ПУ создают детальные логи.
Минусы прокси-сервера ПУ:
- МЭ использует больше времени при работе с пакетами
- рикладные прокси работают не со всеми сетевыми приложениями и протоколами
Выделенные прокси-серверы
Эти прокси-серверы считывают трафик определенного прикладного протокола и не анализируют его полностью.
Прокси-серверы нужны для сканирования web и e-mail содержимого:
- отсеивание Java-приложений;
- отсеивание управлений ActiveX;
- отсеивание JavaScript;
- уничтожение вирусов;
- блокирование команд, определенных для приложений и пользователя, вместе с блокирование нескольких типов содержимого для точных пользователей.
