По вашему запросу ничего не найдено :(
Убедитесь, что запрос написан правильно, или посмотрите другие
наши статьи:
Привет! В предыдущей статье, посвященной основам WLAN, вы узнали о беспроводных клиентах, формирующих ассоциации с беспроводными точками доступа (AP) и передающих данные по Wi-Fi. В сегодняшней статье мы рассмотрим анатомию защищенного соединения в беспроводных сетях.
Основы защищенного соединения в беспроводных сетях.
Все клиенты и точки доступа, которые соответствуют стандарту 802.11, могут сосуществовать на одном канале. Однако не всем устройствам, поддерживающим стандарт 802.11, можно доверять. Нужно понимать, что данные передаются не как в проводной сети, то есть непосредственно от отправителя к получателю, а от приемника до ближайшей точки доступа, располагаемой в зоне досягаемости.
Рассмотрим случай, изображенный на рисунке ниже. Беспроводной клиент соединяется с каким-либо удаленным объектом с использованием зашифрованного пароля. В сети так же присутствуют два не доверенных пользователя. Они находятся в пределах диапазона сигнала клиента и могут легко узнать пароль клиента, перехватив данные, отправленные по каналу. Особенности беспроводной связи позволяют легко перехватывать пересылаемые пакеты злоумышленниками.
Если данные передаются по беспроводным каналам, как их можно защитить от перехвата и взлома? В стандарте 802.11 предусмотрены механизмы безопасности, которые используются для обеспечения доверия, конфиденциальности и целостности беспроводной сети. Далее более подробно разберем методы беспроводной безопасности.
Аутентификация.
Для того чтобы начать использовать беспроводную сеть для передачи данных, клиенты сначала должны обнаружить базовый набор услуг (BSS), а затем запросить разрешение на подключение. После чего клиенты должны пройти процедуру аутентификации. Зачем это делать? Предположим, что ваша беспроводная сеть позволяет подключиться к корпоративным ресурсам, располагающим конфиденциальной информацией. В этом случае доступ должен предоставляться только тем устройствам, которые считаются надежными и доверенными. Гостевым пользователям, если они вообще разрешены, разрешается подключиться к другой гостевой WLAN, где они могут получить доступ к не конфиденциальным или общедоступным ресурсам. Не доверенным клиентам, вообще рекомендуется запретить доступ. В конце концов, они не связаны с корпоративной сетью и, скорее всего, будут неизвестными устройствами, которые окажутся в пределах досягаемости вашей сети.
Чтобы контролировать доступ, WLAN могут аутентифицировать клиентские устройства, прежде чем им будет разрешено подключение. Потенциальные клиенты должны идентифицировать себя, предоставив информацию учетных данных для точки доступа. На рисунке ниже показан основной процесс аутентификации клиента.
Существует много методов аутентификации по «воздуху». Есть методы, которые требуют ввода только кодового слова, которое является общим для всех доверенных клиентов и AP. Кодовое слово хранится на клиентском устройстве и при необходимости передается непосредственно в точку доступа. Что произойдет, если устройство будет утеряно или похищено? Скорее всего, любой пользователь, владеющий данным устройством, сможет аутентифицироваться в сети. Другие, более строгие методы аутентификации требуют взаимодействия с корпоративной базой данных пользователей. В таких случаях конечный пользователь должен ввести действительное имя пользователя и пароль.
В обычной жизни, при подключении к любой беспроводной сети, мы неявно доверяем ближайшей точке доступа проверку подлинности нашего устройства. Например, если вы на работе, используя устройство с беспроводной связью, найдете WI-Fi, скорее всего, подключитесь к ней без колебаний. Это утверждение верно для беспроводных сетей в аэропорту, торговом центре, или дома - вы думаете, что точка доступа, которая раздает SSID, будет принадлежать и управляться организацией, в которой вы находитесь. Но как вы можете быть уверены в этом?
Как правило, единственная информация, которой вы владеете- это SSID транслируемый в эфир точкой доступа. Если SSID знаком, вы, скорее всего, подключитесь к ней. Возможно, ваше устройство настроено на автоматическое подключение к знакомому SSID, так что оно подключается автоматически. В любом случае, есть вероятность невольно подключиться к тому же SSID, даже если он рассылается злоумышленником.
Некоторые атаки, организованные злоумышленником, осуществляются посредством подмены точки доступа. «Поддельная» точка доступа, аналогично настоящей, так же рассылает и принимает запросы, и затем осуществляет ассоциацию клиентов с АР. Как только клиент подключается к «поддельной» AP, злоумышленник может легко перехватить все данные передаваемые от клиента к центральному узлу. Подменная точка доступа может также отправлять поддельные фреймы управления, которые деактивируют подключенных клиентов, для нарушения нормального функционирования сети.
Чтобы предотвратить этот тип атаки, называемой «man-in-the-middle», клиент должен сначала идентифицировать точку доступа, и только потом подключиться, используя логин и пароль (пройти аутентификацию). На рисунке ниже показан простой пример данного защищенного подключения. Также, клиент, получая пакеты управления, должен быть уверен, что они отправлены с проверенной и доверенной точки доступа.
Конфиденциальность сообщений.
Предположим, что клиент изображенный на рисунке 3, должен пройти аутентификацию перед подключением к беспроводной сети. Клиент должен идентифицировать точку доступа и её фреймы управления для подключения перед аутентификацией себя на устройстве. Отношения клиента с точкой доступа могли бы быть более доверительными, но передача данных по каналу все еще подвергается опасности быть перехваченной.
Чтобы защитить конфиденциальность данных в беспроводной сети, данные должны быть зашифрованы. Это возможно кодированием полезной нагрузки данных в каждом фрейме, пересылаемым по WI-Fi, непосредственно перед отправкой, а затем декодирования ее по мере поступления. Идея заключается в использование единого метода шифрования/дешифрования как на передатчике, так и на приемнике, чтобы данные могли быть успешно зашифрованы и расшифрованы.
В беспроводных сетях каждый WLAN может поддерживать только одну схему аутентификации и шифрования, поэтому все клиенты должны использовать один и тот же метод шифрования при подключении. Вы можете предположить, что наличие одного общего метода шифрования позволит любому клиенту сети перехватывать пакеты других клиентов. Это не так, потому что точка доступа при подключении к клиенту высылает специальный ключ шифрования. Это уникальный ключ, который может использовать только один клиент. Таким образом точка доступа рассылает каждому клиенту свой уникальный ключ. В идеале точка доступа и клиент- это те два устройства, которые имеют общие ключи шифрования для взаимодействия. Другие устройства не могут использовать чужой ключ для подключения. На рисунке ниже конфиденциальная информация о пароле клиента была зашифрована перед передачей. Только точка доступа может успешно расшифровать его перед отправкой в проводную сеть, в то время как другие беспроводные устройства не могут.
Точка доступа также поддерживает «групповой ключ» (group key), когда ей необходимо отправить зашифрованные данные всем клиентам ячейки одновременно. Каждый из подключенных клиентов использует один и тот же групповой ключ для расшифровки данных.
Целостность сообщения
Шифрование данных позволяет скрыть содержимое от просмотра, при их пересылке по общедоступной или ненадежной сети. Предполагаемый получатель должен быть в состоянии расшифровать сообщение и восстановить исходное содержимое, но что, если кто-то сумел изменить содержимое по пути? Получатель не сможет определить, что исходные данные были изменены.
Проверка целостности сообщений (MIC)- это инструмент безопасности, который позволяет защитить от подмены данных. MIC представляет собой способ добавления секретного штампа в зашифрованный кадр перед отправкой. Штамп содержит информацию о количестве битов передаваемых данных. При получении и расшифровке фрейма устройство сравнивает секретный шифр с количеством бит полученного сообщения. Если количество бит совпадает, то соответственно данные не были изменены или подменены. На рисунке ниже изображен процесс MIC.
На рисунке показано, что клиент отправляет сообщение точке доступа через WLAN. Сообщение зашифровано, «741fcb64901d». Сам процесс MIC заключается в следующем:
Исходные данные –«P@ssw0rd».
Затем вычисляется секретный шифр MIC (штамп).
После вычисления штампа происходит шифрование данных и MIC завершается.
На стороне получателя следует расшифровка, вычисление MIC и сравнение штампов.
Продолжаем рассказывать про механизмы QoS (Quality of Service) . Мы уже рассказаывали про то, какие проблемы могут быть в сети и как на них может повлиять QoS. В этой статье мы поговорим про механизмы работы QoS.
Механизмы QoS
В связи с тем, что приложения могут требовать различные уровни QoS, возникает множество моделей и механизмов, чтобы удовлетворить эти нужды.
Рассмотрим следующие модели:
Best Effort –негарантированная доставка используется во всех сетях по умолчанию. Положительная сторона заключается в том, что эта модель не требует абсолютно никаких усилий для реализации. Не используются никакие механизмы QoS, весь трафик обслуживается по принципу “пришел первым – обслужили первым”. Такая модель не подходит для современных сетевых сред;
Integrated Services (IntServ) – эта модель интегрированного обслуживания использует метод резервирования. Например, если пользователь хотел сделать VoIP вызов 80 Кбит/с по сети передачи данных, то сеть, разработанная исключительно для модели IntServ, зарезервировала бы 80 Кбит/с на каждом сетевом устройстве между двумя конечными точками VoIP, используя протокол резервирования ресурсов RSVP (Resource Reservation Protocol) . На протяжении звонка эти 80 Кбит/с будут недоступны для другого использования, кроме как для VoIP звонка. Хотя модель IntServ является единственной моделью, обеспечивающей гарантированную пропускную способность, она также имеет проблемы с масштабируемостью. Если сделано достаточное количество резервирований, то сеть просто исчерпает полосу пропускания;
Differentiated Services (DiffServ) – модель дифференцированного обслуживания является самой популярной и гибкой моделью для использования QoS. В этой модели можно настроить каждое устройство так, чтобы оно могло использовать различные методы QoS, в зависимости от типа трафика. Можно указать какой трафик входит в определенный класс и как этот класс должен обрабатываться. В отличие от модели IntServ, трафик не является абсолютно гарантированным, поскольку сетевые устройства не полностью резервируют полосу пропускания. Однако DiffServ получает полосу, близкую к гарантированной полосе пропускания, в то же время решая проблемы масштабируемости IntServ. Это позволило этой модели стать стандартной моделью QoS;
Инструменты QoS
Сами механизмы QoS представляют собой ряд инструментов, которые объединяются для обеспечения уровня обслуживания, который необходим трафику. Каждый из этих инструментов вписывается в одну из следующих категорий:
Классификация и разметка (Classification and Marking) - Эти инструменты позволяют идентифицировать и маркировать пакет, чтобы сетевые устройства могли легко идентифицировать его по мере пересечения сети. Обычно первое устройство, которое принимает пакет, идентифицирует его с помощью таких инструментов, как списки доступа (access-list), входящие интерфейсы или deep packet inspection (DPI), который рассматривает сами данные приложения. Эти инструменты могут быть требовательны к ресурсам процессора и добавлять задержку в пакет, поэтому после того как пакет изначально идентифицирован, он сразу помечается. Маркировка может быть в заголовке уровня 2 (data link), позволяя коммутаторам читать его и/или заголовке уровня 3 (network), чтобы маршрутизаторы могли его прочитать. Для второго уровня используется протокол 802.1P, а для третьего уровня используется поле Type of Service. Затем, когда пакет пересекает остальную сеть, сетевые устройства просто смотрят на маркировку, чтобы классифицировать ее, а не искать глубоко в пакете;
Управление перегрузками (Congestion Management)– Перегрузки возникают, когда входной буфер устройства переполняется и из-за этого увеличивается время обработки пакета. Стратегии очередей определяют правила, которые маршрутизатор должен применять при возникновении перегрузки. Например, если интерфейс E1 WAN был полностью насыщен трафиком, маршрутизатор начнет удерживать пакеты в памяти (очереди), чтобы отправить их, когда станет доступна полоса пропускания. Все стратегии очередей направлены на то, чтобы ответить на один вопрос: “когда есть доступная пропускная способность, какой пакет идет первым?“;
Избегание заторов (Congestion Avoidance) – Большинство QoS механизмов применяются только тогда, когда в сети происходит перегрузка. Целью инструментов избегания заторов является удаление достаточного количества пакетов несущественного (или не очень важного) трафика, чтобы избежать серьезных перегрузок, возникающих в первую очередь;
Контроль и шейпинг (Policing and Shaping) – Этот механизм ограничивает пропускную способность определенного сетевого трафика. Это полезно для многих типичных «пожирателей полосы» в сети: p2p приложения, веб-серфинг, FTP и прочие. Шейпинг также можно использовать, чтобы ограничить пропускную способность определенного сетевого трафика. Это нужно для сетей, где допустимая фактическая скорость медленнее физической скорости интерфейса. Разница между этими двумя механизмами заключается в том, что shaping формирует очередь из избыточного трафика, чтобы выслать его позже, тогда как policing обычно сбрасывает избыточный трафик;
Эффективность линков (Link Efficiency) – Эта группа инструментов сосредоточена на доставке трафика наиболее эффективным способом. Например, некоторые низкоскоростные линки могут работать лучше, если потратить время на сжатие сетевого трафика до его отправки (сжатие является одним из инструментов Link Efficiency);
Механизмы Link Efficiency
При использовании медленных интерфейсов возникают две основных проблемы:
Недостаток полосы пропускания затрудняет своевременную отправку необходимого объема данных;
Медленные скорости могут существенно повлиять на сквозную задержку из-за процесса сериализации (количество времени, которое маршрутизатору требуется на перенос пакета из буфера памяти в сеть). На этих медленных линках, чем больше пакет, тем дольше задержка сериализации;
Чтобы побороть эти проблемы были разработаны следующие Link Efficiency механизмы:
Сжатие полезной нагрузки (Payload Compression) – сжимает данные приложения, оправляемые по сети, поэтому маршрутизатор отправляет меньше данных, по медленной линии;
Сжатие заголовка (Header Compression) – Некоторый трафик (например, такой как VoIP) может иметь небольшой объем данных приложения (RTP-аудио) в каждом пакете, но в целом отправлять много пакетов. В этом случае количество информации заголовка становится значимым фактором и часто потребляет больше полосы пропускания, чем данные. Сжатие заголовка решает эту проблему напрямую, устраняя многие избыточные поля в заголовке пакета. Удивительно, что сжатие заголовка RTP, также называемое сжатым транспортным протоколом реального времени (Compressed Real-time Transport Protocol - cRTP) уменьшает 40-байтовый заголовок до 2-4 байт!;
Фрагментация и чередование (Link Fragmentation and Interleaving) - LFI решает проблему задержки сериализации путем измельчения больших пакетов на более мелкие части до их отправки. Это позволяет маршрутизатору перемещать критический VoIP-трафик между фрагментированными частями данных (которые называются «чередованием» голоса);
Алгоритмы очередей
Постановка в очереди (queuing) определяет правила, которые маршрутизатор должен применять при возникновении перегруженности. Большинство сетевых интерфейсов по умолчанию используют базовую инициализацию First-in, First-out (FIFO) . В этом методе сначала отправляется любой пакет, который приходит первым. Хотя это кажется справедливым, не весь сетевой трафик создается равным. Основная задача очереди - обеспечить, чтобы сетевой трафик, обслуживающий критически важные или зависящие от времени бизнес-приложения, отправлялся перед несущественным сетевым трафиком. Помимо очередности FIFO используются три первичных алгоритма очередности:
Weighted Fair Queuing (WFQ)– WFQ пытается сбалансировать доступную полосу пропускания между всеми отправителями равномерно. Используя этот метод, отправитель с высокой пропускной способностью получает меньше приоритета, чем отправитель с низкой пропускной способностью;
Class-Based Weighted Fair Queuing (CBWFQ) – этот метод массового обслуживания позволяет указать гарантированные уровни пропускной способности для различных классов трафика. Например, вы можете указать, что веб-трафик получает 20 процентов полосы пропускания, тогда как трафик Citrix получает 50 процентов пропускной способности (вы можете указать значения как процент или конкретную величину полосы пропускания). Затем WFQ используется для всего неуказанного трафика (остальные 30 процентов в примере);
Low Latency Queuing (LLQ) - LLQ часто упоминается как PQ-CBWFQ, потому работает точно так же, как CBWFQ, но добавляется компонент приоритета очередей (Priority Queuing - PQ). Если вы указываете, что определенный сетевой трафик должен идти в приоритетную очередь, то маршрутизатор не только обеспечивает пропускную способность трафика, но и гарантирует ему первую полосу пропускания. Например, используя чистый CBWFQ, трафику Citrix может быть гарантированно 50% пропускной способности, но он может получить эту полосу пропускания после того, как маршрутизатор обеспечит некоторые другие гарантии трафика. При использовании LLQ приоритетный трафик всегда отправляется перед выполнением любых других гарантий. Это очень хорошо работает для VoIP, делая LLQ предпочтительным алгоритмом очередей для голоса;
Существует много других алгоритмов для очередей, эти три охватывают методы, используемые большинством современных сетей
Session Border Controller (контроллер граничных сессий) - сетевое устройство, которое может обеспечить безопасность VoIP, а так же соединять несовместимые (разнородные) сигнальные протоколы и медиа потоки, поступающие от различных устройств. SBC – устройства используются в корпоративных сетях и сетях провайдеров услуг и, как правило, развертываются на границе сети (точка входа провайдера в корпоративный контур).
В основном, несмотря на способность устройств поддерживать H.323, SCCP и прочие, фокус работы SBC сделан на обеспечении безопасности SIP – протокола, а так же сопряжении различных версий SIP.
Основная идея
SBC защищает от атак сеть телефонии и соответствующие сервера, выполняя роль B2BUA (back-to-back user agent), схожую по типу работы с SIP прокси – сервером. Контроллер терминирует каждую сессию (завершает), а затем заново ее инициирует, выступая в роли агентского сервера UAS (User Agent Server) и агентским клиентом UAC (User Agent Client), работая с каждым из «плеч» вызова по отдельности.
На базе собственных мощностей SBC реализует списки контроля доступа ACL, ограничение DDOS атак, а так же анализ пакетов на предмет искажения информации с целью нанести ущерб. Анализируя SIP, SBC анализирует заголовки и поле полезной нагрузки. Особенно это актуально в SDP – сообщениях, к которым может применяться множество правил модификации.
Помимо сигнальной информации, SBC обрабатывает RTP потоки, тем самым, обеспечивает не только шифрование медиа, но и выполняет функции транскодинга (преобразования потока из одного кодека в другой) в случаях, когда две стороны SIP – коммуникации не могут согласовать параметры передачи данных в сообщениях SDP. Кстати, на SBC обычно реализуют так называемый SIP forking, который позволяет дублировать сессию на третье устройство, например, такое как система записи телефонных разговоров.
В современных версиях SBC, сигнальная информация и потоки изолированы друг от друга (с точки зрения обработки устройством) – это обеспечивает высокие параметры масштабирования.
Давайте рассмотрим на примеры схемы ниже принцип работы SBC: