12
Условно-бесплатное программное обеспечение – это вид программ,
который распространяется на коммерческой основе, но существует
возможность его использования определенный период времени бесплатно.
На следующем этапе рассмотрим характеристики структуры
программного обеспечения ЛВС.
1.2. Характеристика структуры программного обеспечения ЛВС
Структура программного обеспечения локальной вычислительной
сети приведена на рисунке 2.
Рисунок 2 – Структура программного обеспечения локальной
вычислительной сети
Как видно из рисунка 2, в состав общесетевого программного
обеспечения входят операционные системы и программы технического
обслуживания.
В зависимости от выполняемых задач операционные системы
бывают однозадачными и многозадачными, а в зависимости от количества
Программное
обеспечение ЛВС
Общесетвое
программное
обеспечение
Операционные
системы сети
Программы
технического
обслуживания
Базовое
программное
обеспечение
рабочих станций
Функциональные и
интегрированные
пакеты прикладных
программ
Операционные
системы
Специальное
программное
обеспечение
Функциональные и
интегрированные
пакеты прикладных
программ
Библиотеки
стандратных
программ
13
одновременно работающих пользователей в ЛВС: однопользовательскими
и многопользовательскими [35, c.60].
В состав операционной системы входят:
- базовый модуль, позволяющий управлять файловой системой;
- командный процессор, расшифровывающий и выполняющий
команды;
- драйверы периферийных устройств и модули для предоставления
пользователю графического интерфейса.
Драйвер – это программа, которая позволяет операционной системе
взаимодействовать с аппаратной частью контроллера, принимать и
передавать данные в локальной вычислительной сети [22, c.90].
Для того чтобы обеспечить совместную работу с драйверами и
организовать прием и передачу данных по сети применяют различные
протоколы. Вид интерфейс между драйвером и протоколом зависит от
вида используемой операционной системы.
Среди наиболее популярных операционных систем следует выделить
операционные системы:
- Windows – это операционная система представленная на рынке
программного обеспечения компанией Microsoft. Она учитывает текущие
требования пользователей, является основой работы различного
программного обеспечения, направленного на автоматизацию
деятельности пользователя;
- операционная система MacOS, представленная на рынке
программного обеспечения компанией Apple, для нее характерен закрытый
программный код и работа с процессорами Intel;
- операционная система Linux относится к открытому программному
обеспечению, имеет удобный графический интерфейс, отличается
стабильной работой, отказоустойчивостью.
14
К современным операционным системам предъявляются требования
в области совместимости, переносимости, безопасности и расширяемости.
В свою очередь, программы технического обслуживания выполняют
задачи по обслуживанию дисков, мониторингу работы операционной
системы и локальной вычислительной сети, позволяют оптимизировать
систему, резервировать и восстанавливать данные [27, c.15].
Под управлением операционной системы работает прикладное
программное обеспечение, которое позволяет решить общие задачи
информационного характера и включает в себя различные текстовые
редакторы, электронные таблицы, графические редакторы [7, c.64].
Структура прикладного программного обеспечения ЛВС приведена
на рисунке 3.
Рисунок 3 –Структура прикладного программного обеспечения ЛВС
Как видно из рисунка 3, прикладное программное обеспечение разделяется
на прикладное программное обеспечение общего назначения и прикладное
программное обеспечение специального назначения.
Прикладное
программное
обеспечение
Прикладное программное
обеспечение общего
назначения
Пакеты
прикладных
программ
Компьютерные
игры
Прикладное программное
обеспечение специального
назначения
Бухгалтерские
программы
Пакет математических
программ
Обучающие программы
Экспертные системы
15
Прикладное программное обеспечение общего назначения включает
в свой состав программы, позволяющие выполнять обработку текстов,
редактировать текстовые документы, табличные редакторы.
Текстовые процессоры – это программы, предоставляющие
возможности в области форматирования текстов, вставки графических и
табличных файлов [19, c.47].
Текстовые программы могут быть представлены в виде текстовых
редакторов и издательских программ, позволяющих автоматизировать
процессы верстки полиграфических изданий. Для них характерны
расширенные средства работы с текстом и установки его параметров.
Электронные таблицы – это программное обеспечение, позволяющее
решать различные вычислительные задачи. Основным назначением
электронных таблиц является обработка различных типов данных,
представленных в текстовой форме, например, планово-финансовых и
бухгалтерских документов [1, c.50].
Электронные таблицы выполняют функции по форматированию
таблиц, математической обработке табличных данных, визуализации
полученных результатов.
Системы компьютерной графики – это системы, представленные в
виде отдельных программных комплексов, позволяющих создавать и
обрабатывать различные графические изображения. В их состав входят
редакторы для векторной и растровой графики. В растровой графике
изображения описываются с использованием цветов точек, привязанных к
сетке, а в векторной графике используются кривые линии, получившие
название векторов.
Среди прикладного программного обеспечения свое
распространение получили интегрированные программные средства,
позволяющие обеспечить работу разнородных систем под управлением
одного интерфейса.
16
Отдельные программы, выступая производительным средством для
решения различных прикладных задач, позволяют одновременно
выполнять обработку электронных таблиц, текстовых документов,
формировать презентации [11, c.23].
Достаточно важную роль для обеспечения защиты ЛВС играет
программное обеспечение, которое позволяет предотвратить атаки и
проникновение в сеть вредоносного программного обеспечения,
своевременно обнаружить попытки получения несанкционированного
доступа к сети.
Структура программного обеспечения для защиты локальной
вычислительной сети приведена на рисунке 4.
Рисунок 4 – Структура программного обеспечения для защиты локальной
вычислительной сети
Как видно из рисунка 4, в состав программного обеспечения для
защиты локальной вычислительной сети входят межсетевые экраны,
Программное
обеспечение для
обеспечения защиты
ЛВС
Межсетевые экраны
и Интернет-шлюзы
Программа-шлюз
Персональный
брандмауэр
Антивирусное
программное
обеспечение
Сканеры-детекторы
CRC-сканеры
Блокировщики
Системы
предотвращения
вторжений
Сетевые IPS
IPS для
беспроводных сетей
Анализатор
поведения сети
17
антивирусное программное обеспечение и системы предотвращения
вторжений.
Межсетевой экран выполняет пропуск через себя трафика
поступающего из сети Интернет с определенным набором правил
фильтрации [15, c.40].
Можно сказать, что межсетевой экран представлен в виде системы
компонентов, настроенных на реализацию определенной Политики
безопасности, включающей Политику доступа к сетевым сервисам и
Политику реализации межсетевого экрана.
В зависимости от фильтрации потоков данных межсетевые экраны
могут быть представлены в виде [2, c.33]:
- программы-шлюза, выполняющего контроль трафика
поступающего в локальную вычислительную сеть;
- персонального межсетевого экрана – это программное обеспечение,
установленное на компьютере пользователя и позволяющее обеспечивать
защиту от несанкционированного доступа.
В зависимости от уровня модели OSI межсетевые экраны могут
работать на:
- сетевом уровне, когда фильтрация осуществляется с
использованием адресов отправителя и получателя пакетов;
- сеансовом уровне, для отслеживания сеансов между приложениями
и блокировки пакетов, нарушающих правила протокола TCP/IP;
- прикладном уровне, когда фильтрация осуществляется на основе
оценки данных приложений, передаваемых внутри пакета.
Системы предотвращения вторжений – это программные системы,
позволяющие обнаруживать нарушение безопасности с последующим
обеспечением автоматической защиты.
Системы предотвращения вторжений IPS выполняют отслеживание
атак в реальном режиме времени [16, c.85].
18
В основе современных систем обнаружения вторжений находятся
различные методы реагирования на атаки такие как:
- метод «после начала атаки», который реализуется после того как
системой была выявлена информационная атака. В основе этого метода
находятся блокировки соединений, записей пользователей, хоста
компьютерной сети;
- метод «в начале атаки», который предотвращает угрозы до того, как
они достигают цели.
В основе перечисленных методов находятся методы установки
сетевых датчиков и методы установки хвостовых датчиков. Установка
сетевых датчиков позволяет выполнить анализ входящих пакетов. Для
этого используется два сетевых адаптера, контролирующие процессы
приема и передачи информации с записью всех проходящих пакетов в
буферную память [8, c.95].
Наиболее часто для обеспечения защиты от возникающих атак из
сети Интернет и вредоносного программного обеспечения используют
антивирусные программы, среди которых можно выделить программы-
сканеры, программы блокировщики и профессиональные антивирусные
программы.
Программы-сканеры разделяются на два основных вида:
резидентные сканеры или мониторы и нерезидентные сканеры.
Резидентные сканеры работают в режиме реального времени с
постоянной проверкой вирусов при выполнении пользователем действий
запуска, создания или открытия программных продуктов. В свою очередь,
нерезидентные сканеры проверяют систему только по запросам
пользователя. В этом случае антивирусная программа будет неактивной до
тех пор, пока пользователь не запустит ее на выполнение [21, c.162].
Можно сказать, что резидентные сканеры позволяют обеспечить
более надежную защиту локальной вычислительной сети. Поскольку они
19
работают в режиме реального времени и ведут постоянный контроль
работы пользователей в сети.
Программы-блокировщики относятся к резидентам программам,
основанным на поведенческом анализе программного обеспечения.
Среди преимуществ блокировщиков следует отметить их
способность обнаружения вируса на самой ранней стадии его
размножения, а недостатком являются возможные ложные срабатывания.
1.3. Обзор функций программного обеспечения ЛВС
Наибольшие функции в локальной вычислительной сети возложены
на операционную систему. Функции операционной системы (ОС)
приведены на рисунке 5.
Рисунок 5 – Функции операционной системы (ОС)
Управление работой различных устройств персонального компьютера и
обеспечение взаимодействия программного обеспечения с этими
устройствами
Контроль и управление каталогами и файлами
Управление внешней и внутренней памятью
Управление информационными ресурсами локальной вычислительной сети
Выполнение коммуникационных функций, а также обеспечение защиты
локальной вычислительной сети от несанкционированного доступа
Обеспечение отказоустойчивости программного обеспечения и сетевого
оборудования, установленного в локальной вычислительной сети
Мониторинг и управление сетью
20
Важной функцией операционной системы является управление
работой различных устройств персонального компьютера и обеспечение
взаимодействия программного обеспечения с этими устройствами. В
настоящее время существуют различные модели и варианты
взаимодействия программного обеспечения с устройствами. Операционная
система является посредником между устройством и программой, к
которой выполняется обращение.
Функция управления каталогами и файлами является
первоочередной функцией сетевой операционной системы и связана с
обслуживанием специальной сетевой файловой подсистемы [9, c.26].
В этом случае пользователем получается возможность обращения к
файлам и информационным ресурсам, размещенным на сервере, а также
другим рабочим станциям. При организации обмена обеспечивается
необходимый уровень защиты и конфиденциальности данных.
Важной функцией операционной системы является управление
внутренней и внешней памятью, которая является важным ресурсом
персональных компьютеров и серверов. Операционной системой
отслеживается свободная и занятая память, выделяется оперативная
память для запуска процессов и ее освобождение в случае их завершения.
Когда размеры основной памяти недостаточны для размещения всех
запущенных процессов, операционной системой вытесняются все не
активные процессы из оперативной памяти и их возвращение, когда
появляется свободное место [17, c.76].
Для того чтобы увеличить объем оперативной памяти в локальной
вычислительной сети применяются технологии виртуализации,
основанные на подходах приведенных на рисунке 6.
21
Рисунок 6 – Подходы организации технологий виртуализации
Следует отметить, что в современных операционных системах
применяется сегментно-страничная организация памяти, которая
предусматривает двухуровневую трансляцию виртуального адреса в
физический адрес.
Технология виртуальной памяти позволяет выполнить разделение
физической памяти на отдельные блоки и распределить их между
различными процессами. При этом создается определенная система
защиты, позволяющая ограничить доступ тем блокам памяти, которые
входят в ее состав [3, c.59].
Для преобразования виртуальных адресов в физические адреса
применяются таблицы сегментации, в которых связывается номер сегмента
с таблицей страниц.
Функция управление информационными ресурсами включает в свой
состав обработку запросов и предоставление информационных ресурсов
пользователям, подключенным к локальной вычислительной сети, а
коммуникационные функции направлены на обеспечение адресации,
маршрутизации и буферизации данных.
Операционной системе назначены исключительные права для
управления работой приложений, возможность выделения ресурсов для
Страничная организация
памяти
Запущенный
процесс имеет
доступ только к
физической памяти
в пределах
выделенного блока
Сегментная организация
памяти
Блок памяти имеет
переменный размер
и одновременно
доступен
нескольким
процессам
Сегментно-страничная
организация памяти
Комбинируется
страничная и
сегментная
организация памяти