Исследование влияния сверхкоротких электромагнитных импульсов на процессе передачи данных в сетях Ethernet

• Автор: Киричек, Руслан Валентинович
• Шифр специальности: 05.12.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 174 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ПРОБЛЕМЫ И ВЫБОР НАПРАВЛЕНИЙ
ИССЛЕДОВАНИЙ
1.1 Обзор международной деятельности по исследованию преднамеренных электромагнитных воздействий
1.2 Деятельность по разработке стандартов и выработке рекомендаций по защите от ПД ЭМВ в России и за рубежом
1.3 Аналитический обзор по исследованиям влияния СК ЭМИ на сети передачи данных
1.4 Объект и предмет исследования
1.4.1 Объект исследования
1.4.2 Выбор и обоснование предмета исследования
1.4.3 Характеристики сверхкоротких электромагнитных импульсов и особенности их распространения по линиям связи
1.4.4 Возможные способы и места инжекции СК ЭМИ в ЛВС на уровне доступа
1.5 Принципы нарушения процесса передачи данных в сетях Ethernet и методология поиска ошибок
Выводы по главе
2. РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ДЛЯ ВЕРОЯТНОСТНОЙ ОЦЕНКИ УСТОЙЧИВОСТИ СЕТЕЙ ETHERNET К ВОЗДЕЙСТВИЮ СК ЭМИ
2.1 Особенности построения высокоскоростных сетей Ethernet
2.1.1 Fast Ethernet (100Base-TX)
2.1.2 Gigabit Ethernet (1000Base-T)
2.1.3 1 OGigabit Ethernet (1 OGBase-T)
2.2 Методический подход и допущения при разработке вероятностной модели
2.3 Вероятностная модель потерь кадров в сетях Fast Ethernet при воздействии СК ЭМИ
2.4 Вероятностная модель потерь кадров в сетях Gigabit Ethernet при воздействии СК ЭМИ
2.5 Вероятностная модель потерь кадров в сетях 10 Gigabit Ethernet при воздействии СК ЭМИ
2.6 Учет различной длины кадра в мультисервисных сетях Ethernet
Выводы по главе

3. РАЗРАБОТКА ИМИТАЦИОННОЙ МОДЕЛИ ФРАГМЕНТА ЛОКАЛЬНОЙ СЕТИ ЕТНЕЯ1ЧЕТ, ФУНКЦИОНИРУЮЩЕЙ В УСЛОВИЯХ ВОЗДЕЙСТВИЯ СК ЭМИ
3.1 Выбор программных средств имитационного моделирования
3.2 Определение состава факторов, влияющих на процесс передачи данных в сетях ЕЙгете!
3.3 Принципы разработки имитационных моделей СПД в пакете МАТЬАВтшИпк
3.4 Описание имитационной модели
3.5 Эксперименты с имитационной моделью
Выводы по главе
4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ
СК ЭМИ НА ФРАГМЕНТ ЛОКАЛЬНОЙ СЕТИ ЕТНЕВМЛ
4.1 Постановка целей и задач натурного эксперимента
4.2 Ограничения при проведении эксперимента
4.3 Лабораторный стенд для проведения натурного эксперимента
4.4 Результаты эксперимента
Выводы по главе
5. АНАЛИЗ И ОБОБЩЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ
5.1 Взаимосвязь качества обслуживания и устойчивости сетей ЕЙзетеЕ
5.2 Анализ результатов математического моделирования и натурного эксперимента
5.3 Сопоставление полученных результатов с данными других авторов
5.4 Практическое приложение результатов исследования
Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Описание имитационной модели фрагмента сети
ЕНюгпеЕ функционирующего в условиях воздействия СК ЭМИ
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Методика тестирования сетей ЕШегпе! в условиях
воздействия СК ЭМИ по линиям связи
ПРИЛОЖЕНИЕ 3. Предложения по защите сетей ЕШегпе! от воздействия СК ЭМИ по линиям связи

Перечень используемых сокращений
АСЗИ — автоматизированная система в защищенном исполнении.
АС — автоматизированная система.
ЛВС — локальная вычислительная сеть.
МЭК — Международная электротехническая комиссия.
МСЭ — Международный союз электросвязи.
НИР — научно-исследовательская работа.
ОКР — опытно-конструкторская работа.
ПД ЭМВ — преднамеренные электромагнитные воздействия.
ПК — персональный компьютер.
ПО — программное обеспечение.
СВЧ — сверхвысокочастотный.
СК ЭМИ — сверхкороткий электромагнитный импульс.
СПД — сети передачи данных.
СШП — сверхширокополосный.
ЭМ — электромагнитный.
ЭМИ — электромагнитный импульс.
ЭМС — электромагнитная совместимость.
НРЕМ (High-power electromagnetic) — мощный электромагнитный импульс. HEMP (High-altitude electromagnetic pulse) — электромагнитный импульс при высотных (ядерных) взрывах.

Проведенный анализ результатов российских и зарубежных исследований, доступных автору, показал, в частности, что при наличии емкостной связи с витой парой, используемой в качестве среды передачи данных, злоумышленник может достигнуть практически любого заранее определенного осмысленного искажения информации и, как следствие, снижения скорости передачи данных вплоть до полной остановки.
Из материалов проведенного обзора можно сделать заключение, что наиболее опасны СК ЭМИ, амплитуды и длительности которых сопоставимы с аналогичными характеристиками информационных сигналов.
В настоящее время отсутствуют исследования, в которых был бы проведен достаточно полный комплекс исследований механизмов деструктивного воздействия и испытаний устойчивости сети связи хотя бы для одной из существующих технологий, например ЕЙэетеС и при этом использовались бы общепризнанные методики диагностики сетей, например, предложенные МСЭ и Минкомсвязи. Решение поставленной задачи исключительно экспериментальными методами невозможно. Поэтому при проведении исследований предполагается также использовать расчетнотеоретические методы и имитационное моделирование.
1.4 Объект и предмет исследования
1.4.1 Объект исследований
Объектом исследования является процесс передачи данных в сетях ЕЙ1ете1;.
Технологии ЕЙ1ете1 на данный момент являются самой развитой технологией передачи сетевого трафика. Распространенность сетей ЕШете! определяется, в первую очередь, проработанностью и уровнем стандартизации технологий их построения. Именно ей прочат ведущую роль в создании конвергентных сетей нового поколения (МОИ-сетей). Статистика показывает, что на рынке локальных сетей на долю ЕШегпе! приходится порядка 95 %. Простота монтажа, относительно низкая себестоимость оборудования, автономность и высокие