Компьютерлік желілер. Компьютерлік желілерді ұйымдастыру. Ақпараттық қауіпсіздік

Оқулықтық тірек

• Қадырқұлов Р. А., Рысқұлбекова Ә. Д., Нұрмұханбетова Г. К. «Информатика», 7-сынып, Алматыкітап баспасы, 2023, 24–35, 41-беттер
• Қадырқұлов Р. А., Рысқұлбекова А. Д., Нұрмұханбетова Г. К. «Информатика», 8-сынып, Алматыкітап баспасы, 2023, 25–29-беттер
• Қадырқұлов Р. А., Нұрмұханбетова Г. К. «Информатика», 6-сынып, Алматыкітап баспасы, 2020, 30–33-беттер
• Қадырқұлов Р. Ә., Нұрмұханбетова Г. К. «Информатика. ЖМБ 10-сынып», 10-сынып, Алматыкітап баспасы, 2019, 179–209-беттер (§ 29–35)

Негізгі ұғымдар

• Компьютерлік желі — ақпарат пен ресурстар алмасу үшін байланыс арналарымен біріктірілген компьютерлер жиынтығы.
• Желілер жіктеледі: аумағы (жергілікті, корпоративтік/аймақтық, дүниежүзілік), тиістілігі, жылдамдығы, тарату ортасы бойынша.
• Топология: шина, сақина, жұлдыз, иерархиялық.
• Өткізу қабілеті: $Q = q \cdot t$.
• IP-мекенжай (IPv4 — 32 бит, IPv6 — 128 бит), DNS — домендік атауды IP-ге түрлендіреді, VPN — шифрланған «туннель».
• Ақпараттық қауіпсіздік үштағаны (CIA): құпиялылық, тұтастық, қолжетімділік.

Теория

Жіктелуі.

Белгі	Түрлері
Аумағы	жергілікті (бөлме, мекеме), корпоративтік/аймақтық (қала, банк), дүниежүзілік (интернет)
Тиістілігі	ведомстволық, мемлекеттік
Жылдамдығы	төмен (10 Мбит/с дейін), орташа (100 Мбит/с), жоғары (1 Гбит/с), өте жоғары (10 Гбит/с)
Тарату ортасы	кабельдік (есулі қосақ, коаксиал, оптикалық талшық); сымсыз (радио, инфрақызыл, Wi-Fi)

Желідегі компьютерлер ортақ ережені — хаттаманы (протокол) ұстанады.

Топология. Шина — бір кабель, ол үзілсе байланыс жоғалады. Сақина — тұйық шеңбер, сигнал бір бағытта; бір компьютер істен шықса желі тоқтайды. Жұлдыз — барлығы орталық құрылғыға қосылады; бір компьютер істен шықса қалғандары жұмыс істейді, ең көп тараған. Иерархиялық — бірнеше жұлдыздың бірігуі.

Сымсыз желілер. WiMAX — алыс қашықтық (іс жүзінде 10 км-ге дейін); Wi-Fi — хот-спот радиусы 50–100 м; Bluetooth — шамамен 10 м. Wi-Fi кемшіліктері: қамту аймағы шектеулі, кедергіге сезімтал, қауіпсіздігі төмен.

Желілік құрылғылар. Түйін (компьютер, сервер, принтер) — әрқайсысында MAC- және IP-мекенжай бар. Коммутатор (switch) — жергілікті желі ішінде кадрды MAC-мекенжай бойынша тек қажетті портқа жібереді. Маршрутизатор (router) — әртүрлі желілерді байланыстырып, пакетті IP бойынша бағыттайды. Желілік тақша 10/100/1000 Мбит/с жылдамдықпен жұмыс істейді.

IP-мекенжай. IPv4 — нүктемен бөлінген 4 ондық сан, әр октет $0$–$255$; барлығы $2^{32} \approx 4{,}3$ млрд мекенжай. Екі бөлігі: желі нөмірі мен түйін нөмірі, шекарасын маска анықтайды (мысалы, 255.255.255.0). IPv6 — 128 бит, қос нүктемен бөлінген 8 он алтылық топ.

DNS — символдық атауларды IP-мекенжайға түрлендіретін таратылған иерархиялық жүйе. Атау оңнан солға оқылады: түбірлік домен → жоғары деңгейлі (.kz, .com, .org, .edu, .gov) → екінші деңгей (bilim.kz) → үшінші деңгей (субдомен).

VPN — ашық желі үстінен шифрланған байланыс арнасы: шифрлау, туннельдеу, IP-ді бүркемелеу. Қашықтан қауіпсіз жұмыс және қоғамдық Wi-Fi-да қорғану үшін қолданылады.

Ақпараттық қауіпсіздік — ақпарат пен инфрақұрылымның кездейсоқ не қасақана қауіптерден қорғалу күйі.

Қасиет	Мәні	Қамтамасыз ету
Құпиялылық	рұқсатсыз қол жеткізуге жол бермеу	шифрлау, пароль, 2FA
Тұтастық	рұқсатсыз өзгертуге жол бермеу	хэш, цифрлық қолтаңба
Қолжетімділік	заңды пайдаланушыға уақытында қол жеткізу	резервтік көшірме, UPS, DDoS-тан қорғау

Шифрлау. Симметриялы — бір ортақ кілт (AES, DES): жылдам, бірақ кілтті жеткізу қиын. Асимметриялы — ашық және жабық кілт (RSA): ашық кілтпен шифрлайды, тек жабық кілтпен ашады; цифрлық қолтаңба мен HTTPS-те қолданылады.

Идентификация → аутентификация → авторизация: өзін таныстыру (логин) → шынайылықты тексеру (пароль) → құқық беру. Көпфакторлы аутентификация факторлары: білетінің (пароль), бар нәрсе (SMS-код, токен), өзіңе тән нәрсе (биометрия: саусақ ізі, бет, көз қабығы, дауыс). Сенімді пароль — кемінде 8–12 таңба, әріп, сан және арнайы таңбалар.

Вирустар мен антивирустар. Вирус — зиян келтіру үшін жазылған шағын программа. Түрлері: резиденттік, логикалық бомба (шарт орындалғанда іске қосылады), құрттар (желі ресурстарын жейді), троян аттары. Антивирустар: детектор (табады), доктор/фаг (емдейді), ревизор (өзгерістерді салыстырады), сүзгі (жадта тұрып күдікті әрекетті тоқтатады).

Формулалар / ережелер

• $Q = q \cdot t$, $t = \dfrac{Q}{q}$, $q = \dfrac{Q}{t}$; есептеу алдында көлемді битке, уақытты секундқа келтіру керек.
• $1$ байт/с $= 8$ бит/с; $1$ Кбит/с $= 1024$ бит/с; $1$ Мбит/с $= 1024$ Кбит/с.

Мысалдар

1. $q = 20$ Кбит/с, $t = 5$ с. $Q$ = ? $Q = 20 \cdot 1024 \cdot 5 = 102\,400$ бит $= 12\,800$ байт $= 12{,}5$ Кбайт.
2. 525 Кбайт файл 33 600 бит/с арнамен қанша уақыт беріледі? $Q = 525 \cdot 1024 \cdot 8 = 4\,300\,800$ бит; $t = 4\,300\,800 / 33\,600 = 128$ с.
3. Қай мекенжай дұрыс: 172.16.254.1 әлде 256.100.0.1? Біріншісі; екіншісінде 256 > 255.
4. Электрондық журналдағы бағаны хакер өзгертті. Қай қасиет бұзылды? Тұтастық.

ҰБТ-дағы жиі қателер

• $Q = q \cdot t$ формуласында байт пен битті, минут пен секундты аралас қолдану.
• Коммутатор мен маршрутизаторды шатастыру: коммутатор — бір жергілікті желі ішінде, маршрутизатор — желілер арасында.
• Сақина мен жұлдызды шатастыру: бір компьютер істен шыққанда тоқтайтыны — сақина.
• Аутентификацияны авторизациямен теңестіру: біріншісі — тексеру, екіншісі — құқық беру.
• Асимметриялы шифрлауда «ашық кілтпен ашады» деп ойлау: ашық кілтпен шифрлайды, жабықпен ашады.

Өзіңді тексер

1. IPv4 мекенжайы неше биттен тұрады? — 32 бит.
2. google.com атауын IP-мекенжайға қай жүйе түрлендіреді? — DNS.
3. Ең көп тараған топология? — Жұлдыз.
4. Сайтқа DDoS шабуылы жасалып, ол ашылмай қалды. Қай қасиет бұзылды? — Қолжетімділік.
5. Белгілі бір күні ғана іске қосылатын вирус? — Логикалық бомба.