Надежность работы вычислительной сети

11. Требования, предъявляемые к современным вычислительным сетям. Надежность и безопасность.

Главным требованием, предъявляемым к сетям, является выполнение сетью ее основной функции — обеспечение пользователям потенциальной возможности доступа к разделяемым ресурсам всех компьютеров, объединенных в сеть. Все остальные требования — производительность, надежность, совместимость, управляемость, защищенность, расширяемость и масштабируемость — связаны с качеством выполнения этой основной задачи.

Надежность и безопасность

Одной из первоначальных целей создания распределенных систем, к которым относятся и вычислительные сети, являлось достижение большей надежности по сравнению с отдельными вычислительными машинами.

Важно различать несколько аспектов надежности. Для технических устройств используются такие показатели надежности, как среднее время наработки на отказ, вероятность отказа, интенсивность отказов.

(сокращаю) вышесказанное только для устройств в работо- и неработоспособном состоянии. Сложные системы могут иметь и другие промеж состояния, для чего есть набор следующих характеристик:

Готовность или коэффициент готовности (availability) означает долю времени, в течение которого система может быть использована

Чтобы систему можно было отнести к высоконадежным, она должна как минимум обладать высокой готовностью, но этого недостаточно. Необходимо обеспечить сохранность данных и защиту их от искажений. Кроме этого, должна поддерживаться согласованность (непротиворечивость) данных, например, если для повышения надежности на нескольких файловых серверах хранится несколько копий данных, то нужно постоянно обеспечивать их идентичность.

вероятность доставки пакета , вероятность потери пакета (по любой из причин — из-за переполнения буфера маршрутизатора, из-за несовпадения контрольной суммы, из-за отсутствия работоспособного пути к узлу назначения и т. д.), вероятность искажения отдельного бита передаваемых данных, отношение потерянных пакетов к доставленным.

безопасность (security), то есть способность системы защитить данные от несанкционированного доступа.

отказоустойчивость (fault tolerance). -способность системы скрыть от пользователя отказ отдельных ее элементов. В отказоустойчивой системе отказ одного из ее элементов приводит к некоторому снижению качества ее работы (деградации), а не к полному останову.

12. Требования, предъявляемые к современным вычислительным сетям. Расширяемость и масштабируемость.

Главным требованием, предъявляемым к сетям, является выполнение сетью ее основной функции — обеспечение пользователям потенциальной возможности доступа к разделяемым ресурсам всех компьютеров, объединенных в сеть. Все остальные требования — производительность, надежность, совместимость, управляемость, защищенность, расширяемость и масштабируемость — связаны с качеством выполнения этой основной задачи.

Расширяемость и масштабируемость

Расширяемость (extensibility) означает возможность сравнительно легкого добавления отдельных элементов сети (пользователей, компьютеров, приложений, служб), наращивания длины сегментов сети и замены существующей аппаратуры более мощной.

При этом принципиально важно, что легкость расширения системы иногда может обеспечиваться в некоторых весьма ограниченных пределах. Например, локальная сеть Ethernet, построенная на основе одного сегмента толстого коаксиального кабеля, обладает хорошей расширяемостью, в том смысле, что позволяет легко подключать новые станции. Однако такая сеть имеет ограничение на число станций — их число не должно превышать 30-40. Хотя сеть допускает физическое подключение к сегменту и большего числа станций (до 100), но при этом чаще всего резко снижается производительность сети. Наличие такого ограничения и является признаком плохой масштабируемости системы при хорошей расширяемости.

Масштабируемость (scalability) означает, что сеть позволяет наращивать количество узлов и протяженность связей в очень широких пределах, при этом производительность сети не ухудшается. Для обеспечения масштабируемости сети приходится применять дополнительное коммуникационное оборудование и специальным образом структурировать сеть. Например, хорошей масштабируемостью обладает многосегментная сеть, построенная с использованием коммутаторов и маршрутизаторов и имеющая иерархическую структуру связей. Такая сеть может включать несколько тысяч компьютеров и при этом обеспечивать каждому пользователю сети нужное качество обслуживания.

Источник

11.Характеристика причин влияющих на надежность лвс

Наряду с повышением производительности ЛВС первоочередными являются задачи обеспечения надежности сети. Основными причинами, влияющими на бесперебойную работу ЛВС, являются:

1. Сбои оборудования, вызванные:

. нарушениями работы сетевого кабеля;

. отказом дисковых систем и систем архивации данных;

. нарушением работы серверов, рабочих станций.

2.Некорректная работа программного обеспечения (ПО), приводящая к потере или порче данных из-за:

. ошибок в прикладном или сетевом ПО;

. заражения систем компьютерными вирусами.

3. Несанкционированный доступ, копирование или изменение информации (случайные или умышленные), приводящие к:

. искажению, либо уничтожению данных;

— ознакомлению посторонних лиц с информацией, составляющей тайну.

4. Ошибки обслуживающего персонала.

Универсального решения, исключающего все перечисленные причины, нет. Однако разработаны и применяются технические средства и административные меры, позволяющие риск потери данных или несанкционированного доступа свести к минимуму.

Защита от отключения электропитания.

В настоящее время наиболее надежным средством предотвращения потерь информации является установка источников бесперебойного питания. На российском рынке наибольшее распространение получили источники бесперебойного питания фирмы American Power Conversion (APC). Такие мощные модели, как Smart-UPS 2000 фирмы APC, поддерживают работу ПК в течение 3-4 часов после отключения электроэнергии.

Крупные компании устанавливают резервные линии электропитания, подключенные к разным подстанциям, и при выходе из строя одной из них, электричество подается с другой.

Предотвращение потерь из-за сбоя дисковых систем.

В настоящее время для восстановления данных при сбоях применяется два способа:

1.использование дублирующих друг друга зеркальных дисков;

2.организация надежной и эффективной системы архивации.

Использование зеркальных дисков иначе называют RAID — архитектурой (Redundant Arrays of Inexpensive Disks), которая предусматривает хранение избыточной информации (Parity), используемой для быстрого восстановления данных при сбое любого из дисков.

Организация надежной и эффективной системы архивации — еще одна важная задача по обеспечению сохранности информации в сети. В больших ЛВС для организации резервного копирования используют специализированный архивационный сервер. Одной из наиболее эффективных аппаратных систем является семейство архивационных серверов Storage Express фирмы Intel. При архивации выполняется двукратное сжатие данных. Соответствующее сетевое ПО — пакет Central Console — позволяет администратору управлять режимом копирования.

Защита от компьютерных вирусов.

Особую опасность работе сети представляют компьютерные вирусы. Одним из самых мощных программных средств защиты от вирусов в ЛВС является ПО LANDest Visus Protect фирмы Intel, базирующееся на сетевом сервере. Устанавливаемая на рабочих станциях резидентная программа занимает всего 4 Кбайта. Сканирование файлов происходит в режиме реального времени. При обнаружении вируса LANDest Visus Protect в автоматическом режиме регулярно связывается со специальной БД фирмы Intel, откуда получает информацию о шаблонах новых вирусов.

Средства контроля данных.

Распространенным средством ограничения доступа в ЛВС является система паролей. Однако оно ненадежно, так как такую защиту достаточно легко взломать, либо подсмотреть пароль, либо войти в систему путем перебора паролей. Более надежное решение состоит в организации контроля доступа в помещения или к конкретному компьютеру в ЛВС с помощью различных видов идентификационных пластиковых карточек. Существует два вида карточек:

Использование карточек с магнитной полосой нецелесообразно, так как имея недорогое считывающее устройство для перенесения информации на «чистую» карточку, ее можно легко подделать.

Более высокую надежность имеют микропроцессорные карточки. Их надежность обусловлена в первую очередь невозможностью копирования или подделки кустарным способом. Установка специального считывающего устройства карточек возможна не только на входе в помещение, где расположены компьютеры, но и на рабочих станциях и серверах ЛВС.

Источник

Требования, предъявляемые к сетям

Надежность и отказоустойчивость. Важнейшей характеристикой вычислительных сетей является надежность. Повышение надежности основано на принципе предотвращения неисправностей путем снижения интенсивности отказов и сбоев за счет применения электронных схем и компонентов с высокой и сверхвысокой степенью интеграции, снижения уровня помех, облегченных режимов работы схем, обеспечение тепловых режимов их работы, а также за счет совершенствования методов сборки аппаратуры. Отказоустойчивость– это такое свойство вычислительной системы, которое обеспечивает ей как логической машине возможность продолжения действий, заданных программой, после возникновения неисправностей. Введение отказоустойчивости требует избыточного аппаратного и программного обеспечения. Направления, связанные с предотвращением неисправностей и отказоустойчивостью, основные в проблеме надежности. На параллельных вычислительных системах достигается как наиболее высокая производительность, так и, во многих случаях, очень высокая надежность. Имеющиеся ресурсы избыточности в параллельных системах могут гибко использоваться как для повышения производительности, так и для повышения надежности. Следует помнить, что понятие надежности включает не только аппаратные средства, но и программное обеспечение. Главной целью повышения надежности систем является целостность хранимых в них данных. Безопасность— одна из основных задач, решаемых любой нормальной компьютерной сетью. Проблему безопасности можно рассматривать с разных сторон – злонамеренная порча данных, конфиденциальность информации, несанкционированный доступ, хищения и т.п. Рис. 8.32 Задачи обеспечения безопасности данных Обеспечить защиту информации в условиях локальной сети всегда легче, чем при наличии на фирме десятка автономно работающих компьютеров. Практически в вашем распоряжении один инструмент – резервное копирование (backup). Для простоты давайте называть этот процесс резервированием. Суть его состоит в создании в безопасном месте полной копии данных, обновляемой регулярно и как можно чаще. Для персонального компьютера более или менее безопасным носителем служат дискеты. Возможно использование стримера, но это уже дополнительные затраты на аппаратуру. Легче всего обеспечить защиту данных от самых разных неприятностей в случае сети с выделенным файловым сервером. На сервере сосредоточены все наиболее важные файлы, а уберечь одну машину куда проще, чем десять. Концентрированность данных облегчает и резервирование, так как не требуется их собирать по всей сети. Экранированные линии позволяют повысить безопасность и надежность сети. Экранированные системы гораздо более устойчивы к внешним радиочастотным полям.

Источник