Основные характеристики надежности вычислительных сетей

Характеристики вычислительных сетей.

Главным требованием, предъявляемые к сетям, является выполнение сетью ее основной функции – обеспечение пользователям потенциальной возможности доступа к разделяемым ресурсам всех компьютеров, объединенных в сеть.

Существуют два подхода к обеспечению качества обслуживания сети. Первый подход состоит в том, что сеть гарантирует пользователю соблюдение некоторой числовой величины показателя качества обслуживания.

Второй подход состоит в том, что сеть обслуживает пользователей в соответствии с их приоритетами. Качество обслуживания в данном случае не гарантируется, а гарантируется только уровень привилегий пользователя. Такое обслуживание называется обслуживанием с наибольшим старанием.

Производительность.

Существует несколько основных характеристик производительности сети:

• время реакции – интервал времени между возникновением запроса пользователя к сетевой службе и получением ответа на этот запрос (складывается из времени подготовки запроса на клиентском компьютере, времени передачи запроса между клиентом и сервером, времени обработки запроса сервером, времени передачи ответа от сервера клиенту и времени обработки ответа клиентом;
• пропускная способность – объем данных, передаваемых сетью или ее частью в единицу времени (средняя, мгновенная, максимальная);
• задержка передачи и вариация задержки передачи – задержка между моментом поступления пакета на вход какого-либо сетевого устройства или части сети и моментом его появления на выходе этого устройства

Надежность и безопасность.

• готовность или коэффициент готовности — доля времени, в течение которого система может быть использована;
• сохранность данных;
• согласованность (непротиворечивость) данных;
• вероятность доставки пакета;
• безопасность – способность системы защитить данные от несанкциони­рованного доступа.
• отказоустойчивость.

Расширяемость и масштабируемость.

• расширяемость – возможность сравнительно легкого добавления отдельных элементов сети (пользователей, компьютеров, приложений, служб), наращивания длины сегментов и замены существующего оборудования более мощным;
• масштабируемость – означает, что сеть позволяет наращивать количество узлов и протяженность связей в очень широких пределах, при этом производительность сети не ухудшается.

Прозрачность.

Сеть должна представляться пользователю не как множество отдельных компьютеров, связанных между собой сложной системой кабелей, а как единая вычислительная машина с системой разделения времени. Различают прозрачность расположения, прозрачность перемещения, прозрачность параллелизма.

Поддержка разных видов трафика.

Можно выделить два основных вида трафика

• компьютерный – трафик, порождаемый традиционными сетевыми службами (передача файлов, email, news). Характеризуется крайне неравномерной интенсивностью при отсутствии жестких требований к синхронности доставки сообщений;
• мультимедийный – передача речи и изображения. Главная особенность – наличие жестких требований к синхронности доставки сообщений.

1. Управляемость.

Возможность централизованно контролировать состояние основных элементов сети, выявлять и разрешать проблемы, возникающие при работе сети, выполнять анализ производительности и планировать развитие сети.

Означает, что сеть способна включать в себя самое разнообразное программное и аппаратное обеспечение.

Часть II. Эталонная модель взаимодействия открытых систем.

В широком смысле открытой системой может быть названа любая система, которая построена в соответствии с открытыми спецификациями.

Спецификация – формализованное описание аппаратных и программных компонентов, способов их функционирования, взаимодействия друг с другом, условий эксплуатации, ограничений и особых характеристик.

Открытые спецификации – опубликованные, общедоступные спецификации, соответствующие стандартам.

В модели сетевого взаимодействия под открытой системой понимается сетевое устройство, готовое взаимодействовать с другими сетевыми устройствами с использованием стандартных правил, определяющих формат, содержание и значение принимаемых и отправляемых сообщений.

Преимущества сетей, построенных на принципах открытости:

• возможность использования аппаратных и программных средств разных производителей;
• возможность безболезненной замены отдельных компонентов сети другими, более совершенными;
• возможность легкого сопряжения одной сети с другой;
• простота освоения и обслуживания сети.

Пример открытой системы: сеть Internet.

Источник

Пример расчета надежности локальной вычислительной сети

Локальная вычислительная сеть (ЛВС) обычно включает в свой состав комплект рабочих станций пользователя, рабочую станцию администратора сети (может использоваться одна из пользовательских станций), серверное ядро (комплект аппаратных серверных платформ с серверными программами: файл-сервер, WWW-сервер, сервер БД, почтовый сервер и т.п.), коммуникационное оборудование (маршрутизаторы, коммутататры, концентраторы) и структурированную кабельную систему (кабельное оборудование).

Расчет надежности ЛВС начинают с формирования понятия отказа данной сети. Для этого анализируются управленческие функции, выполнение которых на предприятии осуществляется с использованием данной ЛВС. Выбираются такие функции, нарушение которых недопустимо, и определяется оборудование ЛВС, задействованное при их выполнении. Например: безусловно в течение рабочего дня должна обеспечиваться возможность вызова/записи информации из базы данных, а также обращение к Internet.

Для совокупности таких функций по структурной электрической схеме определяется оборудование ЛВС, отказ которого непосредственно нарушает хотя бы одну из указанных функций, и составляется логическая схема расчета надежности.

При этом учитываются количества и условия работы ремонтно-восстановительных бригад. Обычно принимаются следующие условия:

— восстановление ограниченное – т.е. в любой момент времени не может восстанавливаться более, чем один отказавший элемент, т.к. имеется одна ремонтная бригада;

— среднее время восстановления отказавшего элемента устанавливается или исходя из допустимых перерывов в работе ЛВС, или из технических возможностей доставки и включения в работу этого элемента.

В рамках изложенного выше подхода к расчету схема расчета надежности, как правило, может быть сведена к последовательно-параллельной схеме.

Установим в качестве критерия отказа ЛВС отказ оборудования, входящего в ядро сети: серверов, коммутаторов или кабельного оборудования.

Считаем, что отказ рабочих станций пользователей не приводит к отказу ЛВС, а поскольку одновременный отказ всех рабочих станций – событие маловероятное, сеть при отдельных отказах рабочих станций продолжает функционировать.



Примем, что рассматриваемая локальная сеть включает два сервера (один обеспечивает выход в интернет), два коммутатора и пять кабельных фрагментов, относящихся к ядру сети. Интенсивность отказов и восстановлений для них приведены ниже, по-прежнему К_Г=1-l/m.

Источник