© 1995-2022 Компания «Инфосистемы Джет»
Доступность как элемент информационной безопасности
Информационная безопасность Информационная безопасность

Главная>Информационная безопасность>Доступность как элемент информационной безопасности
Информационная безопасность Тема номера

Доступность как элемент информационной безопасности

21.02.1997

Посетителей: 720

Просмотров: 612

Время просмотра: 5.8 мин.

В соответствии с общепринятым современным подходом (см., например, [1]), выделяют следующие аспекты информационной безопасности:
 
  • доступность (возможность за приемлемое время получить требуемую информационную услугу);
  • целостность (актуальность и непротиворечивость информации, ее защищенность от разрушения и несанкционированного изменения);
  • конфиденциальность (защита от несанкционированного ознакомления).

 

Информационные системы создаются (приобретаются) для получения определенных информационных услуг (сервисов). Если по тем или иным причинам получение этих услуг пользователями становится невозможным, это, очевидно, наносит ущерб всем субъектам информационных отношений. Поэтому, не противопоставляя доступность остальным аспектам, мы выделяем ее как существенный элемент информационной безопасности.

 

Особенно ярко ведущая роль доступности проявляется в разного рода системах управления — производством, транспортом и т.п. Так, по утверждениям специалистов, на химическом заводе человек-оператор способен воспринимать менее 1% информации о ходе производственного процесса. В таких условиях выход из строя системы автоматического управления чреват серьезной аварией. Внешне менее драматичные, но также весьма неприятные последствия — и материальные, и моральные — может иметь длительная недоступность информационных услуг, которыми пользуется большое количество людей. Имеются в виду продажа железнодорожных и авиабилетов, банковские услуги и т.п. Выход из строя информационной системы Центрального банка способен поставить под угрозу национальные интересы. Несомненно, читатели сами без труда умножат число подобных примеров.

 

Важность доступности как аспекта информационной безопасности находится в разительном противоречии с тем вниманием, которое уделяют данному аспекту потенциально заинтересованные стороны. Если вопросы защиты от несанкционированного доступа (то есть обеспечение конфиденциальности и целостности информации) курирует Гостехкомиссия России, а криптографические средства (что опять-таки связано с обеспечением конфиденциальности и целостности) — ФАПСИ, то доступность пока — сирота. Явно не хватает и современных исследований по данной теме, посвященных конфигурациям клиент/сервер и применимых на практике, в то время как простор для исследований выглядит практически безграничным, а их важность невозможно переоценить (см. [2], [3]). Наконец, забота владельцев информационных систем о доступности в лучшем случае сводится к покупке компьютеров "белой", а не "желтой" или "красной" сборки, что, мягко говоря, недостаточно.

 

В эпоху господства мэйнфреймов удалось создать инфраструктуру, способную поддержать по существу любой наперед заданный уровень доступности на всем протяжении жизненного цикла информационной системы. Эта инфраструктура включала в себя как технические, так и операционные регуляторы (обучение персонала и пользователей, проведение работ в соответствии с апробированными регламентами и т.п.). При переходе к технологии клиент/сервер инфраструктура обеспечения доступности во многом оказалась утраченной, однако важность данной проблемы не только не уменьшилась, но, напротив, существенно возросла в силу повсеместного распространения вычислительной техники. Перед государственными и коммерческими организациями встала задача соединения упорядоченности и регламентированности, присущих миру мэйнфреймов, с открытостью и гибкостью систем, построенных в архитектуре клиент/сервер.

 

Такова ситуация на Западе. У российских компаний заботы несколько иные. Подавляющее большинство молодых организаций "избежали" мэйнфреймов, а вместе с ними и присущей им компьютерной культуры.

 

Нашим организациям в плане обеспечения доступности приходится начинать даже не с нуля, а из отрицательной зоны, созданной "персоналочными" привычками (компьютер, стоящий на моем рабочем месте — мой, информация на нем — моя, я его как хочу, так и конфигурирую, и т.д.). Мысль об элементарном наведении порядка, конечно, не нова и обычно воспринимается без энтузиазма, но без подобной отправной точки, увы, не обойтись.

 

Цель настоящей работы — привлечь внимание к задаче обеспечения доступности информационных услуг и предложить (а в некоторых случаях — просто напомнить) возможные подходы к ее решению.

 

Постановка задачи

 

Информационная система предоставляет своим пользователям определенный набор услуг (сервисов).

 

Говорят, что обеспечен нужный уровень доступности этих сервисов, если следующие показатели находятся в заданных пределах:

 

  • Эффективность услуг. Эффективность услуги определяется в терминах максимального времени обслуживания запроса, количества поддерживаемых пользователей и т.п. Требуется, чтобы эффективность не опускалась ниже заранее установленного порога.
  • Время недоступности. Если эффективность информационной услуги не удовлетворяет наложенным ограничениям, она (услига) считается недоступной. Требуется, чтобы максимальная продолжительность периода недоступности и суммарное время недоступности за некоторой период (месяц, год) не превышали заранее заданных пределов.

 

Коротко говоря, требуется, чтобы информационная система почти всегда работала с нужной эффективностью. Для некоторых критически важных систем (например, систем управления) время недоступности должно быть нулевым, без всяких "почти". В таком случае говорят о вероятности возникновения ситуации недоступности и требуют, чтобы эта вероятность не превышала заданной величины. Для решения данной задачи создавались и создаются специальные отказоустойчивые системы, стоимость которых, как правило, весьма высока.

 

К подавляющему большинству коммерческих систем предъявляются менее жесткие требования, и именно этот класс систем — системы высокой доступности — мы будатривать в настоящей работе. Впрочем, современная деловая жизнь и здесь накладывает достаточно суровые ограничения, когда число обслуживаемых пользователей может измеряться тысячами, время ответа не должно превышать нескольких секунд, а время недоступности — нескольких часов в год.

 

Некомпьютерные информационные сервисы за время своего развития достигли чрезвычайно высокого уровня доступности. В таком городе, как Москва, телефонная связь работает без сбоев, так что даже с учетом диверсий среднее время неработоспособности среднестатистического телефонного аппарата не превышает нескольких минут в год. Доступность компьютерных систем и глобальных сетей на 2-3 порядка ниже. Если учесть, что сейчас коммерческие компьютерные решения проникают буквально во все области деятельности, целесообразно поставить задачу "дотягивания" доступности компьютерных сервисов до "телефонного" уровня, привычного для большинства людей.

 

Как всегда, когда речь идет об информационной безопасности, необходимо уточнить спектр рассматриваемых рисков. Мы будем придерживаться наиболее общей точки зрения, имея в виду следующие классы угроз:

 

  • отказ пользователей — невозможность или нежелание пользователей взаимодействовать с информационной системой в силу неудобства последней, недостаточной квалификации пользователей, невозможности получения ими технической помощи и т.п.;
  • внутренний отказ информационной системы - выход из строя аппаратного или программного компонента (компонентов) информационной системы в силу сбоя, технической неисправности или ошибки обслуживающего персонала; выход системы из штатного режима эксплуатации в силу случайных или преднамеренных действий пользователей или обслуживающего персонала (превышение расчетного числа запросов, чрезмерный объем обрабатываемой информации и т.п.);
  • отказ поддерживающей инфраструктуры — выход из строя энергоснабжения, связи,кондиционирования и т.п., повреждение или разрушение помещений (зданий), невозможность или нежелание обслуживающего персонала выполнять свои функции.

 

Подчеркнем, что обслуживающий персонал и пользователей следует считать частью информационной системы, так как их действия впрямую влияют на доступность. Отметим также, что спектр рассматриваемых рисков предельно широк — от появления одного лишнего пользователя до разрушения здания или группы зданий, в которых установлена информационная система.

 

Задачу обеспечения доступности необходима решать для современных конфигураций, построенных в технологии клиент/сервер. Это означает, что в защите нуждается вся цепочка от пользователей (возможно, удаленных) до критически важных серверов.

 

В заключение раздела — несколько слов о терминологии. Обычно в литературе по теории надежности вместо доступности говорят о готовности (в том числе о высокой готовности). Мы предпочли термин "доступность", чтобы подчеркнуть, что информационный сервис должен быть не просто "готов" сам по себе, но доступен для своих пользователей в условиях, когда ситуации недоступности могут вызываться причинами, на первый взгляд не имеющими прямого отношения к сервису (пример — отсутствие консультационного обслуживания).

 

Далее, вместо времени недоступности обычно говорят о коэффициенте готовности. Нам хотелось обратить внимание читателей на два показателя — длительность однократного простоя и суммарную продолжительность простоев, поэтому мы предпочли термин "время недоступности" как более емкий.

 

Наконец, вместо живучести употребляют термин "восстанавливаемость". На наш взгляд, при этом затушевываются различия между способностью сервиса продолжать работу, несмотря на отказ, и средствами восстановления функциональности отказавших компонентов. Нам это различие представляется важным, поэтому мы решились на использование "ненаучного", но точно отражающего суть дела слова "живучесть".

 

Мы надеемся, что отмеченные терминологические особенности не помешают восприятию данной работы.

Основные понятия

 

Безотказность, живучесть, обслуживаемость

 

В соответствии с ГОСТ 27.002, под отказом понимается событие, заключающееся в нарушении работоспособного состояния изделия. В контексте данной работы изделие — это информационная система или ее компонент.

 

В простейшем случае можно считать, что отказы любого компонента составного изделия ведут к общему отказу, а распределение отказов во времени представляет собой простой пуассоновский поток событий (см., например, [4]). В таком случае вводят понятие интенсивности отказов и среднего времени наработки на отказ, которые связаны между собой соотношением

 

 

 

где  — номер компонента,  - интенсивность отказов,  — среднее время наработки на отказ.

 

Интенсивности отказов независимых компонентов складываются:

 

 

 

а среднее время наработки на отказ для составного изделия задается соотношением.

 

 

 

 

Уже эти простейшие выкладки показывают, что если существует компонент, интенсивность отказов которого много больше, чем у остальных, то именно он определяет среднее время наработки на отказ всей информационной системы. Это является теоретическим обоснованием изречения "где тонко, там и рвется" и принципа первоочередного укрепления самого слабого звена.

 

Пуассоновская модель позволяет обосновать еще одно очень важное положение, состоящее в том, что эмпирический подход к построению систем высокой доступности не может быть реализован за приемлемое время. В работе [5] показано, что при традиционном цикле тестирования/отладки программной системы по оптимистическим оценкам каждое исправление ошибки приводит к экспоненциальному убыванию (примерно на половину десятичного порядка) интенсивности отказов. Отсюда следует, что для того, чтобы на опыте убедиться в достижении необходимого уровня доступности, независимо от применяемой технологии тестирования и отладки, приходится потратить время практически того же порядка, что и требуемое среднее время наработки на отказ. Например, для достижения среднего времени наработки на отказ 105 часов потребуется более 104.5 часов, что составляет более трех лет. Значит, нужны иные методы построения систем высокой доступности, методы, действенность которых доказана аналитически или практически за пятьдесят лет развития вычислительной техники и программирования.

 

Пуассоновская модель применима в тех случаях, когда информационная система содержит одиночные точки отказа, то есть компоненты, выход которых из строя ведет к отказу всей системы. Для исследования систем с резервированием применяется иной формализм.

 

Будем считать (см. выше Разд. Постановка задачи), что существует количественная мера эффективности предоставляемых изделием информационных услуг. В таком случае вводят понятия показателей эффективности отдельных элементов и эффективности функционирования всей сложной системы.

 

В качестве меры доступности можно принять вероятность приемлемости эффективности услуг, предоставляемых информационной системой, на всем протяжении рассматриваемого отрезка времени. Чем большим запасом эффективности располагает система, тем выше ее доступность. Очевидно, при наличии избыточности отказ компонента не обязательно приводит к отказу системы.

 

При наличии избыточности в конфигурации системы вероятность того, что в рассматриваемый промежуток времени эффективность информационных сервисов не опустится ниже допустимого предела, зависит не только от вероятности отказа компонентов, но и от времени, в течение которого они остаются неработоспособными, поскольку при этом суммарная эффективность падает и каждый следующий отказ может стать фатальным. Чтобы максимизировать доступность системы, необходимо минимизировать время неработоспособности каждого компонента. Кроме того, следует учитывать, что, вообще говоря, ремонтные работы могут потребовать понижения эффективности или даже временного отключения работоспособных компонентов; такого рода влияние также необходимо минимизировать.

 

Таким образом, мы видим, что доступность системы в общем случае достигается за счет применения трех групп мер, направленных на повышение:

 

  • безотказности (под эти понимается минимизация вероятности возникновения какого-либо отказа);
  • живучести (под этим понимается сохранение доступности системы несмотря на отказ каких-либо компонентов);
  • обслуживаемости (под этим понимается минимизация времени неработоспособности отказавших компонентов, а также минимизация отрицательного влияния ремонтных работ на эффективность информационных сервисов).

 

Наряду с отказами можно рассматривать сбои — события, заключающиеся в кратковременном нарушении работоспособного состояния каких-либо компонентов информационной системы (типичные примеры — случайная ошибка четности при чтении из оперативной или долговременной памяти или опечатка пользователя при вводе команды). Очевидно, для распознавания и нейтрализации последствий сбоя нужна определенная избыточность, а соответствующие меры естественно отнести к мерам обеспечения живучести, что мы и будем делать в дальнейшем.

 

Живучесть и зоны риска

 

В соответствии с подходом клиент/сервер, информационную систему можно представить в виде графа сервисов, ребра в котором соответствуют отношению "сервис A непосредственно использует сервис B". На Рис. 1 приведен один из возможных примеров подобного графа.

 

 

Рисунок 1. Граф сервисов, используемых одной из предоставляемых услуг.

 

 

Пусть в результате осуществления некоторой угрозы из строя выводится подмножество сервисов S1 (то есть эти сервисы в силу нанесенных повреждений становятся неработоспособными). Назовем S1 зоной поражения.

 

В зону риска S мы будем включать все сервисы, эффективность которых при осуществлении угрозы падает ниже допустимого предела. Очевидно, S1 — подмножество S. S строго включает S1, когда имеются сервисы, непосредственно не затрагиваемые угрозой, но критически зависящие от пораженных, то есть неспособные переключиться на использование эквивалентных услуг либо в силу отсутствия таковых, либо в силу невозможности доступа к ним. На Рис. 2 приведен случай, когда зона поражения сводится к одному порту концентратора, обслуживающего критичный сервер, а зона риска захватывает все рабочие места пользователей.

 

 

Рисунок 2. Зона риска при поломке концентратора, обслуживающего критичный сервер, захватывает все рабочие места пользователей.

 

 

 

Очевидно, чтобы система не содержала одиночных точек отказа, то есть оставалась живучей при осуществлении любой из рассматриваемых угроз, ни одна зона риска не должна включать в себя предоставляемые услуги. Нейтрализацию отказов нужно выполнять внутри системы, невидимым для пользователей образом, за счет размещения достаточного количества избыточных ресурсов. На Рис. 3 приведена конфигурация, аналогичная Рис. 2, с той лишь разницей, что сетевое соединение между сервером и концентратором продублировано. В результате зоны поражения и риска при поломке порта концентратора стали совпадать.

 

 

Рисунок 3. Если соединение между сервером и концентратором продублировано, зоны поражения и риска при поломке порта концентратора совпадают.

 

 

С другой стороны, естественно соразмерять меры по обеспечению живучести с рассматриваемыми угрозами. Когда рассматривается набор угроз, соответствующие им зоны поражения могут оказаться вложенными, так что живучесть по отношению к более серьезной угрозе автоматически влечет за собой и живучесть в более легких случаях. Следует учитывать, однако, что обычно стоимость переключения на резервные ресурсы растет вместе с ростом объема этих ресурсов. Значит, для наиболее вероятных угроз целесообразно минимизировать зону риска, даже если в принципе предусмотрена нейтрализация объемлющей угрозы. Нет смысла переключаться на резервный вычислительный центр только потому, что у одного из серверов сгорел блок питания.

 

Зону риска можно трактовать не только как совокупность ресурсов, но и как часть пространства, затрагиваемую при реализации угрозы. В таком случае, как правило, чем больше расстояние дублирующего ресурса от границ зоны риска, тем выше стоимость его поддержания, поскольку увеличивается протяженность линий связи, время переброски персонала и т.п. Это — еще один довод в пользу адекватного противодействия угрозам, который следует принимать во внимание при размещении избыточных ресурсов и, в частности, при организации резервных центров.

 

Введем еще одно понятие. Назовем зоной нейтрализации угрозы совокупность ресурсов, вовлеченных в нейтрализацию отказа, возникшего вследствие реализации угрозы. Имеются в виду ресурсы, режим работы которых в случае отказа меняется. Очевидно, зона риска является подмножеством зоны нейтрализации. Чем меньше разность между ними, тем экономнее данный механизм нейтрализации.

 

Все, что вне зоны нейтрализации, отказа "не чувствует" и может трактовать внутренность этой зоны как безотказную. Таким образом, в иерархически организованной системе грань между живучестью и обслуживаемостью с одной стороны и безотказностью с другой стороны, относительна.

 

Целесообразно конструировать целостную информационную систему из компонентов, которые на верхнем уровне можно считать безотказными, а вопросы живучести и обслуживаемости решать в пределах каждого компонента. К этому замечанию мы вернемся в Разд. Обеспечение живучести и Разд. Программно-технические меры.

 

Уровни мер обеспечения высокой доступности

 

Формирование режима информационной безопасности вообще и обеспечение высокой доступности в частности — проблема комплексная. Меры по ее решению, которые могут быть предприняты в рамках отдельной организации, можно подразделить на три уровня:

 

  • административный (действия общего характера, предпринимаемые руководством организации, такие как выработка стратегии повышения доступности);
  • процедурный (конкретные меры, имеющие дело с людьми);
  • программно-технический (конкретные технические меры).

 

Соответственно, выделяются три группы людей, от согласованных действий которых зависит обеспечение доступности. Последующее изложение строится с учетом этого разделения, так что каждый читатель при желании может ограничиться знакомством лишь с частью данной работы, соответствующей его служебным обязанностям. Внутри каждой части, там, где это возможно, мы будет подразделять рекомендуемые меры в соответствии с тем, направлены ли они на обеспечение безотказности, живучести или обслуживаемости.

 

Административные меры повышения доступности

 

Главная цель мер, предпринимаемых на административном уровне, состоит в том, чтобы сформировать программу работ в области повышения доступности информационных сервисов и обеспечить ее выполнение, выделяя необходимые ресурсы и контролируя фактическое состояние дел.

 

Первым этапом выработки подобной программы является анализ рисков.

 

Анализ рисков, связанных с покушением на доступность

 

В Разд. Постановка задачи мы ввели следующие классы рисков:

 

  • отказ пользователей;
  • внутренний отказ информационной системы;
  • отказ поддерживающей инфраструктуры.

 

Обычно применительно к пользователям рассматриваются следующие риски:

 

  • нежелание работать с информационной системой (чаще всего проявляется при необходимости осваивать новые возможности и при расхождении между запросами пользователей и фактическими возможностями и техническими характеристиками);
  • невозможность работать с системой в силу отсутствия соответствующей подготовки (недостаток общей компьютерной культуры, неумение интерпретировать диагностические сообщения, неумение работать с документацией и т.п.);
  • невозможность работать с системой в силу отсутствия технической поддержки (неполнота документации, невозможность получения справочной информации и т.п.).

 

Основными источниками внутренних отказов являются:

 

  • отступление (случайное или умышленное) от установленных правил эксплуатации;
  • ошибки при (пере)конфигурировании системы;
  • отказы программного и аппаратного обеспечения;
  • разрушение данных;
  • разрушение или повреждение аппаратуры.

 

По отношению к поддерживающей инфраструктуре рекомендуется рассматривать следующие угрозы:

 

  • нарушение работы (случайное или умышленное) систем связи, электропитания, водоснабжения, кондиционирования;
  • разрушение или повреждение помещений;
  • невозможность или нежелание выполнения обслуживающим персоналом и/или пользователями своих обязанностей (гражданские беспорядки, аварии на транспорте, террористический акт или его угроза, забастовка и т.п.).

 

Перечисленные угрозы носят весьма общий характер. Каждая организация может пополнить представленный список и/или конкретизировать в нем отдельные элементы. Так, для общедоступных сервисов (WWW-сервис и т.п.) существенную опасность представляют злонамеренные действия пользователей, выражающиеся в попытках монополизации ресурсов, эксплуатации ошибок в программном обеспечении и т.д.

 

Основные положения типовой программы повышения доступности

 

При разработке программы повышения доступности информационных сервисов рекомендуется реководствоваться следующими стратегическими принципами:

 

  • апробированность всех процессов и составных частей информационной системы;
  • унификация процессов и составных частей;
  • управляемость процессов, контроль состояния частей;
  • автоматизация процессов;
  • модульность архитектуры;
  • ориентация на простоту решений.

 

Программа повышения доступности должна предусматривать определение общего порядка работ, выделение ответственных за разработку документов, конкретизирующих программу, и за периодический пересмотр и уточнение документов, разработанных ранее. Главное, что должна обеспечить подобная программа, - это полнота и систематичность при проведении работ в области доступности. Сфера действия программы должна распространяться на все информационные цепочки — от поддерживающей инфраструктуры до пользователей. Каждый процесс, каждая составная часть информационной системы (ИС) должны иметь ответственного на административном уровне, обладающего достаточными полномочиями для выделения соответствующих ресурсов и для воздействия на исполнителей. В этой связи представляется целесообразным предусмотреть составление карты информационной системы организации (в печатном и компьютерном представлениях), в которой фигурировали бы все объекты ИС, их состояние, связи между ними, процессы, ассоциируемые с объектами и связями. С помощью подобной карты удобно формулировать намечаемые меры, контролировать их исполнение, анализировать состояние ИС. Необходимо разработать регламент, гарантирующий поддержание карты в актуальном состоянии.

 

В программе должны найти отражение все три основные направления обеспечения доступности:

 

  • безотказность;
  • живучесть;
  • обслуживаемость.

 

Очень важно придерживаться не статического, а динамического подхода к рассмотрению конфигурации ИС. Мы еще не раз будем возвращаться к понятию жизненного цикла системы, здесь же отметим следующее. Прежде чем вносить изменения в производственную конфигурацию ИС, их необходимо опробовать. Лучше всего это делать на имитационном стенде. В состав стенда должны входить все виды аппаратного и программного обеспечения, используемого в ИС, на нем должны быть воспроизводимы все ситуации, которые могут возникнуть в процессе эксплуатации ИС. Стенд используют как для отладки и опытной эксплуатации новых систем, так и для тренировки персонала. Целесообразно разработать и утвердить положение об имитационном стенде информационной системы организации.

 

Административные меры, направленные на обеспечение безотказности

 

Для обеспечения безотказной работы пользователей как компонентов информационной системы, необходимо прежде всего разработать и утвердить с согласия всех заинтересованных сторон порядок передачи приложений в эксплуатацию. Должна быть предусмотрена подготовка пользователей, разработка регламента их действий и практические занятия по отработке выполнения регламента. Второй момент состоит в автоматизации деятельности пользователей, в особенности в сложных ситуациях, таких как переключение на резервные ресурсы в случае выхода из строя основных. Третий момент — проактивное управление пользователями, анализ профиля их работы, выявление и устранение проблем, возможно, еще до того, как сами пользователи распознали их.

 

Для аппаратного и программного обеспечения ИС можно рекомендовать следующие меры обеспечения безотказности:

 

  • Ориентация на апробированные продукты известных компаний, поддерживающие современные и перспективные стандарты, допускающие централизованное управление и контроль, простые в использовании и обслуживании (администрировании) с учетом уровня квалификации пользователей и обслуживающего персонала. Продукты должны предоставлять средства настройки на текущее и перспективное окружение и обладать свойством программируемости, то есть допускать определение регламентных и аварийных программных процедур, запускаемых без ручного вмешательства, в автоматическом режиме.
  • Ориентация на надежных поставщиков, способных квалифицированно произвести установку, наладку и ввод в эксплуатацию новых продуктов, обучение и консультирование пользователей и обслуживающего персонала, качественное и своевременное проведение регламентных работ.
  • Принятие решения о разработке и внедрении регламентов эксплуатации всех компонентов ИС, унификация регламентов.
  • Унификация программных и аппаратных конфигураций, в том числе клиентских. Ориентация на модульность архитектуры ИС. Разнородную систему с многочисленными, нестандартными интерфейсами между составными частями очень сложно эксплуатировать, модифицировать, не допуская при этом ошибок. На рубеже 1960-70 годов кризис программирования, вызванный нарастанием сложности разрабатываемых систем, вызвал к жизни структурированный подход. Сейчас нечто подобное происходит с информационными системами в целом. Целесообразно в этой связи вспомнить об уроках истории, перечитать труды Дейкстры и Хоара.
  • Проактивный подход к управлению информационной системой, ориентированный на раннее выявление и устранение проблем. Подобное управление включает в себя не только сбор, но и регулярный анализ данных о работе ИС. Следует разработать и утвердить порядок такого анализа, назначить ответственных за выбор и периодический пересмотр параметров, превышение которых требует вмешательства в работу ИС, ее переконфигурирование или наращивание. Проактивное управление — основной инструмент борьбы с замедлением работы компонентов ИС, какими бы причинами это замедление ни вызывалось. Проактивное управление должно охватывать не только чисто компьютерные компоненты, но и пользователей, а также параметры окружающей среды, такие как температура и влажность в серверной комнате.

 

Административные меры, направленные на обеспечение живучести

 

Основным средством повышения живучести является внесение избыточности в конфигурацию аппаратных и программных средств, поддерживающей инфраструктуры и персонала, резервирование технических средств и тиражирование информационных ресурсов (программ и данных).

 

Меры по обеспечению живучести можно подразделить на локальные и распределенные. Локальные меры направлены на достижение живучести отдельных компьютерных систем или их аппаратных и программных компонентов в первую очередь с целью нейтрализации внутренних отказов ИС. Типичные примеры подобных мер — использование кластерных конфигураций в качестве платформы серверов СУБД или горячее резервирование активного сетевого оборудования с автоматическим переключением на резерв.

 

Если в число рассматриваемых рисков входят серьезные аварии поддерживающей инфраструктуры, приводящие к полному выхода из строя производственной площадки организации, следует предусмотреть распределенные меры обеспечения живучести, такие как создание или аренда резервного вычислительного центра. При этом, помимо дублирования и/или тиражирования ресурсов, необходимо предусмотреть средства автоматического или быстрого ручного реконфигурирования компонентов ИС, чтобы переключиться с основной площадки на резервную. В этой связи важное значение имеет разработка регламента работы резервного вычислительного центра (РВЦ) в штатном режиме и порядка переключения с основной площадки на РВЦ.

 

Ресурсы, размещаемые в РВЦ, могут использоваться двояко:

 

  • исключительно как резерв;
  • как дополнительный ресурс, вовлеченный в работу в штатном режиме.

 

Второй вариант предпочтительнее, хотя его осуществление и связано с определенными техническими трудностями.

 

Политика обеспечения доступности должна предусматривать практическую отработку процедуры переключения на РВЦ. В первую очередь следует отработать действия персонала, проверить действенность технических решений. Кроме того, целесообразно проводить практические занятия и с пользователями.

 

Административные меры, направленные на обеспечение обслуживаемости

 

Меры по обеспечению обслуживаемости направлены на снижение сроков диагностирования и устранения отказов. Для достижения обслуживаемости рекомендуются следующие меры:

 

  • Ориентация на построение информационной системы из унифицированных компонентов с целью упрощения замены отказавших частей.
  • Ориентация на решения, допускающие выведение из эксплуатации и замену отказавших компонентов в "горячем" режиме.
  • Ориентация на организации, предоставляющие качественное и оперативное сервисное обслуживание.
  • Заблаговременная подготовка комплекса мер, связанных с реагированием на нарушения доступности. Разработка регламента выполнения ремонтных работ.
  • Заблаговременное планирование восстановительных работ, подготовка детального описания действий по принятию решения о полном или частичном переключении на резервные мощности, по осуществлению переключения, работы на резервных мощностях и возврата к нормальному режиму работы.
  • Принятие решения о теоретической и практической подготовке персонала к действиям в процессе реагирования на нарушения доступности и во время восстановительных работ. Выделение для этой цели соответствующих ресурсов.
  • Организация консультационной службы для пользователей (обслуживаемость пользователей). Разработка и утверждение регламента работы консультационной службы, внедрение программных систем для работы этой службы, обеспечение достаточной пропускной способности каналов связи с пользователями, в том числе в режиме пиковых нагрузок.

 

Прочие положения программы повышения доступности

 

Отдельное направление политики доступности должно регламентировать вопросы разработки приложений для ИС, выработку и утверждение типовой технологии создания прикладных систем. В связи с необходимостью обеспечения высокой доступности, перед разработчиками встают новые задачи, которые обычно выпадают из поля зрения административных и технических специалистов. Во-первых, требуется соответствующее расширение имитационного комплекса. Во-вторых (и это главное), выбор архитектуры прикладных систем и их технической реализации должен производиться с учетом необходимости дублирования информационных сервисов и прозрачной для клиентов адресации к работоспособному экземпляру сервиса. Для уменьшения времени отклика системы (как аспекта повышения доступности) целесообразно применять такие меры, как балансировка загрузки между серверами. Все перечисленные проблемы помогает решить программное обеспечение промежуточного слоя (см. [6]).

 

Реализация мер обеспечения доступности, вообще говоря, связана с определенными неудобствами для персонала. Некоторым разработчикам, вероятно, предстоит овладеть новой технологией программирования с использованием ПО промежуточного слоя. При наличии резервного центра системным администраторам и техническим работникам, возможно, придется совершать более или менее длительные поездки. В этой связи в программе доступности должны быть предусмотрены административные меры (в частности, меры поощрения), укрепляющие сознательную дисциплину персонала.

 

 

Операционные регуляторы, относящиеся к обеспечению доступности

 

Данный раздел посвящен мерам, которые ориентированы на людей, а не на технические средства. Именно люди формируют режим информационной безопасности и, в частности, доступности, и они же оказываются главной угрозой.

 

Процедурные меры, направленные на обеспечение безотказности

В этом разделе будут рассмотрены рутинные действия, направленные в первую очередь на обеспечение безотказной работы информационных сервисов.

 

Можно выделить следующие направления повседневной деятельности:

 

  • поддержка пользователей;
  • поддержка программного обеспечения;
  • синхронизация мер обеспечения доступности с жизненным циклом системы;
  • конфигурационное управление.

 

Поддержка пользователей

 

Поддержка пользователей состоит прежде всего в обучении, консультировании и в оказании помощи при решении разного рода проблем.

 

Организация обучения должна обладать тремя свойствами:

 

  • полнота охвата;
  • регулярность;
  • наличие практических занятий.

 

Занятия, особенно практические, должны быть увязаны с существующими регламентами и инструкциями. Практические занятия должны проводиться на имитационном стенде, с отработкой действий как в штатных, так и нештатных ситуациях.

 

Рекомендуемая периодичность учебных курсов — не реже одного раза в год. Как считает известный психолог профессор Ильясов, целесообразно раз в полгода проводить "учения" на имитационном стенде, проверяя и закрепляя практические навыки персонала.

 

В соответствии с рекомендуемой политикой повышения доступности, работа консультационных служб должна быть строго регламентирована и в максимальной степени стандартизована и автоматизирована. Регламент должен касаться общения с пользователем (нужно собрать максимум информации и одновременно успокоить человека), порядка фиксации обращений пользователей и реакции на них. Целесообразно разработать для перечисленных целей стандартные формы. Для автоматизации консультационной службы могут применяться многочисленные системы управления проблемами (Problem Management Tools) и столы справок (Help Desk).

 

Поддержка программного обеспечения

 

Поддержка программного обеспечения — одно из важнейших средств повышения доступности информации. Прежде всего, необходимо контролировать, какое программное обеспечение выполняется на компьютерах. Использование неавторизованных программ или программ с неавторизованными изменениями должно быть запрещено. Особенно это касается клиентских систем. Целесообразно унифицировать операционную среду этих систем и затем централизованно контролировать пользовательские конфигурации, анализируя управляющую информационную базу (Management Information Base — MIB). Подобный контроль следует сделать регулярным и автоматическим.

 

Необходимо хранить эталонные копии авторизованного программного обеспечения вместе с документацией. Должны присутствовать и регулярно использоваться утилиты, контролирующие не только общую конфигурацию, но и целостность всех компонентов программного обеспечения на всех компьютерах ИС.

 

Необходимо наладить централизованное хранение конфигурационных файлов всех компонентов ИС, включая не только компьютеры, но и активное сетевое оборудование. Первое действие, которое следует предпринимать при сбое маршрутизаторов или концентраторов — попытка перезагрузить их с использованием эталонных конфигурационных файлов.

 

Распространение нового программного обеспечения также необходимо производить централизованно, и порядок такого распространения должен быть регламентирован.

 

Синхронизация мер обеспечения доступности с жизненным циклом системы

 

Если синхронизировать меры обеспечения доступности с жизненным циклом сервисов, можно добиться большего эффекта с меньшими затратами.

 

В жизненном цикле информационного сервиса целесообразно выделить следующие этапы:

 

  • Инициация. На этом этапе выявляется необходимость в приобретении или разработке нового сервиса, документируется его предполагаемое назначение.
  • Закупка или разработка. На этом этапе составляются спецификации, прорабатываются варианты закупки, выполняется собственно закупка. В случае разработки, после составления спецификации и проработки вариантов выполняется реализация.
  • Тестирование и установка. Сервис тестируется, после чего передается в опытную эксплуатацию.
  • Пилотная (опытная) эксплуатация. Сервис эксплуатируется в условиях повышенного внимания со стороны служб технической поддержки и/или разработчиков.
  • Штатная эксплуатация. На этом этапе сервис не только работает и администрируется, но и подвергается модификациям.
  • Выведение из эксплуатации. Происходит переход на новый сервис.

 

На этапе инициации оформляется понимание того, что необходимо приобрести (разработать) новый или значительно модернизировать существующий сервис; выполняются прикидки, какими характеристиками и какой функциональностью он должен обладать; оцениваются финансовые и иные ограничения.

 

Следует указать, что свойства безотказности, живучести и обслуживаемости в значительной мере определяются именно на этапе инициализации, при выборе основных принципов и архитектурных решений, закладываемых в основу нового сервиса. Есть лишь еще один этап, способный столь же радикально повлиять на доступность — это этап установки, на котором вырабатываются нормы и порядок эксплуатации сервиса.

 

На этапе закупки (разработки) целесообразно обратить особое внимание на надежность компании-поставщика (разработчика), ее способность обеспечить сопровождение продукта, послепродажное обслуживание, обучение персонала, наконец, на время реакции ее сервисной службы. Все эти моменты должны быть оговорены в контракте на закупку (разработку).

 

Когда продукт закуплен или разработан, его необходимо установить и сконфигурировать и протестировать. Первоначальная установка должна выполняться на имитационном стенде. Следует разработать и утвердить регламент тестирования продукта на стенде, в том числе набор тестовых примеров. Если это возможно, целесообразно привлечь к тестированию пользователей.

 

На имитационном стенде должны моделироваться различные, в том числе нештатные, режимы работы. Помимо собственно работоспособности, должны проверяться полнота регистрационной информации, возможность удаленного контроля за продуктом с использованием имеющихся средств. На стенде необходимо протестировать ситуации отказов и использования средств обеспечения живучести, если таковые имеются, равно как и порядок ручного переключения на резервный экземпляр продукта. Должны быть отработаны процедуры устранения неисправностей и деинсталляции продукта, а также другие регламентные документы, необходимые на этапе эксплуатации.

 

Важным результатом тестирования продукта на имитационном стенде должно стать пополнение базы данных консультационной службы, поддерживающей работу пользователей.

 

Тестирование должно завершаться подготовкой отчета, содержащего описание проведенных действий и их результаты. На основании отчета, с учетом полноты и комплексности тестирования, принимается решение об установке штатного варианта, его конфигурировании и вводе в пилотную эксплуатацию. Для большой организации, где много пользователей и данных, начальная настройка может стать весьма трудоемким и ответственным делом, которое необходимо детально регламентировать.

 

Фаза пилотной эксплуатации также должна быть тщательно регламентирована. Не следует совмещать фазы пилотной эксплуатации сразу нескольких продуктов. Заранее должны быть оговорены ситуации, требующие немедленного выключения и деинсталляции продукта.

 

После успешного завершения пилотной фазы, начинается период штатной эксплуатации — самый длительный и сложный. На этом этапе необходимо контролировать следование регламентам, а также периодическую коррекцию регламентов при изменении условий эксплуатации. Целесообразно не реже одного-двух раз в год проверять действенность используемых средств обеспечения доступности сервисов.

 

При выведении сервиса из эксплуатации следует позаботиться о сохранности обрабатываемых им данных, чтобы гарантировать возможность их импорта в новый сервис.

 

Конфигурационное управление

 

Конфигурационное управление позволяет контролировать и фиксировать изменения, вносимые в программную и (что не менее важно) аппаратную и инфраструктурную конфигурации. Необходимо застраховаться от случайных или непродуманных модификаций, уметь как минимум возвращаться к прошлой, работающей версии. Фиксация изменений позволит при необходимости воспроизвести эти изменения для дублирующих ресурсов и восстановить текущую версию после аварии.

 

Следует регламентировать порядок внесения изменений. Жизненный цикл изменения напоминает цикл нового продукта. На первой фазе (инициация) уполномоченное лицо вносит предложение по изменению текущей конфигурации, после чего определяется круг лиц, которых это изменение затрагивает, и в течение 1-3 недель происходит обсуждение. Затем, когда характер и серьезность изменения точно определены и согласованы, разрабатывается регламент его внесения, назначается ответственный за данное мероприятие. Необходимо предусмотреть не только чисто технические аспекты, но и модификацию консультационной базы данных, информирование пользователей и т.п. Заранее, до внесения изменений, должна быть утверждена процедура их отката, если они по каким-либо причинам окажутся некорректными.

 

Если это предусмотрено регламентом, изменения должны подвергаться тестированию на имитационном стенде. Рекомендуется также явно выделить фазу пилотной эксплуатации, во время которой все, что связано с внесенным изменением, контролируется особенно тщательно и сохраняется возможность быстрого возврата к прежней версии. Само фактически выполненное изменение должно быть тщательно документировано.

 

Необходимо разработать регламент внесения срочных изменений, когда под угрозой находится работоспособность ИС и на согласования нет времени. Следует определить круг лиц, имеющих право санкционировать подобные действия, а также порядок фиксации изменений, информирования о них заинтересованных лиц и обсуждения произведенного действия.

 

Технологию конфигурационного управления необходимо применять и к изменениям в аппаратуре и поддерживающей инфраструктуре. Следует фиксировать все изменения в конфигурации клиентских и серверных компьютеров, в локальной сети, в подключении внешних коммуникаций, в размещении кондиционеров и т.п. Удобно использовать для этой цели карту информационной системы.

 

Процедурные меры, направленные на обеспечение живучести и обслуживаемости

 

Процедурные меры, преследующие цель обеспечения живучести и обслуживаемости, образуют в совокупности набор оперативных мероприятий и регламентов, направленных на обнаружение и нейтрализацию отказов и нарушений доступности. Важно, чтобы в подобных случаях последовательность действий была спланирована и отработана до автоматизма заранее, поскольку меры нужно принимать срочные и скоординированные, а действовать людям придется, возможно, в состоянии стресса.

 

Для обеспечения живучести на процедурном уровне следует предусмотреть избыточность персонала в каждой из критически важных областей (функциональной и территориальной). Подобная избыточность может достигаться за счет наличия резервных специалистов. Целесообразно заключение договоров с родственными организациями о взаимном привлечении персонала в случае возникновения критических ситуаций.

 

Другой способ создания избыточности персонала — овладение смежными профессиями, способность заменить коллегу. Для поддержания этой формы избыточности нужны как образовательные меры, так и меры материального и/или морального поощрения.

 

Резервное копирование

 

Резервное копирование необходимо для восстановления программ и данных, поврежденных в результате отказа. Целесообразно делать как минимум два экземпляра копий. Один из них следует оставлять поблизости, второй хранить в безопасном, по возможности удаленном месте.

 

Регулярно (не реже одного раза в месяц) на имитационном стенде в тестовых целях следует проверять возможность восстановления информации с резервных копий.

 

Реакция на нарушения доступности

 

Реакция на нарушения доступности информационных сервисов преследует две главные цели:

 

  • локализация нарушения и уменьшение наносимого вреда;
  • недопущение повторных нарушений.

 

Для недопущения повторных нарушений необходимо анализировать каждый инцидент, выявлять причины, накапливать статистику, вносить изменения в существующую практику. Заранее все предусмотреть невозможно, поэтому следует запланировать создание рабочей группы (или нескольких групп), анализирующей инциденты и, одновременно, отслеживающей новую информацию в области доступности, рассматривающей новые угрозы, принимающей краткосрочные меры и вырабатывающей рекомендации по корректировке программы повышения доступности с целью принятия долгосрочных мер.

 

При планировании реакции на инциденты важно руководствоваться соображениями унификации и автоматизации. Например, если в число рассматриваемых рисков входит угроза террористического акта, необходимо или снабдить секретарей, принимающих телефонные звонки, формами для фиксации информации о звонящем (содержание разговора, голос, звуковой фон, психологическое состояние и т.п.), или, что предпочтительнее, обеспечить возможность записи телефонного разговора на магнитофон с целью последующего анализа разговора специалистами (что, впрочем, не отменяет необходимости в аннотации стандартной формы к сделанной записи).

 

Необходимо стандартизовать процедуру доклада об инциденте и структуру сообщаемой информации. Координаты лиц, которых следует известить об инциденте, должны быть всегда доступны. На случай отсутствия реакции со стороны должностных лиц определенного уровня, должна существовать процедура эскалации докладов, то есть передачи информации на более высокий уровень.

 

Планирование восстановительных работ

 

Ни одна организация не застрахована от серьезных аварий, вызванных естественными причинами, злым умыслом, халатностью или некомпетентностью. Планирование восстановительных работ, являясь частным случаем проработки реакции на нарушения доступности, позволяет подготовиться к авариям, уменьшить ущерб от них и сохранить способность к функционированию критически важных сервисов.

 

Процесс планирования восстановительных работ можно подразделить на следующие этапы:

 

  • выявление критически важных сервисов, их ранжирование по степени критичности;
  • идентификация ресурсов, необходимых для функционирования критически важных сервисов;
  • определение перечня вероятных аварий;
  • разработка плана восстановительных работ;
  • подготовка к реализации разработанного плана;
  • проверка плана.

 

И при подготовке мер реагирования на нарушения доступности, и при планировании восстановительных работ необходимо проводить измерения, показывающие, за какое время то или иное действие может быть выполнено на практике. Располагая временной метрикой элементарных действий, можно оценивать продолжительность более сложных мероприятий. Если не удается уложиться в отведенное время, нужно или повысить подготовку персонала, или пересмотреть накладываемые ограничения, или разработать альтернативные, возможно, более дорогостоящие процедуры.

 

Неотъемлемой частью восстановительных работ является оценка нанесенного ущерба. Процессы оценки ущерба и принятия решения о последующих действиях следует в максимально возможной степени унифицировать. С помощью карты ИС (компьютерной или печатной) ответственный оценивает состояние критических ресурсов по трехбалльной шкале — не пострадал, поврежден, разрушен. Как составная часть оценки, относящейся к компьютерным ресурсам, может использоваться отчет центра управления ИС.

 

Программно-технические меры

 

Программно-технические меры являются материальной основой работ в области повышения доступности информационных сервисов. Без качественного аппаратного и программного обеспечения, без резервирования аппаратуры, тиражирования программ и данных невозможно добиться приемлемого уровня доступности. Кроме того, необходимо подчеркнуть, что проведение в жизнь большинства административных и процедурных мер осуществляется с использованием соответствующих служебных информационных сервисов (являющихся в данном случае средством автоматизации), которые, в свою очередь, должны обладать свойством высокой доступности. Таким образом, программно-технические меры играют как самостоятельную, так и вспомогательную роли, и обе эти роли представляются отнюдь не второстепенными.

 

Важнейшей мерой повышения доступности, затрагивающей все уровни — административный, процедурный и программно-технический, является применение структурированного подхода, нашеднего наиболее систематическое и законченное воплощение в объектно-ориентированной методологии. Структуризация необходима по отношению ко всем аспектам и составным частям информационной системы — от архитектуры до административных баз данных, на всех этапах ее жизненного цикла — от инициации до выведения из эксплуатации. Структуризация, важная сама по себе, является одновременно необходимым условием практической реализуемости прочих мер повышения доступности. Только маленькие системы можно строить и эксплуатировать как угодно. У больших систем свои законы, которые, как мы уже указывали, впервые осознали программисты около 30 лет назад.

 

Вообще говоря, программно-технические меры повышения доступности усложняют информационную систему, поэтому необходим взвешенный подход к их внедрению; в противном случае события будут развиваться в соответствии с известным законом Мерфи - первой выйдет из строя система повышения доступности. Каждая организация должна взвесить свои возможности, уровень квалификации своих специалистов и выбрать реалистичный набор мер.

 

Далее будут рассмотрены меры повышения доступности, относящиеся в первую очередь к фазе эксплуатации информационных систем, поскольку это представляется наиболее актуальным для большинства читателей.

 

Обеспечение безотказности

 

После того, как на административном уровне приняты решения о принципах построения и архитектуре информационной системы, выполнены закупки и произведена установка аппаратного и программного обеспечения, а на процедурном уровне определен и усвоен персоналом регламент эксплуатации ИС, главным средством обеспечения безотказности на программно-техническом уровне становится проактивное управление всеми компонентами ИС и поддерживающей инфраструктуры.

 

Проактивное управление базируется на постоянном сборе и анализе информации о функционировании ИС. Для реализации этого процесса целесообразно применять программное обеспечение, построенное в архитектуре менеджер-агент и ориентированное на поддержку распределенных разнородных конфигураций. В качестве претендентов на эту роль можно указать семейства продуктов Solstice (Solstice Enterprise Manager и ассоциированные продукты) компании SunSoft и OpenView компании Hewlett-Packard. Одним из важных достоинств этих решений является возможность дублирования центра управления.

 

Информация, которая собирается в центре управления, не должна ограничиваться чисто компьютерными параметрами. Не менее важны параметры окружающей среды, такие как качество электропитания, температура и влажность в серверной комнате. Например, выход из строя кондиционера, если не предпринять немедленных мер, может повести к серьезным авариям вычислительной техники.

 

Системы управления допускают задание программируемых реакций на определенные события, такие как выход отслеживаемого параметра за допустимые пределы. Данная возможность автоматизации анализа регистрационной информации должна использоваться максимально широко.

 

По результатам анализа может быть принято решение об оптимизации ИС, об установке дополнительного оборудования или о ремонте компонентов, работающих неустойчиво.

 

Для проведения в жизнь политики безопасности вообще и политики повышения доступности в частности в рамках развитых ИС целесообразно использовать интегрирующие окружения, такие как CA-Unicenter компании Computer Associates или Tivoli Management Environment (TME) компании Tivoli Systems. Эти окружения позволяют управлять пользователями, программным обеспечением, потоком работ посредством интуитивно понятного графического интерфейса.

 

Централизованное резервное копирование, в том числе для клиентским рабочих мест, проводимое в соответствии с утвержденным расписанием, повышает доступность данных. Перечисленные интегрирующие окружения позволяют единообразно осуществлять копирование с автоматическим учетом специфики обслуживаемых сервисов (например, СУБД) без необходимости приостанавливать последние, но с сохранением целостности информации.

 

Балансировка загрузки, ее равномерное распределение по наличным ресурсам, является еще одним важным инструментом повышения безотказности. Избегать пиковых нагрузок — значит продлить срок службы оборудования и уменьшить вероятность проявления программных ошибок. Балансировка может осуществляться организационными мерами на основании анализа регистрационной информации, однако предпочтительнее использовать для этой цели программное обеспечение промежуточного слоя.

 

Консультационная служба является средством повышения безотказности работы пользователей, а также обслуживающего персонала. Для автоматизации консультационной деятельности можно рекомендовать продукты Apriori компании Platinum Technology и Top of Mind компании The Molloy Group.

 

Обеспечение живучести

 

Основным приемом обеспечения живучести является резервирование аппаратуры, программ и данных. Это верно и "в малом", для отдельных устройств, когда в них вводят избыточные модули, и для целых ИС, когда для обеспечения живучести создают резервный центр.

 

Аппаратура — относительно статичная составляющая, однако было бы ошибкой полностью отказывать ей в динамичности. В большинстве организаций информационные системы находятся в постоянном развитии, поэтому на протяжении всего жизненного цикла ИС следует соотносить все производимые изменения с необходимостью обеспечения живучести.

 

Программы и данные более динамичны, чем аппаратура, и резервироваться они могут постоянно, при каждом изменении, после завершения некоторой логически замкнутой группы изменений или по истечении определенного интервала времени.

 

Резервирование программ и данных может выполняться многими способами — за счет зеркалирования дисков, резервного копирования и восстановления, репликации баз данных и т.п. Будем использовать для всех перечисленных способов термин "тиражирование". В следующем пункте сделана попытка проанализировать общие свойства тиражирования как средства обеспечения живучести программ и данных.

 

Классы тиражирования

 

Выделяются следующие классы тиражирования:

 

  • Симметричное/асимметричное. Тиражирование называется симметричным, если все серверы, предоставляющие данный сервис, могут изменять принадлежащую им информацию и передавать изменения другим серверам. В противном случае тиражирование называется асимметричным.
  • Синхронное/асинхронное. Тиражирование называется синхронным, если изменение передается всем экземплярам сервиса в рамках одной распределенной транзакции. В противном случае тиражирование называется асинхронным.
  • Осуществляемое средствами сервиса, хранящего информацию/внешними средствами.

 

Современные сервисы, такие как СУБД (см., например, [7], [8]) предоставляют все перечисленные возможности. Рассмотрим, какие из них предпочтительнее.

 

В соответствии с рекомендуемой политикой повышения доступности, следует предпочесть стандартные средства тиражирования, встроенные в сервис.

 

Асимметричное тиражирование идейно проще симметричного (исключены конфликты по изменениям), поэтому целесообразно выбрать асимметрию.

 

Самым трудным является выбор между синхронным и асинхронным тиражированием. Синхронное идейно проще (нет периода рассогласования сервисов, когда транзакция успешно завершилась, но ее результаты еще не протиражированы; если в этот период случится отказ основного сервера, клиент будет считать, что заказанная им операция прошла нормально, однако на резервном сервере ее результаты будут отсутствовать), но его реализация может быть тяжеловесной и сложной, хотя это внутрення сложность сервиса, невидимая для приложений. Асинхронное тиражирование устойчивее к отказам в сети, оно меньше влияет на работу основного сервиса.

 

Чем надежнее связь между серверами, вовлеченными в процесс тиражирования, чем меньше время, отводимое на переключение с основного на резервный сервер, и чем жестче требования к актуальности информации, тем более предпочтительным оказывается синхронное тиражирование. Правда (оговоримся еще раз) необходимо также принимать во внимание особенности конкретных сервисов, апробированность реализации синхронного тиражирования, степень влияния тиражирования на работу пользователей.

 

С другой стороны, недостатки асинхронного тиражирования могут компенсироваться процедурными и программными мерами, направленными на контроль целостности информации в распределенной ИС. Сервисы, входящие в состав ИС, в состоянии обеспечить ведение и хранение журналов транзакций, с помощью которых можно выявлять операции, утерянные при переключении на резервный сервер. Даже в условиях неустойчивой связи с удаленными филиалами организации, подобная проверка в фоновом режиме займет не более нескольких часов, поэтому асинхронное тиражирование может рассматриваться как кандидат на использование практически в любой ИС.

 

Асинхронное тиражирование может производиться на сервер, работающий в режиме горячего резерва, возможно, даже обслуживающего часть пользовательских запросов, или на сервер, работающий в режиме теплого резерва, когда изменения периодически накатываются, но сам резервный сервер запросов не обслуживает.

 

Достоинство теплого резервирования в том, что его можно реализовать, оказывая меньшее влияние на основной сервер. Это влияние вообще может быть сведено к нулю, если асинхронное тиражирование осуществляется путем передачи инкрементальных копий с основного сервера (резервное копирование необходимо осуществлять в любом случае). Второе достоинство теплого резерва состоит в том, что его можно использовать как часть имитационного стенда и отрабатывать на нем технические и процедурные решения в условиях, максимально приближенных к реальным.

 

Основной недостаток теплого резерва состоит в относительном большом времени включения, что может быть неприемлемо для "тяжелых" серверов, таких как кластерная конфигурация сервера СУБД. Здесь необходимо проведение измерений в условиях, близких к реальным.

 

Второй недостаток теплого резерва вытекает из опасности малых изменений, связанных, например, с использованием резерва в составе имитационного стенда. Может оказаться, что в самый нужный момент срочный перевод резерва в штатный режим невозможен.

 

Учитывая приведенные соображения, следует в первую очередь рассматривать возможность горячего резервирования, либо тщательно контролировать использование теплого резерва и регулярно (не реже 1 раза в неделю) проводить пробные переключения резерва в горячий режим.

 

Программное обеспечение промежуточного слоя

 

Обоснование целесообразности использования программного обеспечения промежуточного слоя (ПО ПС) является одним из существенных моментов настоящей работы. Причина состоит в том, что с помощью ПО ПС можно для произвольных прикладных сервисов добиться высокой живучести с полностью прозрачным для пользователей переключением на резервные мощности.

 

Основные черты ПО ПС подробно описаны в работе [6] на примере монитора транзакций Tuxedo System, принадлежащего ныне компании BEA Systems. В качестве других решений ПО ПС могут использоваться продукты компании Teknekron, Orbix компании Iona Technologies, семейство продуктов компании Isis Distributed Systems. Допустима и комбинация перечисленных средств, когда Orbix обеспечивает работу в распределенной объектно-ориентированной среде, а Isis — высокую готовность.

 

Перечислим основные достоинства ПО ПС, существенные для обеспечения доступности.

 

  • ПО ПС уменьшает сложность создания распределенных систем. Подобное ПО берет на себя часть функций, которые в локальном случае выполняют операционные системы.
  • ПО ПС берет на себя маршрутизацию запросов, позволяя тем самым обеспечить живучесть прозрачным для пользователей образом.
  • ПО ПС осуществляет балансировку загрузки вычислительных мощностей, что также способствует повышению доступности данных.
  • ПО ПС в состоянии осуществлять тиражирование любой информации, а не только содержимого баз данных. Следовательно, любое приложение можно сделать устойчивым к отказам серверов.
  • ПО ПС в состоянии отслеживать состояние приложений и при необходимости тиражировать и перезапускать программы, что гарантирует живучесть программных систем.
  • ПО ПС дает возможность прозрачным для пользователей образом выполнять переконфигурирование (и, в частности, наращивание) серверных компонентов, что позволяет масштабировать систему, сохраняя инвестиции в прикладные системы. Стабильность прикладных систем - важный фактор повышения доступности данных.

 

Обеспечение обслуживаемости

 

Для обеспечения обслуживаемости рекомендуется ориентироваться на решения модульной структуры с возможностью автоматического обнаружения отказов, динамического переконфигурирования аппаратных и программных средств и замены отказавших компонентов в горячем режиме.

 

Динамическое переконфигурирование преследует две основные цели:

 

  • изоляция отказавших компонентов;
  • сохранение работоспособности сервисов.

 

Изолированные компоненты образуют зону риска реализованной угрозы. Чем меньше эта зона, тем выше обслуживаемость соответствующих сервисов. Так, при отказах блоков питания, вентиляторов и/или дисков в современных серверах зона риска ограничена ровно отказавшим компонентом; при отказах процессорных модулей весь сервер может потребовать перезагрузки (что может означать дальнейшее расширение зоны риска). Очевидно, в идеальном случае зоны поражения и риска совпадают, и современные серверы и активное сетевое оборудование, а также программное обеспечение ведущих производителей весьма близки к этому идеалу.

 

Возможность программирования реакции на отказ также повышает обслуживаемость систем. Каждая организация может выбрать свою стратегию реагирования на отказы тех или иных аппаратных и программных компонентов и автоматизировать эту реакцию. Так, в простейшем случае возможна отправка сообщения системному администраторы по электронной почте и/или на пейджер, чтобы ускорить начало ремонтных работ; в более сложном случае может быть реализована процедура "мягкого" выключения (переключения) сервиса, чтобы упростить обслуживание.

 

Возможность удаленного выполнения административных действий — важное направление повышения обслуживаемости, поскольку при этом ускоряется начало восстановительных мероприятий, а в идеале все работы (обычно связанные с обслуживанием программных компонентов) выполняются в удаленном режиме, без перемещения квалифицированного персонала, то есть с высоким качеством и в кратчайшие сроки. Для современных систем возможность удаленного администрирования — стандартное свойство, но важно позаботиться о его практической реализуемости в условиях разнородности конфигураций (в первую очередь клиентских). Централизованное распространение и конфигурирование программного обеспечения, управление и диагностирование компонентов информационной системы — надежный фундамент технических мер повышения обслуживаемости.

 

Целесообразно заключить договоры с компаниями, способными осуществлять сервисное обслуживание с высоким качеством и в кратчайшие сроки (порядка нескольких часов). Каждый компонент ИС должен входить в сферу действия подобного договора. Здесь имеются в виду не только компьютерные ресурсы, но и поддерживающая инфраструктура — электропитание, водоснабжение, кондиционирование, связь и т.п. В этой связи разумно использовать карту ИС, в которой с каждым компонентом связана история его "жизни" — установка, переконфигурирование, ремонт и прочие действия. Зная предысторию, проще планировать ремонтные мероприятия.

 

Необходимо создать целостный набор диагностического и тестового программного обеспечения, позволяющего контролировать состояние ИС после ремонта (ведущие компании-поставщики такими наборами располагают). Тестирование после обслуживающих мероприятий позволит убедиться в том, что доступность сервисов действительно восстановлена.

 

Резервный вычислительный центр

 

Важным и весьма радикальным средством повышения живучести и обслуживаемости информационных систем по отношению к угрозам поддерживающей инфраструктуре является создание резервного вычислительного центра (РВЦ).

 

Лет пятнадцать-двадцать назад террористические акты или угрозы их осуществления казались чем-то абсолютно нереальным. Вероятность крупномасштабного отключения электроэнергии или водоснабжения можно было считать пренебрежимо малой (по крайней мере, в Москве). Увы, сейчас, на рубеже третьего тысячелетия, никто не застрахован от катаклизмов, способных надолго вывести из строя всю производственную площадку организации или сделать невозможным доступ персонала. В то же время (к сожалению для поставщиков услуг), несмотря на общую нестабильность, потребители успели привыкнуть к относительно высоким стандартам обслуживания (повторимся — по крайней мере в Москве). Все это, с одной стороны, предъявляет жесткие требования к доступности всех сервисов, в том числе информационных, а, с другой стороны, существенно усложняет задачу обеспечения высокой доступности. В случае сколько-нибудь глобальных катаклизмов локальные меры обеспечения живучести и обслуживаемости бессильны. Единственный выход состоит в организации территориально удаленного РВЦ, способного при необходимости предоставить критически важные информационные сервисы.

 

В соответствии с общим подходом, развитым в Разд. Живучесть и зоны риска, РВЦ должен располагаться за пределами зон поражения, затрагивающих основную производственную площадку. В типичных российских условиях для этого достаточно организовать РВЦ в удаленном районе того же города, где находится основная площадка. Если в число рассматриваемых угроз входят землетрясения, наводнения, ураганы и т.д., удаленность РВЦ должна быть большей.

 

В РВЦ необходимо поместить ресурсы (аппаратура, программы, данные, поддерживающая инфраструктура, персонал), достаточные для работы в случае выхода из строя основной площадки. Кроме того, потребители информационных сервисов организации должны располагать линиями связи с РВЦ и технической возможностью переключения на него.

 

Можно представить себе три реальные схемы создания и поддержания РВЦ. В первом случае организация монопольно владеет резервным центром. Возможно, в роли такого центра выступает один из крупных филиалов, близкий по своему оснащению к основной площадке.

 

Во втором случае группа компаний, обладающих близкими информационными платформами и расположенных в разных районах, создает совместный РВЦ.

 

В принципе возможен и третий вариант, когда компания специализируется на создании и сдаче в аренду резервных центров, но пока в российских условиях он представляется проблематичным.

 

Создание РВЦ и отработка процедуры переключения на него (равно как и процедуры возвращения к штатному режиму работы) требуют решения многочисленных административных и технических проблем. Тем не менее, когда организация достигает определенных масштабов, а ее услуги становятся по-настоящему популярными, она уже не может позволить себе длительных перерывов в обслуживании клиентов, даже если эти перерывы вызваны внешними причинами.

 

Многие западные компании имеют или создают резервные вычислительные центры. К их числу принадлежит Sun Microsystems, детальнейшим образом регламентировавшая действия до, во время и после событий, способных вывести из строя штаб-квартиру компании. В свою очередь, крупнейшие консультационные компании в качестве одной из услуг предлагают помощь в организации РВЦ. Можно предположить, что со временем число отечественных организаций, нуждающихся в РВЦ и активно прорабатывающих вопросы их создания, будет довольно быстро расти.

 

Заключение

 

Несмотря на то, что в настоящее время важность вопросов обеспечения доступности информационных сервисов очевидным образом недооценивается, нет сомнений в том, что положение весьма скоро начнет меняться. Ряд организаций уже понесли крупные финансовые потери вследствие нарушения работоспособности своих систем; еще несколько подобных случаев, и все поймут, что "гром грянул".

 

Чтобы меры по обеспечению доступности были эффективными, они должны распространяться на все уровни — административный, процедурный, программно-технический, охватывать весь жизненный цикл информационной системы, все ее компоненты — поддерживающую инфраструктуру, аппаратуру, программы, данные, персонал, пользователей. Необходимо позаботиться обо всех аспектах доступности — безотказности, живучести, обслуживаемости.

 

Положения, сформулированные в данной работе, могут служить концептуальной основой при решении проблемы обеспечения доступности информационных сервисов, предоставляемых или используемых организациями. Разумеется, эти общие положения при практическом использовании должны быть дополнены разработкой конкретных административных, процедурных и программно-технических мер.

 

Литература

 

  1. Владимир Галатенко -- Информационная безопасность -- JetInfo, 1-3, 1996
  2. Владимир Липаев -- Программно-технологическая безопасность информационных систем -- JetInfo, 6-7, 1997
  3. H Kern , R. Johnson , M. Hawkins , W. Kennedy -- Managing the New Enterprise -- SunSoft Press, 1996
  4. Н Шишонок , Л Барвинский -- Основы теории надежности и эксплуатации радиоэлектронной техники -- М.: Советское радио, 1964
  5. R Butler -- The Infeasibility of Experimental Quantification of Life-Critical Software Reliability -- Software Engineering Notes, v. 16, n. 5, pp. 66-76
  6. Глеб Ладыженский -- Tuxedo System — ключевой компонент корпоративных информационных систем -- JetInfo, 14-15, 1996
  7. Н. Вьюкова -- Информационная безопасность систем управления базами данных -- СУБД, 1, 1996
  8. Oracle7 Server Distributed Systems, Release 7.3 -- Oracle Corporation, 1996

Уведомления об обновлении тем – в вашей почте

Обеспечение непрерывности деятельности организации в нештатных ситуациях

Концепция, методы и средства обеспечения непрерывности бизнеса (Business Continuity Planning – BCP) и восстановления деятельности после бедствий (Business Disaster Recovery – BDR) широко известны и апробированы на Западе.   Технология ...

«Нам важен каждый клиент, мы стремимся, чтобы он получил качественный сервис»

Николай Яшин рассказал о том, какое место непрерывность бизнеса занимает в компании «ЛУКОЙЛ-Интер-Кард»

Этюды об управлении непрерывностью бизнеса (часть 2)

Первый – этап творческий, когда создается что-то новое, еще неизвестное. И второй – этап рутинный, когда активное созидание сменяется кропотливой работой по поддержанию в работоспособном состоянии всего того, что было создано на первом этапе.

Непрерывность бизнеса. Подходы к использованию нового Указания ЦБ РФ 21946У: поиск «золотой середины»

Выход нового указания послужил причиной появления множества вопросов относительно необходимости и глубины внесения изменений в уже имеющуюся документацию в части внутреннего контроля и управления непрерывностью бизнеса (НБ) кредитных организаций, которая требовались ранее в Положении 242-П

«В обеспечении непрерывности бизнеса главное слово – "бизнес"!»

Виталий Задорожный, Сбербанк, поделился своим 10-летним опытом в области обеспечения непрерывности бизнеса

Построение многоуровневых систем хранения данных: роль Networked Storage Controller

Опыт работы компании «Инфосистемы Джет», подтверждая общие тенденции в области программных и аппаратных средств хранения информации, свидетельствует о том, что традиционные системы хранения данных (СХД) уже не могут в полном объеме удовлетворять ...

Оптимизация затрат на инфраструктуру хранения

Непрерывность бизнеса – одно из ключевых условий успешного функционирования любой современной компании.

Менеджмент непрерывности бизнеса, или Анализ ГОСТ Р 53647.4-2011/ISO/PAS 22399:2007

Несколько лет назад в подмосковном офисе одной из российских компаний произошла разгерметизация газовой системы пожаротушения. Ситуация создала серьезную угрозу для жизни и здоровья людей.

Консалтинг в области информационной безопасности

Консалтинг в области информационной безопасности представляет собой комплекс услуг, оказываемых компанией-консультантом заказчику с целью определения ..

Спасибо!
Вы подписались на обновления наших статей
Предложить
авторский материал





    Спасибо!
    Вы подписались на обновления наших статей
    Подписаться
    на тему







      Спасибо!
      Вы подписались на обновления наших статей
      Оформить
      подписку на журнал







        Спасибо!
        Вы подписались на обновления наших статей
        Оформить
        подписку на новости







          Спасибо!
          Вы подписались на обновления наших статей
          Задать вопрос
          редактору








            Оставить заявку

            Мы всегда рады ответить на любые Ваши вопросы

            * Обязательные поля для заполнения

            Спасибо!

            Благодарим за обращение. Ваша заявка принята

            Наш специалист свяжется с Вами в течение рабочего дня