Курсовая работа: Комплексная защита типовой локальной вычислительной сети
Потери информации в результате отказов компьютеров и их компонентов происходят довольно часто. Однако почему многие организации не обращают на это должного внимания, не предпринимая никаких усилий для предотвращения потерь в результате, например, скачков и отключений электроэнергии, пожаров и т.д.
Ниже мы рассмотрим, что следует считать обязательным для рассматриваемой нами типовой организации с точки зрения данной проблемы.
Надежность сервера
Надежность является одним из самых важных критериев выбора сервера. В серверах, по сравнению с обычными ПК, надежности аппаратных компонентов уделяется значительно большее внимание. Они проходят более тщательный отбор и тестирование, ведь выход из строя сервера приведет к прекращению работы десятков пользователей. Сейчас для серверов нередко используют технологии, которые ранее были привилегией корпоративных машин.
По данным статистики, наиболее часто выходят из строя механические детали, в первую очередь дисководы и вентиляторы. Блоки питания, микросхемы оперативной памяти, контроллеров и сетевых плат ломаются реже. Поломки центральных процессоров (если это не связано с проблемами охлаждения) случаются редко.
Следовательно, меры по повышению надежности должны быть сконцентрированы на самых уязвимых компонентах.
Для исключения проблем с охлаждением в серверах устанавливают избыточные вентиляторы. Но это характерно для машин старшего и отчасти среднего уровня. Более того, при выходе из строя вентилятора серверы солидных производителей способны генерировать сигналы тревоги. Некоторые модели серверов при превышении порогового значения температуры автоматически отключаются, чтобы не было более тяжких последствий.
Самым популярным способом повышения надежности дисковой подсистемы является применение массивов RAID с горячей заменой дисков, особенно по спецификации RAID-5 и RAID-3. Более изощренные и надежные спецификации, такие, как RAID-53, не нашли применения в системах начального и среднего уровня.
К сожалению, применение массивов RAID далеко не всегда гарантирует надежность дисковой подсистемы. Особенно это касается самых современных дисковых накопителей SCSI с частотой вращения 10 000 об/мин. Дело в том, что подобные диски очень сильно нагреваются в процессе работы (до 70 градусов Цельсия). За эту особенность их иногда называют утюгами. Если дисководы размещены в посадочных слотах близко друг от друга, то из-за плохой вентиляции они часто выходят из строя. Поэтому последние версии SCSI-дисков лучше устанавливать с зазором между ними. Некоторые, хотя далеко не все дисководы снабжаются собственными вентиляторами.
Все системы старшего уровня и многие среднего уровня допускают установку дублированных блоков питания (обычно данная опция предоставляется факультативно). Однако большинство администраторов не видит в этом необходимости. И, наверное, зря. Если к каждому блоку питания подключить собственный источник бесперебойного питания, то это значительно уменьшит для серверов возможность потери электропитания при выходе из строя как блока питания, так и ИБП.
Во многих серверах (даже начального уровня) устанавливают микросхемы оперативной памяти с коррекцией ошибок (ECC). Но реально фирменные микросхемы солидных производителей редко выходят из строя в процессе работы сервера (что привело бы к запуску механизма коррекции ошибок). Обычно микросхемы выходят из строя при перевозке или при установке в сервер, т. е. до начала его работы. К тому же память ECC слишком дорога. В большинстве своем для серверов годятся обычные микросхемы памяти с контролем четности. Но для критических применений (там, где недопустимы перерывы в работе сервера) лучше перестраховаться и использовать память ECC.
Рекомендации по выбору серверов
Как правило, выбор серверов для организации – непростая задача. Выбор зависит от функций сервера, от требуемого уровня его надежности, от финансовых возможностей организации и т.п. Тем не менее, существует несколько общих моментов с точки зрения защищенности информации, хранимой на сервере и его надежного функционирования.
1.Следует рассмотреть возможность покупки «фирменных» серверов таких производителей, как Compaq, Dell, IBM и т.п. Если клиентские машины могут быть дешевыми, неизвестно какой сборки, то к выбору сервера следует подойти более ответственно. Даже если сервер будет стоить в несколько десятков раз дороже типичной клиентской машины, это окупится его более высокой надежностью и производительностью. В том случае, если покупка дорогой машины невозможна, следует выбирать компоненты с повышенной надежностью, в первую очередь – жесткие диски, материнские платы, устройства бесперебойного питания.
2.Для файловых серверов и серверов баз данных просто необходимы устройства резервного копирования. Здесь трудно дать какие-либо конкретные рекомендации, так выбор средств резервного копирования зависит от объемов хранимых данных. Обычно резервное копирование осуществляют на магнитные ленты или МО-диски.
3.Для серверов желательны схемы с избыточностью компонентов. Рекомендуется применять схемы с зеркалированием или дублированием дисков, тем более что Windows NT позволяет реализовать некоторые уровни RAID программно. Для повышенных требований к скорости дублирования можно рассмотреть возможность применения аппаратных контролеров RAID. Кроме того, если в качестве сервера организация использует не обычный компьютер, то рекомендуются схемы с несколькими вентиляторами и двумя блоками питания.
4.Следует по возможности применять диски SCSI.
5.Источник бесперебойного питания для сервера просто необходим. Рекомендации по его выбору приведены ниже.
6.В случае, если предъявляются специальные требования, рассмотрите сервера с возможностью «горячей» замены компонентов, памятью ECC и т.п. К сожалению, Windows NT 4.0 очень слабо поддерживает возможность “горячей” замены.
Рекомендации по выбору клиентских машин
Для клиентских машин необходимо использовать сетевые фильтры типа Pilot, особенно там, где есть лазерные принтеры. Источники бесперебойного питания – еще более лучший выбор.
Частой ошибкой является покупка дешевой материнской платы. Рекомендуется брать платы среднего или высокого ценового диапазона.
Источники бесперебойного питания
Если условия подачи электричества нестабильны - например, если оборудование подвергается постоянным отключениям (12 и более раз в год) или ему больше 10 лет - сеть оказывается сильно уязвимой со стороны электропитания. В такой ситуации следует подумать о повышении степени защиты (количество и тип защищаемых компонентов сети), а также о типе развертываемых ИБП. Более высокий уровень защиты необходим также в случае, когда повседневная жизнь организации зависит в значительной степени от работы сети.
Потребность защиты станций-клиентов и других сетевых устройств зависит от характера конкретной сетевой среды. В общем случае источник питания клиентской рабочей станции обеспечивает адекватную защиту электропитания. Однако, если в клиентской среде выполняются важные приложения типа расчета платежной ведомости, мониторинга ухода за больными и учета продаж, им может потребоваться защита средствами ИБП, особенно если программное обеспечение клиента локально запоминает в оперативной памяти данные, используемые для последующей обработки. При решении вопроса о защите концентраторов и коммутаторов выясните, насколько критичен каждый компонент для общего функционирования сетевой структуры. Если уж вам нужно защищать клиентов, то следует также защитить и сетевую магистраль для сохранения взаимодействия между клиентами и сервером. Даже если вы решите не защищать клиентов, все равно стоит обдумать возможность установки ИБП для обеспечения электропитания магистрали, тем более, если серверам необходимо сопряжение посредством сети. Но предположим, вы сочли, что острой нужды в защите станций-клиентов и устройств на магистрали сети средствами ИБП все-таки нет, - тогда, по крайней мере, обеспечьте их защиту с помощью предохранителей и регуляторов напряжений.
Как только вы определили, какие компоненты следует защищать, нужно также принять решение о типах развертываемых ИБП. Для выбора имеются три типа устройств: автономные, интерактивные или линейно-интерактивные. Все типы ИБП обеспечивают базовые функции защиты, однако более изощренные интерактивные и линейно-интерактивные системы предоставляют средства для компенсации отклонений напряжения. Повторимся, тип выбираемого ИБП зависит от капризов электропитания конкретной среды и чувствительности компонентов сети и циркулирующей в ней информации.
Автономные ИБП обеспечивают минимальную защиту сетевых устройств только на случай отключения питания. Исчезновение напряжения приводит к активизации батарей автономного ИБП, тем самым обеспечивая работу оборудования до исчерпания заряда аккумуляторов. Являясь, по сути дела, только резервным источником питания, эти устройства дешевле двух других типов ИБП. Если электропитание оборудования хорошего качества, то автономные ИБП способны предоставить необходимый уровень защиты.
Автономный ИБП защищает аппаратные компоненты только от исчезновения напряжения, при этом питание осуществляется от батарей ИБП. Продолжительность времени, в течение которого ИБП может обеспечивать работу защищаемого оборудования, зависит от емкости батареи. Интерактивные ИБП - наиболее дорогие устройства бесперебойного питания - защищают критически важное оборудование посредством непрерывной регенерации синусоидальной волны источника питания. Эта операция аналогична функции, выполняемой повторителем, получающим и регенерирующим цифровые сигналы перед дальнейшей их отправкой по каналу связи. По существу, эти устройства "очищают" напряжение, подаваемое компонентам сети. Интерактивные ИБП обеспечивают питание защищаемых ими устройств при любых условиях и непрерывно перезаряжают свои батареи; они всегда готовы среагировать на проблемы, связанные с подачей питания. Интерактивные ИБП также улучшают качество источника питания за счет регулировки напряжения, что необходимо в случае, если планируется использовать резервные генераторы.
Интерактивные ИБП, наилучшим образом приспособленные для поддержки особо важных компонентов сети, подают энергию защищаемым устройствам при всех условиях и "очищают" электрический ток путем постоянной регенерации синусоидальной волны источника питания.
Линейно-интерактивный ИБП представляет собою гибрид интерактивных и автономных ИБП. При нормальной работе инвертор фильтрует ток в цепи, подаваемый на вход защищаемого устройства, и поддерживает батареи в полностью заряженном состоянии. Если напряжение пропадает, инвертор выполняет обратную операцию, преобразовывая постоянный ток батареи в переменный. Линейно-интерактивные модели ИБП лучше всего приспособлены для поддержки не особенно важных элементов сети, например файловых и принт-серверов.
Линейно-интерактивные ИБП сохраняют свои батареи в заряженном состоянии посредством фильтрации тока в цепи защищаемых устройств. Когда напряжение пропадает, инвертор ИБП преобразует постоянный ток в переменный, обеспечивая подачу резервного напряжения к защищаемым компонентам.
Если ИБП больше десятка, то эффективный способ их контроля и управления насущно необходим. К счастью, большинство производителей ИБП предоставляет вместе со своими системами управляющее ПО. Управляемые источники бесперебойного питания обычно называются интеллектуальными (smart). Подобные устройства могут регистрировать события, непрерывно контролировать качество энергоснабжения, сообщать о состоянии батарей и выполнять другую диагностику. Они также автоматически выгружают с сервера операционную систему в случае, когда продолжительность отсутствия напряжения превышает время автономной работы ИБП. С помощью управляющего ПО при отключении питания работу сети можно автоматически свертывать. При продолжительных перерывах в питании программное обеспечение должно автоматически оповещать пользователей и технический персонал, сохранять открытые файлы и закрывать приложения до остановки пострадавшего сервера.
В зависимости от производителя программное обеспечение управления питанием выдает предупреждения в виде звуковых сигналов, электронной почты и пейджинга. Некоторые пакеты позволяют перепрограммировать сообщения, посылаемые пользователям и/или техническому персоналу. Чтобы эти системы работали правильно, программное обеспечение управления питанием должно быть полностью совместимым с вашей сетевой ОС. Большинство производителей поддерживают системы NetWare и Windows NT.