Разработка отказоустойчивой конфигурации серверной инфраструктуры

secondInterface — имя Ethernet-соединениярезервнойлинии.pingTo1 и $pingTo2 — IP-адреса ресурсов. pingCount — количество пингов на каждый IP-адрес.stableConnectFrom — процентное соотношение для определения стабильности Интернет-канала. В данном случае при потере свыше 30% пакетов (`$pingStatus < $stableConnectFrom) будет произведено переключение канала на резервный. prefix — Будет использоваться для вывода логов.$firstInterfaceName — переменная, в которую запишется имя интерфейса. При изменении дистанции без очистки ARP таблицы будут возникать ошибки и так как в коде есть несколько мест, откуда необходимо вызвать очистку данной таблицы, написана отдельная для этого функция: local clearArp do={ :local dumplist [/iparp find] :foreachi in=$dumplist do={ /iparp remove $i } :log info ($prefix. «ARPcleaned»);}Функция, отвечающая за переподключение PPPoE-соединения:# Function to reconnect PPPoE connection: local reconnectPPPoE do={ /interface pppoe-client set $nameInterface disable=yes; :delay 1s; /interface pppoe-client set $nameInterface disable=no;}Функция переподключения соединения создана. Перед основной частью добавлена функция проверки на случай если интерфейс выключен, или дистанция неправильная. Проверка, активны ли интерфейсы и если нет — они включаются:# Check FIRST interface/interface pppoe-client { :if ([get $firstInterface disable] = true) do={ set $firstInterface disable=no; :delay 5s; }}# Check SECOND interface/interface ethernet { :if ([get $secondInterface disable] = true) do={ set $secondInterface disable=no; }}Проверкавыставленнойдистанции:/ip route { # Set objects to variables: set firstInterface [find dst-address="0.

0.0. 0/0″ gateway=$firstInterfaceName]; :set secondInterface [find dst-address="0.

0.0. 0/0″ gateway=$secondInterfaceName]; # Check routes: if ([get $firstInterface distance] ≠ 2) do={ set $firstInterface distance=2; :log info ($prefix. «Distance for ». $firstInterfaceName. «corrected»); } :if ([get $secondInterface distance] ≠ 1 && [get $secondInterface distance] ≠ 3) do={ set $secondInterface distance=3; :log info ($prefix. «Distance for ». $secondInterfaceName. «corrected»); }Чтоделаетскрипт:

Вначале он присваивает переменным объекты для каждого из маршрутов, затем проверяется дистанция основного маршрута (Main). используется значение «2».После этого проверяется дистанция запасного маршрута — он может принимать значение дистанций либо «1», либо «3». Это упрощает задачу с изменением дистанций, так как нет необходимости изменять дистанцию основного канала. Проверка пингом.

Так как интерфейс может быть неактивен, то в первоначальном условии используем конструкцию не только проверки пинга, но и статуса интерфейса:/ip route { :local pingStatus (([/ping $pingTo1 interface=$firstInterfaceName count=$pingCount] + [/ping $pingTo2 interface=$firstInterfaceName count=$pingCount]) / ($pingCount * 2)) * 100; :if ([get $firstInterface active] = false or $pingStatus < $stableConnectFrom) do={Так как решено ввести процент для выявления стабильности канала, была добавлена локальная переменная `$pingStatus`, в которую производится сохранение процентного соотношения успешных пакетов к общему их числу. Если интерфейс выключен или процент успешных пакетов ниже указанного в переменной `$stableConnectFrom`, считается, что соединение отсутствует.:if ([get $firstInterface active] = false or $pingStatus < $stableConnectFrom) do={ :log info ($prefix. & quot;FIRST NO INTERNET!!!"); # Change distance: if ([get $secondInterface distance] ≠ 1) do={ set $secondInterface distance=1; :log info ($prefix. & quot;Distance for ". $secondInterfaceName .

& quot; changed"); $clearArp;} $reconnectPPPoEnameInterface=$firstInterfaceName; }Вначале выводится лог, что интернета нет, после чего изменяется дистанция резервного канала и чистится таблица ARP, вызвав функцию. После этого вызывается функция переподключения PPPoE-соединения. Так как имя соединения указывается в одном месте, функция написана с учетом принятия переменной, содержащей имя интерфейса. Таким образом, при вызове функции в параметр `nameInterface` передается имя нужного PPPoE-интерфейса.Переключение на основной канал.

На этом-то этапе использована функция `ifelse`:/ip route { :if ([get $firstInterface active] = false or $pingStatus < $stableConnectFrom) do={ } else={ :log info ($prefix. «FIRST INTERNET CONNECTED»);# Change distance: if ([get $secondInterface distance] ≠ 3) do={ set $secondInterface distance=3; :log info ($prefix. «Distance for ». $secondInterfaceName. «changed»); $clearArp;} }3. Настройка системы резервного копирования в условиях ИП Фролов.

В настоящее время информационные ресурсы являются дорогостоящим активом, обеспечивающим возможности нормального функционирования предприятий (организаций). Специфика использования информационных систем связана с необходимостью использования аппаратных ресурсов серверов, которые обеспечивают возможности доступа к информации. Нарушения в функциональности программной и аппаратной частей в хранилищах данных может приводить к длительным остановкам в работе организаций. Таким образом, особую актуальность приобретают вопросы обеспечения бесперебойного функционирования информационных систем путем использования механизмов восстановления функциональности систем с использованием технологий резервного копирования. В условиях ИП Фролов резервному копированию подлежат следующие виды информационных ресурсов [7]: — базы данных программных комплексов (1С: Предприятие, систем учета клиентов, учета оказанных услуг);

— дистрибутивы прикладного программного обеспечения;

— электронные документы;

— серверные операционные системы (включая ресурсы ActiveDirectory);

— криптографические системы. Перечень сохраняемых информационных ресурсов определяется согласно внутренним регламентирующим документам. Резервное копирование официальных и проектных информационных ресурсов осуществляется в целях обеспечения безусловного их восстановления в приемлемые сроки в случае нарушения целостности. Периодичность и способы выполнения резервного копирования информационных ресурсов определяется [8]: их назначением и функциональными особенностями (важностью, изменчивостью и т. д.);особенностями реализующих эти ресурсы программно-аппаратных комплексов. Резервное копирование официальных и проектных ресурсов может выполняться с различной периодичностью: ежедневно, еженедельно, ежемесячно и ежегодно. В зависимости от задач и средств копирования, может выполняться полное, дифференциальное или инкрементальное копирование. Копирование может выполняться как с архивированием данных, так и без архивирования. Для отдельных ресурсов может устанавливаться дополнительная периодичность создания копий, например, до и после выполнения определенного этапа работ. Порядок создания дополнительных копий разрабатывается специализированными подразделениями предприятий, выполняющими функции администрирования и обеспечения информационной безопасности.

Тип используемых для резервного копирования ресурса носителей информации определяется характеристиками аппаратно-программного комплекса, реализующего информационный ресурс. Количество копий (дублей) определяется из необходимости безусловного обеспечения восстановления информационного ресурса в срок, не приводящий к срыву возложенных на организацию основных задач, который определяется в частной инструкции резервного копирования на ресурс или соответствующим разделом программно-эксплуатационной документации [6]. Хранение резервных копий информационных ресурсов осуществляется в соответствии с требованиями утвержденной Инструкции о порядке учёта, хранения и обращения машинных носителей информации. Совместное хранение экземпляров резервных копий информационных ресурсов не допускается. Места хранения копий должны быть рассредоточены по территории организации и определяются конкретной технологической инструкцией или приказом руководителя. За сохранность резервных копий информационных ресурсов устанавливается персональная ответственность работников организации. За выполнение в организации периодического контроля копирования, наличия и условий хранения копий определяется персональная ответственность должностных лиц. На период длительного отсутствия лиц, ответственных за хранение и контроль копий информационных ресурсов, назначаются их дублеры. Лица, персонально ответственные за выполнение копирования ресурсов, хранение копий и контроль, определяются приказом руководителя. Передача копий ресурсов между работниками организации оформляется документально по «Описи машинных носителей информации и документов» или распиской, в которой указываются те же данные, что и в описи. Организация копирования.

Вычислительные средства, использующиеся для дублирования информационного ресурса, по возможностине должны размещаться в одном помещении с комплексом, содержащим дублируемый ресурс. Рекомендуется их размещение в разных зданиях, при невозможности размещения в разных зданиях — на разных этажах одного здания. Инструкция о порядке резервного копирования информационного ресурса, не входящего в общий список, согласовываются с подразделениями, курирующими вопросы защиты информации, подразделением — владельцем ресурса, утверждаются руководством и подлежат актуализации с учетом изменений в составе защищаемых ресурсов, используемых средств, текущих директивных указаний и т. д.Технологической инструкцией в частности определяются:

перечень резервируемых частей информационного ресурса;

периодичность и порядок их копирования;

необходимость и порядок копирования с архивированием;

количество копий и порядок их тиражирования;

требования к хранению резервных копий;

используемые при копировании и тиражировании средства;

порядок документального оформления выполнения копирования (ведения журнала учета копирования информационных ресурсов);порядок использования резервных копий для восстановления целостности информационных ресурсов;

порядок документального оформления факта восстановления ресурса с использованием резервных копий;

порядок актуализации инструкции;

установление персональной ответственности за выполнение копирования, хранение копий и контроля;

другие необходимые положения. Факт выполнения копирования (тиражирования) информационного ресурса отражается в специальном журнале. Для официальных или проектных ресурсов скопированных на дисковый массив, предназначенный для резервного копирования, формируется опись скопированных информационных ресурсов, которая является отдельной страницей журнала, для ресурсов, не включенных в перечень резервного копирования на сменное сетевое хранилище — отдельный раздел журнала. Запись в «Журнале учета копирования информационных ресурсов» оформляется лицами, осуществляющими контроль за созданием резервных копий ресурса и заверяется их подписями. В «Журнале учета копирования информационных ресурсов обязательно заполняются все графы. При необходимости в журнале могут указываться любые иные сведения, необходимые или способные оказать помощь при последующем восстановлении ресурса (использовании копии).Ответственные за резервное копирование (администраторы приложений) обеспечивают процедуры резервного копирования соответствующего ресурса. Корректность механизма создания резервной копии оценивается комиссией в процессе принятия программного комплекса (ПК) в эксплуатацию и фиксируется отдельным пунктом в акте приёма ПК в эксплуатацию. Восстановление ресурса.

Восстановление ресурса с использованием резервных копий производится коллегиально (комиссией) с участием специалистов подразделения, ответственного за эксплуатацию ресурса, подразделений информационных технологий и по защите информации. Состав комиссии определяется приказом руководителя по каждому случаю восстановления ресурса из резервной копии. В состав комиссии обязательно включаются:

назначенные администраторы ресурса;

администраторы защиты (безопасности) информации;

начальники или заместители начальников отделов, отдела — владельца ресурса, специалисты по защите информации. Восстановление ресурса производится в соответствии с программно — эксплуатационной документацией к программному комплексу. Факт выполнения работ по восстановлению ресурса и их результат оформляются актом. Акт утверждается руководителем, копия акта передается в подразделение по защите информации (администратору защиты информации).Тиражирование информационных ресурсов осуществляется в соответствии с согласованным протоколом информационного обмена со сторонней организацией. Протокол информационного обмена со сторонней организацией разрабатывается (согласовывается) в рамках соответствующего двухстороннего соглашения с учетом требований действующего российского законодательства и нормативных (руководящих) документов по обеспечению безопасности информации на предприятии. Порядок выполнения и технология тиражирования определяются частной инструкцией, разрабатываемой в рамках реализации соответствующего соглашения. Факт тиражирования информационного ресурса регистрируется в в соответствующих журналах. Частная инструкция по тиражированию ресурса разрабатывается подразделением, ответственным за эксплуатацию тиражируемого ресурса, с участием управления информационных технологий и согласовывается с подразделением по защите информации. В качестве инструментов по резервному копированию могут использоваться:

встроенные средства администрирования прикладных программных систем;

— специализированное программное обеспечение, позволяющее производить операции резервного копирования по параметрам, задаваемым пользователями;

— встроенные средства операционной системы;

— средства копирования, встроенные в СУБД;

— специально настроенные процедуры архивирования, созданные администраторами системы. В таблице 1 приведен перечень преимуществ и недостатков использования технологий резервного копирования. Таблица 2 — Преимущества и недостатки использования технологий резервного копирования.

Технология резервного копирования Преимущества.

НедостаткиВстроенные средства прикладного ПОВозможность копирования и восстановления данных штатными средствами позволяет обеспечить восстановления данных с минимальной вероятностью потерь информации.

Данный способ копирования применим только к одному информационному ресурсу, копии имеют различный формат, технологии сохранения, сложности с автоматической настройкой копирования.

Специализированное ПО для проведения резервного копирования.

Возможность копирования ресурсов различного типа — от системных и файловых до баз данных и папок, восстановление данных не требует большого количества действий пользователей, возможность использования средств защиты (шифрование, пароль и др.) при проведении резервного копирования Возможные проблемы совместимости с различными форматами СУБД и используемыми механизмами сжатия.

Встроенные средства операционной системы.

Копирование системных настроек штатными средствами, возможность выполнение задач по расписанию, инкрементного копирования.

Нет возможности копирования баз данных.

Средства копирования, встроенные в СУБДВозможность автоматического копирования и восстановления всех баз данных, работающих в конкретной СУБДНет возможности копирования системных и файловых ресурсов.

Процедуры архивирования, настроенные пользователями с использованием архиваторов.

Копирование файловых ресурсов с установленными пользователем настройками, запуск по расписанию.

Ресурсы БД копируются не штатными средствами — нет гарантий корректного восстановления, отсутствие возможности копирования файлов системы.

Рассмотрев основные технологии копирования, можно сделать выводы:

оптимальным решением является использование специализированного ПО для создания резервных копий;

— остальные рассмотренные решения не позволяют восстановить систему в полном объеме;

— комбинация различных способов резервирования увеличивает влияние человеческого фактора и время на проведение операций резервирования. Таким образом, оптимальным решением является использование специализированного ПО для создания резервных копий. При выборе инструмента для автоматизации резервного копирования следует учитывать:

соответствие функционала системы необходимым задачам копирования;

— условия предоставления лицензии;

— совместимость с архитектурой информационной системы предприятия;

— возможность разработки пользовательских скриптов. В качестве инструмента для проведения операций резервного копирования рассмотрим программу RSYNC. RSYNC— программное средство, разработанное для UNIX-подобных систем, выполняющее синхронизацию файлов и каталогов в двух местах с минимизацией используемого трафика, использующее технологии кодирования данных в процессе создания резервных копий. Важное отличие rsync от аналогичных систем программ/протоколов состоит в том, что процесс зеркалирования производится одним потоком в каждом направлении (а не по одному или несколько потоков для каждого файла). RSYNC имеет возможности по резервному копированию или отображению содержимого каталога и копирования файлов, с опциональным использованием сжатия и рекурсию. RSYNC&# 160;— агент, реализующий протокол rsync. По умолчанию использует TCP-порт 873. Программа выпущена под лицензией GNU GPL, rsync является свободным программным обеспечением. Утилитой rsync используются алгоритмы, разработанные австралийским программистом Э. Триджеллом, для осуществления возможности по эффективной передаче объектов (например, файлов) с использованием коммуникационных соединений в тех случаях, когда принимающие компьютеры уже имеют отличающуюся версию данной структуры [2].

Принимающим компьютером производится разделение своей копии файла на неперекрывающиеся куски, имеющие фиксированный размера S, и вычисляется контрольная сумма для каждого из кусков: MD4-хеш и более слабый кольцевой хэш. Далее производится их отправка серверу, с которым проводится синхронизация. Сервер, с которым проводится синхронизация, проводит вычисление контрольных сумм для каждого из кусочков размера S в своей версии файла, в том числе для перекрывающихся кусков. Процесс вычисления производится эффективно вследствие наличия особых свойств кольцевого хэша: если кольцевой хэш байт от n до n + S − 1 равен R, то кольцевой хэш байт от n + 1 до n + S может быть рассчитан исходя из R, байта n и байта n + S без необходимости учёта байтов, лежащих внутри данного интервала. Таким образом, если проведен расчет кольцевого хэш байт 1—25, то для подсчета кольцевого хэша байт 2—26 используются предыдущие значения и байты 1 и 26. Использование rsync эффективно при зеркалировании или резервном копировании клиентских Unix-систем на центральные Unix-серверы с использованием rsync/ssh и обычной учетной записи Unix. С планировщиком задач, таким как cron, возможно организовать автоматизированное основанное на rsyncзеркалирование по защищенному с использованием криптографических каналов между несколькими компьютерами и центральным сервером [2]. На рисунке 1 показан режим настройки резервного копирования средствами rsync. Рисунок 29 — Режим настройки резервного копирования средствами rsyncКак показано на рисунке 27, настройка системы резервного копирования rsync позволяет задавать:

периодичность создания копий, время запуска процесса создания резервной копии;

— настройки каталогов резервного копирования;

— учетную запись пользователя, имеющего права на копирование файловых ресурсов. Процесс копирования средствами RSYNC представляет собой последовательное исполнение команд пользовательского скрипта (рисунок 29).Рисунок 29 — Настройки резервного копирования с помощью скриптов.

Режим администрирования при работе системы RSYNC показан на рисунках 30−31. Рисунок 30 — Режим администрирования при создании резервных копий Рисунок 31 — Режим администрирования при создании резервных копий.

Как показано на рисунке 29, настройки резервирования данных предполагают возможности:

добавления информационных ресурсов для копирования;

— удаление информационных ресурсов из перечня копируемых;

— управление созданными копиями;

— сохранение протокола резервного копирования. Также из режима администрирования возможен запуск процесса копирования. На рисунке 32 показана принципиальная схема архитектуры системы резервного копирования RSYNC. Рисунок 32 — Принципиальная схема архитектуры системы резервного копирования RSYNCКак показано на рисунке 5, процесс копирования производится путем синхронизации данных различных серверов, содержащих объекты копирования с сервером RSYNC. На рисунке 6 показан режим работы с протоколами резервного копирования. Рисунок 34 — Режим работы с протоколами резервного копирования.

К основным особенностям Rsync относятся [2]: Возможность поддержки синхронизации целых деревьев каталогов.

Сохранение символических ссылок, жесткие ссылок, владельцев и права файлов, метаданных и времени создания. Отсутствие необходимости в особых привилегиях.

Возможность передачи файлов одним потоком.

Поддержка RSH, SSH в качестве транспорта.

Поддержка анонимности.

В качестве источника и приемника могут выступать удаленные или локальные каталоги. Например, ssh, rsync, samba сервер или локальные директории. С помощью опций задаются дополнительные параметры rsync. Также, в системе присутствуют возможности частичного копирования, шифрования данных и др.Выводы.

В рамках рассмотрения функционала системы резервного копирования RSYNC показаны основные возможности системы, предполагающие возможности по резервированию систем, управлению созданными резервными копиями, настройкой системы как с помощью средства администрирования, так и с помощью пользовательских скриптов. Таким образом, система RSYNC является функциональным инструментом для администраторов, выполняющих задачи по резервированию системы.

Заключение

.

В ходе выполнения выпускной квалификационной работы были рассмотрены технологии резервирования, а также способы повышения отказоустойчивости в условиях информационной системы ИП Фролов. Были проведены сравнения различных методов резервирования, их преимуществ и недостатков. На основе полученных данных в технической части работы были подробно описаны принципы работы программных и аппаратных средств резервирования, проведено сравнение их эффективности. В рамках рассмотрения технологии аппаратного резервирования было проведено моделирование системы хранения данных на 100 пользовательских подключений. При настройке серверов и серверного оборудования ИП Фролов были применены технологии повышения отказоустойчивости, рассматриваемые в теоретической части. Отказоустойчивость AD сервера была достигнута за счёт его дублирования.

Файловый сервер был спроектирован по кластерной технологии. Был произведен расчёт параметров необходимого ИБП для резервирования электропитания. Была показана схема подключения системы контроля доступа. Для роутера был написан скрипт на MikroTikOS, позволяющий автоматически переключаться на резервного провайдера в случае отказа основного. Таким образом достигнута отказоустойчивость спроектированной системы.

Задачи выпускной квалификационной работы выполнены. В рамках анализа технологий резервного копирования было проведено написание скрипта на RSYNC.

Список использованных источников

.

Электропитание серверов и серверного оборудования. [Электронный ресурс]. Режим доступа:

http://compress.ru/post/20 150 707-ups-review-5-online-modelsИсточники бесперебойного питания IPPON. [Электронный ресурс]. Режим доступа:

http://ippon.ru/404/index.phpТарасов, А. А. Функциональная реконфигурация отказоустойчивых систем [Электронный ресурс]: монография / А. А.

Тарасов. — М.: Логос, 2012.

— 152 с. Агапов, А. В. Обработка и обеспечение безопасности электронных данных [Электронный ресурс]: учеб. пособие / А. В. Агапов, Т.

В. Алексеева, А. В. Васильев и др.; под ред. Д. В.

Денисова. — М.: МФПУ Синергия, 2012. — 592 с3. Бройдо В.

Л., Ильина О. П. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации. — М.: Радио и связь, 2011. — 560 c. Ги, К.

Введение

в локальные вычислительные сети; М.: Радио и связь — Москва, 2011.

— 176 c. Гольдштейн Б. С. Протоколы сети доступа. Том 2; СПб.: БХВ-Петербург, 2009.

— 288 c. Епанешников А. М., Епанешников В. А. Локальные вычислительные сети; М.: Диалог-МИФИ, 2013. ;

224 c. Колбин Р. В. Глобальные и локальные сети. Создание, настройка и использование. М.: Бином.

Лаборатория знаний, 2011. — 815c. Колбин Р. В. Глобальные и локальные сети. Создание, настройка и использование (+ CD).М.: Бином.

Лаборатория знаний, 2012. — 224 c. Ларионов А. М.; Майоров С. А.; Новиков, Г. И. Вычислительные комплексы, системы и сети. М.: Энергоатомиздат, 2014. — 288 c. Мелехин В. Ф., Павловский Е. Г.

Вычислительные машины, системы и сети.М.: Академия, 2010. — 560 c. Мелехин В. Ф., Павловский Е.

Г. Вычислительные системы и сети.М.:Академия, 2013. — 208 c. Олифер В., Олифер Н. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы; СПб.: Питер, 2013. ;

944 c. Олифер В. Г.; Олифер Н. А. Компьютерные сети принципы, технологии, протоколы. СПб: Питер, 2011. — 672 c. Поляк-Брагинский А. Локальные сети.

Модернизация и поиск неисправностей.СПб.: БХВ-Петербург, 2012. — 832 c.Ботт.

Эд, Зихерт Карл Локальные сети и безопасность MicrosoftWindows XP. I nsideOut (+ CD-ROM).- М.: Эком, 2010. — 944 c. Прончев Г. Б., Бухтиярова И. Н., Брутов В.

В., Фесенко В. В. Компьютерные коммуникации. Простейшие вычислительные сети. М.: КДУ, 2009. — 332c.