Построение систем защиты от угроз нарушения доступности

В общем случае обеспечение защиты от угроз нарушения доступности информации реализуется путём создания той или иной избыточности.

Дублирование шлюзов и межсетевых экранов позволяет избежать ситуации, когда связность АС нарушается из-за неисправности узла, представляющего собой «узкое место» — единую точку входа для всего трафика.

Резервное копирование информации является одним из важнейших механизмов, обеспечивающих её доступность и целостность.

Используются следующие методы резервного копирования:

• 1. Полное /full/. В этом случае все без исключения файлы, потенциально подвергаемые резервному копированию, переносятся на резервный носитель.
• 2. Инкрементальное /incremental/. Резервному копированию подвергаются только файлы, изменённые с момента последнего инкрементального копирования.
• 3. Дифференциальное /differential/. Копируются файлы, изменённые с момента полного резервного копирования. Количество копируемых данных в этом случае с каждым разом возрастает.

На практике резервное копирование обычно осуществляется следующим образом: периодически проводится полное резервное копирование, в промежутках — инкрементальное или дифференциальное. Выбор между дифференциальным и инкрементальным резервным копированием осуществляется с учётом требуемых характеристик подсистемы резервного копирования: инкрементальное копирование выполняется быстрее, однако в случае дифференциального копирования легче восстановить оригинал по резервной копии.

Использование RAID-массивов решает задачу оптимального (с точки зрения надёжности и производительности) распределения данных по нескольким дисковым накопителям. Выделяют следующие типы.

RAID-массивов:

Уровень 0.

В данном случае несколько дисков представляются как один виртуальный диск. Защита от сбоев на данном уровне никак не обеспечивается.

— Уровень 1.

Реализуется зеркалирование — идентичные данные хранятся на нескольких (обычно на двух) дисках. Данный вариант обеспечивает надёжную защиту от сбоев носителя, однако является чрезвычайно неэффективным.

— Уровень 2.

Биты данных поочерёдно размещаются на различных дисках; имеются выделенные диски, содержащие контрольные суммы. Для контроля ошибок используется код Хэмминга. Всего используется 39 дисков: 32 с данными и 7 с контрольными суммами. На практике данный уровень используется крайне редко.

— Уровни 3,4.

Байты или блоки данных записываются на различные диски, биты чётности — на выделенный диск.

— Уровень 5.

Данные и контрольные суммы распределяются по всем дискам. Достоинство данного подхода состоит в том, что возможно одновременное выполнение нескольких операций чтения или записи, что значительно повышает общую производительность системы.

— Уровень 7.

Функционирование аналогично массивам уровня 5, дополнительно на аппаратном уровне реализовано представление массива в виде единого виртуального диска. Иногда на практике используются и другие уровни RAID, представляющие собой не стандартизованные комбинации выше перечисленных.

Зеркалирование серверов в целом аналогично зеркалированию дисковых накопителей: идентичные данные в целях защиты от сбоев оборудования записываются на два независимых сервера. Речь в данном случае идёт исключительно о хранении данных.

Дублирование серверов, в свою очередь, позволяет обеспечить полноценную замену сервера в случае его сбоя за счёт передачи управления резервному серверу.

«Само собой самый удобный для информации способ это дублирование серверов, но есть ряд проблем, связанных с удвоенным объёмом информации в связи с дублированием, а хранить её тоже где-то нужно. Да и падение скорости поступления информации, так как скорее всего делается это следующим образом — «Информация ->Буфер памяти->Сервер 1/Сервер 2».

В случае отказа основного сервера, резервный сервер, постоянно синхронизирующийся с основным с использованием failover-связи, оперативно перехватит управление.

Использование кластеров позволяет наиболее эффективно обеспечить балансировку нагрузки между нескольким серверами. Кластером называется группа независимых серверов, управляемых как единая система. В отличие от механизма дублирования, в данном случае все серверы являются активными и принимают полноценное участие в обслуживании запросов клиентов.

Механизмы избыточной маршрутизации позволяют за счёт использования избыточных маршрутизаторов и дополнительных соединений гарантировать возможность передачи информации за пределы АС в случае недоступности части маршрутов.

Вопросы надёжности оборудования в общем случае решаются с привлечением методов теории надёжности. Стоит отметить, что оценка надёжности аппаратных средств вычислительной техники плохо поддаётся формализации, и выбор требуемых механизмов обеспечения надёжности (а это прежде всего резервирование и дублирование аппаратуры) осуществляется исходя из наихудших сценариев возможного развития событий.