Расчетно-пояснительная записка (954104), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

На сегодняшний день сервер является неотъемлемой частью компьютерных сетей организаций. Хотя в большинстве случаев внешне сервер мало чем отличается от самого обычного настольного ПК, он играет очень важную роль в работе организации. В обычные задачи сервера входит управление доступом в интернет, сетевое хранилище данных, защита сети от вирусов и несанкционированного доступа, автоматизация ежедневных задач, управление телефонией, удаленный доступ, почтовый сервер и многие другие. Часто отдельные роли сервера перекладывают на специальные сетевые устройства, такие как Router (управление доступом в интернет), NAS (сетевое хранилище данных). Если задач становится слишком много, часть работы делегируется отдельному серверу, таким образом, в средних организациях работают 2-5 серверов.

Ключевым фактором в работе сервера является отказоустойчивость. Для повышения отказоустойчивости применяется множество технологий, таких как коррекция ошибок памяти (ECC), устанавливаются источники бесперебойного питания (UPS), используются вентиляторы и корпус сервера с возможностью «горячей» замены, устанавливаются резервные блоки питания. Так же, немаловажным фактором является защита от потери данных. Не секрет, что любое оборудование со временем выходит из строя. Не исключение и жесткий диск, а ведь потеря данных может остановить работу компании на продолжительное время. Чтобы выход из строя жесткого диска прошел безболезненно, или совсем незаметно, для организации следует: а) настроить на сервере массив из нескольких жестких дисков (RAID) б) настроить плановое резервное копирование данных (backup) на отдельный жесткий диск или сетевое хранилище.

Резервное копирование данных может осуществляться различными путями, от мощных специализированных инструментов, до простого архиватора.

Организация дисковой подсистемы на уровне RAID-массивов:

RAID-0. Обеспечивает повышение производительности за счет параллельной записи и считывания информации с дисков. Но этот уровень не дает защиты данных.

RAID-1. Используется дублирование дисков (на каждый основной диск приходится свой резервный диск; один контроллер на оба диска) или дисковых подсистем (дублирование дисков вместе с контроллерами). Большой избыток дисков, как недостаток этого уровня.

RAID-3. Отказоустойчивый массив с параллельным вводом/выводом и диском контроля четности. При огромном размере файла поток данных разбивается на блоки на уровне байт и записывается параллельно на все диски массива, кроме диска, который выделен для хранения контрольных сумм, вычисляемых при записи данных. Количество дисков должно быть не менее 3. Если из строя выходит 1 диск, то всю потерянную информацию можно восстановить по контрольной сумме, а если 2 диска, то система выходит из строя. Недостаток уровня в том, что один диск работает, а остальные простаивают.

RAID-5. Отказоустойчивый массив независимых дисков с распределением контрольных сумм. Отличие от RAID-3, в этом массиве нет четко выделенного уровня контрольной суммы. Она двигается по всем дискам. Эффективен, когда размер файла меньше размера блока. Если нужно записать информацию, на это уходит больше времени. Если из строя выходит 1 диск – система восстанавливается;

RAID-6. Отказоустойчивый массив независимых дисков с распределением контрольных сумм, вычисленных двумя независимыми распределенными схемами четности. Этот уровень имеет очень высокую отказоустойчивость, большую скорость считывания (данные хранятся блоками, нет выделенных дисков для хранения контрольных сумм), но из-за большого объема контрольной информации - низкую скорость записи.

RAID-10. Комбинация уровней 1 и 0. Каждый физический диск уровня RAID 0 заменяется массивом RAID 1. Это обеспечивает высокую передачу данных и высокую их сохранность, но значительно ограничивает масштабирование. Запись идет параллельно.

RAID-15. Комбинация уровней 1 и 5. Каждый физический диск уровня RAID 5 заменяется массивом RAID 1. Это обеспечивает высокую передачу данных и высокую их сохранность, но значительно ограничивает масштабирование. Запись идет параллельно.

RAID 6 – Отказоустойчивый массив независимых дисков с двумя независимыми распределенными схемами четности

RAID 6 — это отказоустойчивый массив независимых дисков с распределением контрольных сумм, вычисленных двумя независимыми способами. Этот уровень во многом схож с RAID 5. Только в нем используется не одна, а две независимые схемы контроля четности, что позволяет сохранять работоспособность системы при одновременном выходе из строя двух накопителей. Для вычисления контрольных сумм в RAID 6 используется алгоритм, построенный на основе кода Рида-Соломона (Reed-Solomon).

Рис.7. RAID-6.

RAID 6 использует две независимые схемы контроля четности. Этот уровень имеет очень высокую отказоустойчивость, большую скорость считывания (данные хранятся блоками, нет выделенных дисков для хранения контрольных сумм). В то же время из-за большого объема контрольной информации RAID 6 имеет низкую скорость записи. Он очень сложен в реализации, характеризуется низким коэффициентом использования дискового пространства: для массива из пяти дисков он составляет всего 60%, но с ростом числа дисков ситуация исправляется.

RAID 6 по многим характеристикам проигрывает другим уровням, поэтому на сегодня не получил коммерческого применения.

Преимущества:

• высокая отказоустойчивость;

• достаточно высокая скорость обработки запросов;

Недостатки:

• низкая скорость чтения/записи данных малого объема при единичных запросах;

• очень сложная реализация;

• сложное восстановление данных;

• низкая скорость записи данных.

2.3. Расчет вероятности безотказной работы дисковой подсистемы.

По заданию необходимо определить вероятность безотказной работы дисковой подсистемы сервера, построенной на базе RAID6, содержащей 2 базовых диска (без учета уровня RAID), при условии, что вероятность безотказной работы одного диска равна 0,8 и все диски одинаковые.

При отказе какого-то диска система восстанавливается по контрольной сумме.

По условию количество основных дисков (без учета уровня RAID) n = 2. Следовательно, с учетом уровня RAID количество основных дисков N = n+2=4.

Формализованная схема для оценки надежности дисковой подсистемы уровня RAID6 представлена на рис. 7.

Рис. 7. Формализованная схема дисковой подсистемы уровня RAID6.

Находим вероятность отказа для дисков 3 и 4: P₃₄ = 1 – P₃P₄ = 1 – P²_безотк

Аналогично: P₁₂ = 1 – P₁P₂ = 1 – P²_безотк

Находим вероятность отказа для дисков 1 и 2:

P_1-2 = Р_отк1 * Р_отк2 = (1 - P_безотк )*(1 – P_безотк) = (1 - P_безотк )²

Аналогично для дисков 3 и 4: P_3-4 = Р_отк3 * Р_отк4 = (1 - P_безотк )*(1 – P_безотк) = (1 - P_безотк )²

Находим вероятность отказа для дисков 1-2 и 34:

P_1-2-34 = Р_1-2 * Р₃₄= (1 - P_безотк )²*(1 – P²_безотк)

Аналогично для дисков 12 и 3-4: P_12-3-4 = Р_1-2 * Р₃₄= (1 - P_безотк )²*(1 – P²_безотк)

Находим вероятность отказа системы всех дисков:

P_отк = P_1-2-34* Р_12-3-4= ((1 - P_безотк )²*(1 – P²_безотк))²

P_безотк = 1 - P_отк= 1 - ((1 - P_безотк )²*(1 – P²_безотк))²= 0,9998

2.4. Рекомендации по модернизации или реорганизации рассматриваемой сети фирмы.

Для увеличения быстродействия сети можно заменить сегментов 10 Base T и 10 Base 2 на 100 Base TX. Если архитектура филиала №2 позволяет и прочие условия заменить сеть Token-Ring на, допустим, все тот же 100 Base 100 TX. В результате увеличится скорость, и цена понизится.

3. Организация удаленной связи объединенной фирмы.

3.1. Выбор типа сети связи

Мною было рассмотрено три варианта организации удалённых связей сети фирмы: X.25, Frame relay, ATM и связь по средствам технологии ADSL.

Технология X.25.

Х.25 определяет характеристики телефонной сети для передачи данных. Чтобы начать связь, один компьютер обращается к другому с запросом о сеансе связи. Вызванный компьютер может принять или отклонить связь. Если вызов принят, то обе системы могут начать передачу информации с полным дублированием. Любая сторoнa может в любой момент прекратить связь.

Технология Frame Relay.

Frame Relay обеспечивает возможность передачи данных с коммутацией пакетов через интерфейс между устройствами пользователя (например, маршрутизаторами, мостами, главными вычислительными машинами) и оборудованием сети (например, переключающими узлами).

В роли сетевого интерфейса, Frame Relay является таким же типом протокола, что и Х.25. Однако Frame Relay значительно отличается от Х.25 по своим функциональным возможностям и по формату. В частности, Frame Relay является протоколом для линии с большим потоком информации, обеспечивая более высокую производительность и эффективность.

Технология ATM.

Технология ATM ( Asynchronous Transfer Mode) - это транспортный механизм, ориентированный на установление соединения при передаче разнообразной информации в сети. Для этого в ATM разработана концепция виртуальных соединений (virtual connection) вместо выделенных физических связей между конечными точками в сети. Она обеспечивает высоко эффективную связь и большую гибкость в построении гомогенных сетей, где связь между узлами сети требуется независимо от их физического местоположения.

Технология ADSL.

ADSL - это технология, позволяющая превратить витую пару телефонных проводов в канал высокоскоростной передачи данных. Линия ADSL соединяет два модема ADSL, которые подключены к каждому концу телефонного кабеля. Медные провода имеют очень широкую полосу пропускания и , в принципе, способны передавать данные с высокими скоростями. Однако, для передачи голоса используется только незначительная часть этой полосы (до 4 кГц). В ADSL-технологии для передачи данных и голоса используются различные участки спектра сигнала: низкочастотные (до 4 кГц) для передачи голоса, высокочастотные - для передачи данных. Канал телефонной связи выделяется с помощью фильтров, что гарантирует работу вашего телефона даже при аварии соединения ADSL.

Основным протоколом передачи данных в ADSL сети является АТМ (сеть с асинхронным переносом ячеек). Этот протокол определен для каналов со скоростями до 2,5 Гбит/секунду, что говорит о его гибкости и нацеленности в будущее. ADSL сеть целиком и полностью использует все плюсы АТМ:

- Скорость и надёжность;

- Гибкость и масштабируемость;

- Гарантированное качество обслуживания;

- Мультисервисность (одновременная работа нескольких каналов/сервисов внутри одного физического канала);

Благодаря мультисервисности, через одно ADSL соединение можно создать несколько различных каналов связи с разными параметрами и характеристиками.

Таблица 3.1.

	ADSL	X.25	Frame relay	ATM
Пропускная способность, Мбит/c	1.1 (т.к. технология асинхронная имеем две скорости 640 Кбит/с и 1.5 Мбит/с)	0.048	4	155
Надёжность передачи данных	Отлично	Хорошо	Удовл.	Хорошо
Защищенность информации	Хорошо	Хорошо	Отлично	Отлично
Стоимость подключения	1500 руб.	30000 руб.	45000 руб.	30000 руб.
Абонентская плата	1500 руб.	4200 руб.	2400 руб.	8000 руб

Таблица 3.2.

Таблица 3.3.

По итогам сравнения выбираем сеть ADSL.

Характеристики

Список файлов домашнего задания