Количественная оценка параметров кластеризации центра управления иммунностойкой экономической информационной системой

Д.А. Строкань

КОЛИЧЕСТВЕННАЯ ОЦЕНКА ПАРАМЕТРОВ КЛАСТЕРИЗАЦИИ ЦЕНТРА УПРАВЛЕНИЯ ИММУННОСТОЙКОЙ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМОЙ

Аннотация

Рассматриваются возможные подходы к количественной оценке целесообразности применения кластеризации центров управления системами антивирусной защиты в распределенных информационных системах.

Annotation

The article deals with possible approaches to the quantitative evaluation of the feasibility of antivirus protection control centers clustering in distributed information systems.

Ключевые слова

Распределенные информационные системы, антивирусные системы защиты, кластеризация.

Keywords

Distributed Information Systems, antivirus protection systems, clustering/

Развитие технологии построения многопроцессорных вычислительных систем идет достаточно быстрыми темпами. Повышается производительность, растет надежность и отказоустойчивость.

В настоящее время потребность в вычислительных ресурсах очень высока во многих сферах научной и практиче-

ской деятельности, и для обеспечения этой потребности уже недостаточно ресурсов традиционных суперкомпьютер-ных систем.

Кластерные системы возникли как более дешевое решение проблемы недостатка вычислительных ресурсов и основываются на использовании в своей архитектуре широко распространенных

2011 № 3

Вестник Ростовского государственного экономического университета

и относительно дешевых технологий, аппаратных и программных средств.

Использование массовых технологий в кластерных системах стало возможным благодаря значительному прогрессу в развитии компонентов обычных вычислительных систем таких, как : центральные процессоры, операционные системы, коммуникационные среды. Так как кластерные системы архитектурно являются развитием систем с массовым параллелизмом, то главную роль в их развитии играет прогресс в области сетевых технологий.

В настоящее время применение кластерных систем активно используется при разработке программного обеспечения в клиент-серверных системах, где производительность и отказоустойчивость серверной части являются особо важными характеристиками. Примеры таких систем показывают решения 1С и Microsoft SQL Server.

С точки зрения выполняемых функций кластеры делятся на:

• системы высокой производительности;

• отказоустойчивые системы;

• смешанные системы.

В системах высокой производительности основным требованием, предъявляемым к решаемой задаче, является возможность разбиения исходной задачи на подзадачи. Тогда при высоком быстродействии узлов системы и каналов, связывающих эти узлы, достигается необходимая производительность кластера.

Основной целью организации отказоустойчивых систем - максимальная отказоустойчивость, которая достигается дублированием всех важных компонентов.

В системах антивирусной безопасности также может использоваться кластеризация. Система управления ан-

тивирусной защитой может иметь иерархическую структуру, состоящую из нескольких центров управления (ЦУ), каждый из которых является самостоятельной системой, что представляет собой кластер, позволяющий распределять нагрузку главного ЦУ между подчиненными.

Архитектура кластера высокой производительности ЦУ системы антивирусной защиты (САЗ) представлена на рисунке 1 (см. ниже).

Однако в настоящее время не существует программной реализации отказоустойчивых кластеров ЦУ САЗ. Предлагается применять технологию кластеризации при разработке программных решений систем антивирусной защиты на базе существующих технологий и стандартов.

Например, широко распространённым средством для организации межсерверного взаимодействия является библиотека MPI, обеспечивающая возможность обмениваться сообщениями между процессами, выполняющими одну задачу и поддерживающая языки C и Fortran.

Показателем целесообразности применения кластерных систем является вероятность отказоустойчивости.

Архитектура отказоустойчивого кластера ЦУ САЗ представлена на рисунке 2 (см. ниже).

Постановка задачи. Пусть имеется распределенная информационная система (РИС), безопасность которой обеспечивается системой антивирусной защиты. Центр управления системой антивирусной защиты имеет кластерную архитектуру (отказоустойчивый кластер). Также условимся, что узлы кластера получают новый запрос с одной и той же вероятностью. Необходимо найти вероятность безотказной работы ЦУ САЗ.

Антивирусные программы

Рис 1. Архитектура кластера высокой производительности ЦУ САЗ

Антивирусные программы

Рис 2. Архитектура отказоустойчивого кластера ЦУ САЗ

Предлагаемый метод решения задачи.

Считая отказы узлов кластера независимыми, получим вероятность от-

каза всего кластера ЦУ САЗ, которая определяется следующим образом:

НО - № * к СО * . - ШилСО - Ш.5(1 -

, где Ш - вероятность отказа 1-го

узла, i>(f) - вероятность безотказной работы i-го узла.

Тогда вероятность безотказной работы можно рассчитать по формуле:

Pit) = 1 - <?СО = 1 - ПГ-,

Или, в случае, когда система состоит из равнонадежных узлов (

Р*. (О = VilO = " = и*(0 = КО

), что на практике встречается очень редко: FiY) = / (£)“,

рсо=1 - а - pit))"

При экспоненциальном распределении наработки (когда поток отказов является простейшим) выражение

ТО -1 - № -1 - IE.10 - я

принимает вид:

F(tJ = 1 - (1 - Ггде ж

интенсивность потока отказов.

Поскольку /г < 1, ТО ГЕ.1 fiQ) всегда меньше любого из сомножителей, то есть вероятность отказа всей системы не может быть выше вероятности отказа самого надежного ее элемента, и даже из сравнительно ненадежных элементов возможно построение вполне надежной системы.

Для того чтобы получить численное значение вероятности безотказной работы, достаточно обратиться к журналу регистрации технических сбоев, которые ведется на каждом предприятии.

Вывод. Приведенная методика позволяет определить целесообразность применения систем кластеризации ЦУ САЗ методом расчета вероятности отказоустойчивости таких систем.

Библиографический список

1. Тищенко Е.Н. Анализ защищенности экономических информационных систем: Монография / РГЭУ «РИНХ». -Ростов н/Д. - 2003.

2. Тищенко Е.Н., Строкачева О.А. Модель аудита информационной безопасности систем электронной коммерции //

Научная мысль Кавказа. Северо-

Кавказский научный центр высшей школы, приложение № 14 (98) 2006.

3. Коротаев Н.В. Методы сравнительного анализа программных средств реализации инфраструктуры открытых ключей в экономических информационных системах. Диссертация... кандидата экономических наук. - 2009.

4. Тищенко Е.Н. Инструментальные методы анализа защищенности распределенных экономических информационных систем. Диссертация... доктора экономических наук. - 2003

5. Тищенко Е.Н., Строкачева О. А. Оценка параметров надежности защищенной платежной системы в электронной коммерции // Вестник Ростовского государственного экономического университета «РИНХ» №2 (22) 2006.

Bibliographic list

1. E. Tishchenko. The analysis of economic information system’s protection: Scientific study / RSEU "RINH. - Rostov n / D. - 2003.

2. E. Tishchenko, O. Strokacheva. The audit model of electronic commerce sys-terns’ informational security / Scientific thought Caucasus, North Caucasus High School Research Center, Annex № 14 (98) 2006.

3. N. Korotaev. Methods of comparative analysis of software tools for implementing in public key infrastructure of economic information systems. PhD thesis. -2009.

4. E. Tishchenko. Instrumental methods for analysis of the protection of distributed economic information systems. Doctoral thesis. - 2003.

5. E. Tishchenko, O. Strokacheva. Evaluation of reliability parameters of protected payment system in e-commerce // Bulletin of the Rostov State Economic University (RINH) № 2 (22) 2006.