Левицький Г.В., Лєпа Є.В.

Херсонський національний університет

 

ДОСЛІДЖЕННЯ МЕТОДІВ РОЗРАХУНКУ НАДІЙНОСТІ КОМПЮТЕРНИХ МЕРЕЖ

 

В наш час, коли інформація відіграє визначну роль у розвитку суспільства та визначається як найцінніший ресурс, постає питання щодо встановлення підходів стосовно зберігання та передачі інформації. Всі ці функції покладені на комп’ютерні мережі різної області дії (персональні, локальні, глобальні мережі), через які здійснюється доступ до інформації та забезпечується її надійність (кластеризація, резервування тощо). Тож як ніколи актуальним постає питання щодо забезпечення надійності комп’ютерних мереж, підтримання їх працездатності на протязі довгого часу та відновлення робочого стану у разі втрати окремих функціональних вузлів.

Під надійністю ми розуміємо властивість об'єкта зберігати в часі у встановлених межах значення всіх параметрів, що характеризують здатність виконувати необхідні функції в заданих режимах і умовах застосування, технічного обслуговування, зберігання і транспортування. Розрахунок надійності комп’ютерної мережі дозволить мати представлення стосовно тривалості роботи системи за різних умов, допоможе дати оцінку тих чи інших способів підвищення безвідмовності та живучості мережі.

Розрізняють наступні методи розрахунку надійності:

-         структурні методи;

-         логіко – імовірнісні методи;

-         метод дерев відмов;

-         метод Марковського моделювання.

Структурні методи є основними методами розрахунку показників надійності в процесі проектування об'єктів, що піддаються розділенню на елементи, характеристики надійності  яких в момент проведення розрахунків відомі або можуть бути визначені іншими методами.

У логіко – імовірнісних методах вихідна постановка задачі та побудова моделі функціонування досліджуваного системного об'єкта або процесу здійснюється структурними і аналітичними засобами математичної логіки, а розрахунок показників властивостей надійності, живучості та безпеки виконується засобами теорії ймовірностей.

Дерево відмов (аварій, подій, наслідків, небажаних подій) лежить в основі логіко – ймовірнісної моделі причинно – наслідкових зв'язків відмов системи з відмовами її елементів і іншими подіями.

Метод Марковського моделювання ґрунтується на Марковських процесах, що являють собою спеціальний вид випадкових процесів. Він може бути використаний для моделювання випадкової системи, що змінює стан відповідно до правила переходу, що залежить від поточного стану. 

Комп’ютерні мережі  володіють рядом особливостей, зокрема вони мають багаторівневу структуру та велику кількість  функціональних вузлів. Тому для оцінки надійності пропонується розглянути мережу на системному рівні деталізації, у вигляді функціональних блоків, а не у вигляді блоків, які б характеризували кожну конкретну апаратну одиницю у структурі мережі.

У якості прикладу розглянемо типову корпоративну мережу, що включає в себе такі елементи як: локальна обчислювальна мережа центрального обчислювального комплексу (далі – ЦОК),  середовище передачі даних (далі – СПД), центру управління мережою (далі – ЦУ). У центральному вузлі розташовуються розрахунковий центр і центр ресурсів. В ньому зосереджуються корпоративні дані і ресурси, щоб забезпечити функціонування завдань прикладної інфраструктури корпоративної мережі. У складі даного комплексу встановлюються необхідні сервери для виконання всіх видів прикладної обробки даних. Незважаючи на досить-велику кількість підсистем, неважко помітити, що всі вони виконують одну з трьох функцій: передачу, обробку або зберігання даних. Таким чином, в корпоративної мережі реалізуються три основні функції - передача даних, обробка даних, зберігання і відновлення даних. Функції передачі даних виконують мережу доступу і транспортна мережа. Функції обробки та зберігання даних виконує центральний обчислювальний комплекс. У разі відмови однієї з підсистеми корпоративна мережа перестає виконувати основні функції.

Від складної схеми КС можна перейти до моделі надійності з трьох підсистем. Така модель можна представити у вигляді схеми, показаної на           рисунку 1.1.