!5. Комплексные показатели надежности восстанавливаемых систем.

Функциональное использование ТУ чередуется с простоем вследствие причин:

1) бездействие исправных ТУ ввиду отсутствия необходимости их применения или наличия причин и условий, препятствующих их эксплуатации. Образуется конъюнктурный простой;

2) проведение мероприятий, связанных с профилактикой и текущим ремонтом, в результате чего образуется вынужденный простой.

Поэтому текущее время эксплуатации ТУ складывается из следующих компонентов:

, где t– суммарное время наработки ТУ в течение определенного календарного времени эксплуатации tэ; tВП– суммарное время вынужденного простоя за этот же период; tКП – суммарное время конъюнктурного простоя за этот же период. Под конъюнктурным простоем понимается бездействие исправного ТУ ввиду отсутствия необходимости применения.

Время вынужденного простоя tВП представляет собой сумму , где tПЛ – плановое время простоя, которое образуется вследствие проведения плановых профилактик; tНПЛ – неплановое время вынужденного простоя из-за восстановления по отказам.

Один из важных критериев надежности - готовность ТУ быть эксплуатируемым (к применению), которая выражается коэффициентом эксплуатационной готовности:

Величина этого коэффициента зависит не только от надежности, но и от эксплуатационного совершенства, характеризующего степень его приспособленности к проведению профилактических работ. Коэффициент готовности выражается как .

Коэффициент использования - степень использования ТУ в эксплуатации за календарное время tэ. Определяется как:

Величины t и tp могут быть получены из: , где Tp – среднее время восстановления ТУ; TМО– среднее время наработки между двумя отказами.

Тогда коэффициента готовности: . При t   предельное значение среднего времени наработки между двумя отказами:

Получим

. С учетом , то

Для сложных информационных систем понятие надежности в большей степени определяется по коэффициенту готовности Kг, то есть по вероятности того, что ИС в любой момент времени находится в исправном состоянии. Для типичного современного сервера Kг =0,99.

Один из важнейших комплексных показателей качества функционирования ИС функциональная полнота F, представляющая собой отношение области автоматизированной обработки информации Qa той системы, для которой была спроектирована ИС, к области обработки информации Qu для функционирования всей обслуживаемой системы:

Качественной характеристикой ИС являются показатели их надежности: функциональная и адаптивная надежности. Функциональная - свойство ИС реализовать в определенной степени функции программно-технологического, технического и эргономического обеспечения. Адаптивная состоит в возможности реализовывать свои функции в пределах установленных границ:

, где Tис – средняя наработка на отказ ИС; Tвис – среднее время восстановления ИС. Kад - коэффициент готовности для ИС.

!6. Физическая и логическая структуризация сетей (Понятие аппаратного адреса). Ограничения в использовании мостов и коммутаторов в целях логической структуризации сети.

В сетях с небольшим (10–30) количеством компьютеров используется одна из типовых топологий — "общая шина", "кольцо", "звезда" или полносвязная сеть. Эти топологии обладают свойством однородности, то есть все компьютеры в такой сети имеют одинаковые права доступа к другим компьютерам (кроме центрального компьютера при соединении "звезда"). Однородность упрощает процедуру наращивания числа компьютеров, облегчает обслуживание и эксплуатацию сети.

Различают: Топологию физических связей: конфигурация физических связей определяется электрическими соединениями компьютеров, т.е. ребрам графа соответствуют отрезки кабеля, связывающие пары узлов; топологию логических связей: в качестве логических связей выступают маршруты передачи данных между узлами сети, которые образуются путем соответствующей настройки коммуникационного оборудования.

Физическая структуризация сети. Повторитель — используется для физического соединения различных сегментов кабеля локальной сети с целью увеличения общей длины сети. Передает сигналы, приходящие из одного сегмента сети, в другие ее сегменты. Позволяет преодолеть ограничения на длину линий связи за счет улучшения качества передаваемого сигнала — восстановления его мощности и амплитуды, улучшения фронтов.

Повторитель, который имеет несколько портов и соединяет несколько физических сегментов называют концентратором или хабом. В них сосредоточены все связи между сегментами сети.

Физическая структуризация сети с помощью концентраторов полезна не только для увеличения расстояния между узлами сети, но и для повышения ее надежности. Например, если какой-либо компьютер сети Ethernet с физической общей шиной из-за сбоя начинает непрерывно передавать данные по общему кабелю, то вся сеть выходит из строя, и остается только вручную отсоединить сетевой адаптер этого компьютера от кабеля. В сети Ethernet, построенной с использованием концентратора, эта проблема решается автоматически — концентратор отключает свой порт, если обнаруживает, что присоединенный к нему узел слишком долго монопольно занимает сеть.

Логическая структуризация сети. Физическая структуризация сети полезна во многих отношениях, однако в ряде случаев, без логической структуризации сети обойтись невозможно. Наиболее важная проблема: проблема перераспределения передаваемого трафика между физическими сегментами сети.

Для логической структуризации сети используются: мосты; коммутаторы; маршрутизаторы; шлюзы.

Мост делит разделяемую среду передачи сети на части (логические сегменты), передавая информацию из одного сегмента в другой только, если передача необходима, если адрес компьютера назначения принадлежит другой подсети. Мост изолирует трафик одной подсети от трафика другой, повышая производительность передачи данных в сети. Локализация трафика экономит пропускную способность и уменьшает возможность НСД к данным.

Коммутатор является коммуникационным мультипроцессором, так как каждый его порт оснащен специализированной микросхемой, которая обрабатывает кадры по алгоритму моста независимо от микросхем других портов. Производительность коммутатора выше производительности моста. Локализация трафика средствами мостов и коммутаторов имеет существенные ограничения: логические сегменты сети, расположенные между мостами, недостаточно изолированы друг от друга, они не защищены от широковещательных штормов. Если какая-либо станция посылает широковещательное сообщение, то это сообщение передается всем станциям всех логических сегментов сети. Защита от широковещательных штормов в сетях на основе мостов: администратор ограничивает количество широковещательных пакетов, которое разрешается генерировать некоторому узлу; Использование механизма виртуальных сегментов, реализованного в коммутаторах локальных сетей, приводит к полной локализации трафика - такие сегменты полностью изолированы друг от друга, даже в отношении широковещательных кадров. Поэтому в сетях, построенных только на мостах и коммутаторах, компьютеры, принадлежащие разным виртуальным сегментам, не образуют единой сети. Эти недостатки связаны с тем, что они работают по протоколам канального уровня, в которых не определяется понятие части сети, которое могло бы использовать при структуризации большой сети.

Маршрутизаторы более надежно и эффективно изолируют трафик отдельных частей сети друг от друга. Они образуют логические сегменты посредством явной адресации, поскольку используют составные числовые адреса, в которых имеется поле номера сети, все компьютеры с одинаковым значением этого поля принадлежат одному сегменту - подсеть. Маршрутизаторы выполняют и другие функции: работают в сети с замкнутыми контурами, при этом они осуществляют выбор рационального маршрута из нескольких возможных: способны связывать в единую сеть подсети, построенные с использованием разных сетевых технологий (Ethernet и X.25).

Отдельные части сети может соединять шлюз. Основная причина использования шлюза в сети - необходимость объединить сети с разными типами системного и программного обеспечения.

Распространение получили схемы адресации узлов: Аппаратные адреса: предназначены для сети небольшого или среднего размера, поэтому не имеют иерархической структуры (адрес сетевого адаптера локальной сети); Символьные адреса: предназначены для запоминания людьми и несут смысловую нагрузку; Числовые составные адреса: IP- и IPX-адреса, поддерживается двухуровневая иерархия, адрес делится на старшую часть - номер сети и младшую - номер узла.