Содержание к диссертации
Введение
1. Система обработки информации как объект повышения надежности 9
1.1. Характеристика систем обработки информации 10
1.1.1. Специфика информационных систем 10
1.1.2. Классификация информационных систем 15
1.1.3. Задачи информационных систем 17
1.2. Надежность информационных систем 19
1.2.1. Условия и требования к работоспособности 20
1.2.2. Понятие надежности информационной системы 23
1.2.3. Методы обеспечения надежности 25
1.2.4. Повышение надежности информационных систем 29
1.3. Катастрофоустойчивые системотехнические решения при развитии структур кластерной системы 35
1.3.1. КатастрофоустоЙчивые решения и защита данных 35
1.3.1.1. Катастрофоустойчивость и отказоустойчивость; терминологические сходства и различия 36
1.3.1.2. Аппаратно-программные решения и уровни катастроф оу сто йчивости 37
1.3.1.3. Метод удаленного зеркалирования дисковых массивов
1.3.1.4. Варианты организации работы центров 40
1.3.1.5. Отработка отказов в системе 45 Выводы по разделу 1 47
2. Оптимизация формирования и развития надежных структур систем обработки информации 49
2.1. Анализ и обоснование метода оценки надежности системы 49
2.1.1. Дискретная модель 51
2.1.2. Модель Милса 52
2.1.3. Метод соотношений 53
2.1.4. Модель последовательности испытаний Бернулли 58
2.1.5. Обобщенно-теоретическая модель надежности 60
2.1.6. Экспоненциальная модель надежности 61
2.1.7. Байесовская модель 62
2.1.8. Модель риска 63
2.1.9. Метод последовательного уменьшения множества вариантов системы с резервированием. Обоснование выбора 64
2.2. Кластерные решения повышения надежности на этапе развития катастрофоустойчивой структуры 71
2.2.1. Кластерные решения как способ повышения надежности 72
2.2.2. Типы кластеров 74
2.2.3. Уровни избыточности при организации катастрофоустойчивого кластера 78
2.2.4. Сценарии отказов кластерной информационно-технической структуры 80
2.3. Оптимизация управления развитием структуры кластерной системы 83
2.3.1. Система кластеров 83
2.3.2. Кластер-кворум 84
2.3.3. Оптимизационная задача планирования развития структуры кластерной системы 85
Выводы по разделу 2 88
3. Система программной поддержки формирования, оценки и управления развитием кластерной структуры ИС. Практическое применение и анализ результатов 90
3.1. Информационно-технологическая характеристика объекта надежностного проектирования 90
3.2. Характеристика информационной системы отделения федерального казначейства по г, Красноярску 94
3.2.1. Структура информационной системы 94
3.2.2. Аппаратное и программное обеспечение ОФК по г. Красноярску 96
3.2.3. Информационная безопасность системы 102
3.3. Этап формирования вариантов информационной системы ОФК по критерию надежности 110
3.4. Анализ экономического эффекта от увеличения надежности системы обработки информации 125
3.5. Этап формирования плана развития кластерной структуры катастрофоустойчивого варианта системы обработки информации 129
3.5.1. Процедура формирования оптимального плана развития кластерной инфраструктуры 130
3.5.2. Моделирование структуры кластерной системы: БлокМОД-1 133
Заключение 136
Список литературы 138
- Специфика информационных систем
- Модель последовательности испытаний Бернулли
- Сценарии отказов кластерной информационно-технической структуры
- Информационно-технологическая характеристика объекта надежностного проектирования
Введение к работе
Проектирование отказоустойчивых систем обработки информации и управления предъявляет высокие требования по надежности, как к техническим, так и программным средствам. Существует ряд критичных областей науки и промышленности, где невыполнение этого требования и, как следствие, сбой работы системы могут повлечь за собой значительные экономические потери в рамках, как предприятия, так и целого региона. Такими областями являются банковская система, финансовые организации, космос, подводные и подземные исследования, атомная промышленность, химическое производство, прогнозирование и т.д. Поэтому одной из основных задач проектировщиков становится создание таких информационных систем (КС), которые обеспечивали бы устойчивость системы к программным и аппаратным сбоям, а также обеспечивали катастрофоустойчивое решение, главная задача которого -сохранение данных и продолжение работы в условиях массовых и, возможно, последовательных отказов систем и связанных между собой подсистем корпоративной информационной структуры. Технология отработки отказов в этом случае требует учета взаимосвязанности структурных компонент и способности систем специфически реагировать на каждый вариант последовательности развития событий, так называемый, сценарий катастрофы с целью обеспечения максимально возможной сохранности защищаемой информации.
Для обеспечения надежности информационных систем предложено множество подходов, включая организационные методы разработки, различные технологии и технологические программные средства, что требует, очевидно, привлечения значительных ресурсов. Однако отсутствие общепризнанных критериев надежности не позволяет ответить на вопрос, насколько надежнее становится система при соблюдении предлагаемых процедур и технологий и в какой степени оправданы затраты на ее дальнейшее развитие. Таким образом, приоритет задачи оценки надежности и оптимизации плана развития отказоустойчивой структуры системы обработки информации должен быть выше приоритета задачи ее обеспечения, что в настоящее время становится общепризнанным.
В работе рассматриваются методы оценки и повышения надежности информационных систем, включая кластеризацию для обеспечения катастрофоустойчивости ИС, предпринят анализ существующих моделей оценки надежности информационной системы, произведен выбор оптимального метода решения.
Одной из целей, на достижение которой направлена данная работа, является надежностное проектирование и оценка отказоустойчивых свойств информационной системы отделения федерального казначейства г. Красноярска. Выполняется оптимизация плана развития кластерных структур катастрофоустойчивой реализации анализируемой системы обработки информации и проведен расчет экономического эффекта от увеличения надежности ИС ОФК по г. Красноярску.
Диссертационное исследование направлено на решение следующей научной проблемы: создание комплексного оптимизационного подхода к надежностной оценке кластерных структур систем обработки информации на основных этапах цикла их проектирования; обеспечение согласованности разработанных моделей и алгоритмов на этапах формирования структуры и управления планом развития катастрофоустойчивой системы обработки информации.
Уверенность в успешности решения поставленной проблемы основывается на результатах исследований таких отечественных и зарубежных ученых, как Орлов С.А., Хорошевский В.Г., Липаев В.В., Ковалев И.В., Движение А.А, Боэм Б.У., Гросспитч К.Е. и др.
Целью диссертационной работы является разработка и реализация формального аппарата оптимизации процессов формирования и управления развитием кластерных структур катастрофоустойчивых. систем обработки информации.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
анализ существующих методик, моделей и алгоритмов надежностной оценки систем обработки информации;
разработка системотехнических решений при развитии структур кластерных систем обработки информации;
формальное описание постановок задач оптимизационного формирования и управления развитием надежных структур кластерных информационных систем;
модификация математических методов и алгоритмов решения моделей надежностного формирования катастрофоустойчивых структур систем обработки информации в интерактивном режиме;
программная реализация с использованием современных сред и подходов и внедрение разработанных моделей и алгоритмов в составе средств надежностного проектирования и оценки отказоустойчивых свойств
информационной системы отделения федерального казначейства г. Красноярска.
Методы исследования основаны на использовании системного анализа и теории оптимизации. При выполнении работы использовались математическое и вероятностное моделирование параметров сложных систем, методы оценки надежности сложных систем, теория надежности систем обработки информации.
Научная новизна исследований заключается в создании на основе аналитико-оптимизационного моделирования процедур формирования и управления развитием кластерных структур информационных систем, обеспечивающей катастрофоустойчивость при обработке информации и обоснованность выбора рациональных вариантов развития структуры системы с учетом категории катастроф оустойчив ости на многоэтапном периоде функционирования.
В частности:
Предложена методика надежностного анализа множества вариантов аппаратно-структурной реализации отказоустойчивых систем обработки информации.
Впервые разработана оптимизационная модель анализа вариантов развития кластерной инфраструктуры, обеспечивающая последовательное поэтапное повышение уровня катастрофоустойчивости информационной системы,
Обосновано применение двухэтапной оптимизационной процедуры для интерактивного формирования и управления развитием кластерных структур катастрофоустойчивых систем обработки информации.
Формальный аппарат автоматизации процессов формирования и управления развитием кластерных структур систем обработки информации реализован в виде интерактивной системы с использованием современных сред и подходов.
Значение для теории. Результаты, полученные при выполнении диссертационной работы, создают теоретическую основу для разработки моделей, методов и алгоритмов, направленных на эффективный анализ надежности и оптимальное управление развитием сложных структур систем обработки информации.
Практическая ценность.
Диссертационная работа выполнялась по проектам межотраслевых программ Минобразования России и Минатома России по направлению «Научно-
инновационное сотрудничество» (проект VI1-12), а также в рамках тематического плана СибГАУ (2001-2004 гг.).
Разработанная в диссертации двухэтапная процедура управления процессом формирования и развития кластерных структур позволяет оценивать степень катастрофоустойчивости систем обработки информации, применяемых в различных областях науки и производства, и генерировать оптимальный план развития системы на многоэтапный период.
Достоверность полученных результатов подтверждается тестированием и оценкой результатов применения разработанной системы в реальных проектах, а также согласованностью расчетных и экспериментальных данных.
Реализация результатов работы.
Разработанные в диссертации оптимизационные модели и алгоритмы применены при проектировании высоконадежной кластерной структуры систем обработки информации. Созданные на их базе в составе средств проектирования системы программно-алгоритмической поддержки и автоматизации формирования структур ИС сокращают сроки и снижают стоимость разработки, увеличивают надежность и улучшают сопровождение системы. Надежностное формирование структур кластерных систем позволяет решать новые задачи по качественной оценке уровня катастрофоустойчивости (экспресс-анализ кластер-кворум а) и оптимальному развитию структуры системы при адекватной избыточности компонент. При использовании программного комплекса реализовано формирование системотехнического решения при надежностном проектировании и оценке свойств катастрофоустойчивости информационной системы отделения федерального казначейства г. Красноярска.
Материалы диссертационной работы введены в учебные курсы и используются при чтении лекций студентам кафедры Системного анализа и исследования операций Сибирского государственного аэрокосмического университета по дисциплине «Интеллектуальные информационные технологии».
На защиту выносятся:
методика надежностного анализа множества вариантов аппаратно-струкгурной реализации систем обработки информации;
оптимизационная модель анализа вариантов развития кластерной инфраструктуры, обеспечивающая последовательное поэтапное повышение уровня катастрофоустойчивости информационной системы;
двухэтапная процедура интерактивного формирования и управления развитием кластерных структур катастрофоустойчивых систем обработки информации;
комплекс программно-алгоритмической поддержки надежностного формирования, оценки отказоустойчивых свойств и управления планом развития систем обработки информации.
Апробация работы. Основные положения и результаты работы прошли апробацию на всероссийских конференциях, научных семинарах и научно-практических конференциях. В том числе:
на международной научно-практической конференции 11-го Сибирского
авиационно-космического салона, Красноярск, 2002 г.;
» на Всероссийской научно-практической конференции «Экономика и управление в современных условиях», Красноярск, 2002 г.;
на межрегиональном научном фестивале «Молодежь и наука - третье
тысячелетие», Красноярск, 2002 г.;
» на 50-й научно-технической конференции «Информатика и проблемы телекоммуникаций» в рамках международного форума «Новые инфокомунникационные технологии: достижения проблемы, перспективы», Новосибирск, 2003 г.;
на межрегиональной научно-практической конференции «Молодежь Сибири - науке России», Красноярск, 2003 г.;
на 9-й международной открытой научной конференции «Современные проблемы информатизации в технике и технологиях», Воронеж, 2004 г.
Диссертационная работа в целом обсуждалась на научных семинарах кафедры Системного анализа и исследования операций Сибирского государственного аэрокосмического университета (2001-2004 гг.) и кафедры Информационных технологий Красноярской государственной академии цветных металлов и золота (2003-2004 гг.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 13 печатных работ. Полный список публикаций представлен в конце автореферата.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения и списка литературы.
Специфика информационных систем
Проблема надежности информационной системы относится к категории «вечных» [7,8,13]. В посвященной ей монографии Г.Майерса [35], выпущенной в 1980 году (американское издание - в 1976), отмечается, что, хотя этот вопрос рассматривался еще на заре применения вычислительных машин, в 1952 году, он не потерял актуальности до настоящего времени.
Проектирование отказоустойчивых систем управления предъявляет высокие требования по надежности, как к техническим, так и программным средствам. Существует ряд критичных областей науки и промышленности, где невыполнение этого требования и как следствие сбой работы системы управления могут повлечь за собой значительные экономические потери в рамках, как предприятия, так и целого региона [1-4]. Такими областями являются банковская система, финансовые организации, космос, подводные и подземные исследования, атомная промышленность, химическое производство, прогнозирование и т.д. Поэтому одной из основных задач проектировщиков становится создание таких информационных систем, которые обеспечивали бы устойчивость системы к программным и аппаратным сбоям.
Для обеспечения надежности информационных систем предложено множество подходов, включая организационные методы разработки, различные технологии и технологические программные средства, что требует, очевидно, привлечения значительных ресурсов, Однако отсутствие общепризнанных критериев надежности не позволяет ответить на вопрос, насколько надежнее становится система при соблюдении предлагаемых процедур и технологий и в какой степени оправданы затраты. Таким образом, приоритет задачи оценки надежности должен быть выше приоритета задачи ее обеспечения, чего на самом деле не наблюдается.
В работе рассматриваются методы оценки и повышения надежности информационных систем, включая кластеризацию для обеспечения катастрофоустойчивости ИС, предпринят анализ существующих моделей оценки надежности информационной системы, произведен выбор наиболее оптимального метода.
Одной из целей, на достижение которой направлена данная работа, является надежностное проектирование и оценка отказоустойчивых свойств информационной системы отделения федерального казначейства г. Красноярска. Выполняется оптимизация плана развития кластерных структур катастрофоустойчивой реализации анализируемой системы обработки информации.
Успешное развитие экономики любого государства во многом зависит от достоверности и оперативности получения информации о состоянии государственных финансовых и материальных ресурсов, а также возможности эффективного управления ими. Правительство РФ должно знать, сколько у него денег, сколько оно должно из них отдать, когда и кому, а также прогнозировать, сколько и когда оно получит доходов.
Основным поставщиком этой информации для Правительства РФ выступает Федеральное казначейство. Собранная казначейством информация позволяет Правительству оценить работу органов государственного управления и получить более ясное представление об экономических последствиях проводимой ИМИ бюджетной политики. Правительство страны может увидеть, кто и как тратит бюджетные средства, в системе какого министерства есть неиспользованные средства, а кто испытывает затруднения.
Очевидно, что выход из строя хотя бы одного канала передачи информации в данной системе приведет к нарушению контроля за исполнением федерального бюджета и государственных внебюджетных фондов и повлечет за собой колоссальные убытки.
Темпы современной деловой жизни диктуют необходимость оперативной обработки информации. И эту задачу решают информационные системы [26,30].
Индустрия разработки автоматизированных информационных систем управления родилась в 50-х - 60-х годах и к концу века приобрела вполне законченные формы. На рынке автоматизированных систем для крупных корпораций и финансово-промышленных групп на сегодня можно выделить два основных субъекта: это рынок автоматизированных банковских систем и рынок корпоративных информационных систем промышленных предприятий [31].
Модель последовательности испытаний Бернулли
Предлагаемый подход позволяет существенно уменьшить трудоемкость вычисления вероятностей сложных событий. Так и данном примере, оказалось, достаточно вычислить сумму из тринадцати произведений вероятностей Pt, Qj. Каждое произведение вероятностей определяется одним обобщенным кодом таблицы 2.2. При полном переборе неработоспособных состояний ИВС в данном примере необходимо было бы вычислить сумму из 92 полных произведений вероятностей, т.е. по 7 элементов в каждом произведении. Необходимым требованием для решения поставленной проблемы и любом случае является наличие априорных данных о значениях вероятностей Pt безотказной работы элементов сложной системы. При наличии статистических данных об отказах элементов ИВС математическая модель для оценки работоспособности заданного структурного варианта ИВС может быть сведена к строгому аналитическому виду, показанному на рис 2,5.
В качестве технического и математического обеспечения для моделирования и решения данной проблемы достаточно иметь современную персональную ЭВМ со штатным (общим) математическим обеспечением. На этом концептуальное проектирование данной модели заканчивается. Результаты обычно помещают в специальный отчет и используют на следующих этапах, моделирования.
Таким образом, последовательный вероятностный подход при изучении надежности состоит в анализе исследуемого объекта (самолета, системы охраны, компьютерной программы и т.д.)» построении, исходя из «физических» соображений о его природе, пространств элементарных событий, введении на них вероятностной меры и рассмотрении случайных величин. К сожалению, первый этап исследований - анализ объекта и построение пространств элементарных событий - обычно опускают и сразу переходят к рассмотрению случайных величин, упуская из вида, что случайная величина есть на самом деле функция, заданная на пространстве элементарных событий.
Рассмотрим для простоты класс программ, имеющих единственный вход и выход, т.е. не содержащих бесконечных циклов. Фазу выполнения программы от начала до завершения будем называть запуском. Все возможные результаты запуска разобьем на два класса: правильные и неправильные (ошибочные). Будем считать, что любой результат всегда можно отнести к одному из этих классов, (Ясно, что по этому вопросу возможны разногласия между изготовите]ЕЯми программы и пользователями, однако будем предполагать, что имеется какой-то общий критерий, например, «клиент всегда прав»,) Рассмотрим классическую вероятностную модель последовательности испытаний Бернулли. Пространство элементарных событий в этой модели содержит 2" точек, где п - число испытаний (в данном случае под испытанием подразумевается запуск программы). Каждый запуск программы имеет два исхода: правильный и неправильный. Обозначим вероятность неправильного исхода р, а вероятность правильного - (1-р). Вероятность того, что из п запусков К приведут к неправильному результату, выражается хорошо известной формулой биномиального распределения [6, 33]. где C(n,k) - число сочетаний. Вероятность р априори неизвестна, но по результатам запусков известны п и к. Величина В как функция р имеет максимум при
В качестве меры надежности программы можно принять величину значения которой (от 0 до 1) согласуются с общепринятым смыслом термина надежность: например, если вес запуски окончились с ошибочным результатом (к = п)7 то надежность - нулевая.
Наиболее существенное предположение в данной модели состоит в том, что запуски программы считаются независимыми. Это означает, что результаты предыдущих запусков не дают никакой информации о результатах следующею. Ясно, что это предположение на практике выполняется не всегда: например, повторный запуск с теми же входными данными даст, очевидно, тот же самый результат.
Следует отметить, что изготовитель программы и ее пользователь располагают разной информацией о ней. Например, изготовителю заведомо известна логика программы, так что по результатам запуска с некоторыми исходными данными он иногда может точно предсказать результаты запусков с другими исходными данными (на этом, в конечном счете, основана любая методика тестирования), и в этом смысле предположение о независимости испытаний не выполняется. Однако пользователя редко интересует устройство программы, для него важно лишь одно: выполняет ли она требуемые функции, поэтому у пользователя нет оснований считать запуски зависимыми. Если же имеется желание использовать информацию об устройстве программы при оценке ее надежности, то следует продумать какую-то более сложную вероятностную модель, которая бы ее учитывала.
Формула (2.12) позволяет оценить надежность программы по результатам ее запусков. Следует особо остановиться на двух предельных случаях: к = п (нулевая надежность) и к - 0 (абсолютная надежность), В обоих случаях результаты не следует интерпретировать буквально: нет никаких гарантий того, что очередной запуск приведет к тому же результату, что и предыдущие. Однако с точки прения пользователя эти случаи совершенно разные. Если нулевая надежность свидетельствует о 1-ом, что программа явно пепритдна для эксплуатации, то показатель абсолютной надежности не должен вводить в заблуждение: такой вывод нельзя делать по результатам даже очень большого числа запусков. Следует подчеркнуть, что для оценки надежности в этом случае необходимо рассмотреть другие вероятностные модели.
Из формулы (2Л2) следует, что оценка надежности программы растет с увеличением числа ее запусков но гиперболическому закону. Это подтверждает интуитивно ясное соображение о том, что программа тем надежнее, чем больше опыт ее эксплуатации, который зависит как от интенсивности использования программы, так и от тиража компьютера, на котором она запускается. Таким образом, надежность программ для персональных компьютеров типа IBM РС? общий тираж которых составляет в настоящее время около 100 миллионов, на несколько порядков выше аналогичных программ для специализированных процессоров (если, конечно, такие программы действительно существуют и эксплуатируются).
Сценарии отказов кластерной информационно-технической структуры
Усложнение структуры различных систем, обусловленное ростом размеров и сложности производственных процессов и процессов управления, выдвигает ряд задач, связанных с научно-обоснованным построением их структуры [4,36,37], Разумное развитие предполагает учёт множества различного рода ограничений. Автоматизация процесса отслеживания того, насколько удовлетворены эти ограничения, значительно помогает в решении такого рода задач. В таких случаях на помощь человеку приходят системы поддержки принятий решения [56, 94],
Большое значение в настоящие время в связи с повсеместной автоматизацией рабочих процессов придается совершенствованию структуры автоматизированных систем упракления [3,19]. Компьютерные системы корпораций хранят сегодня основную информацию о работе предприятий и фирм, и их выход из строя способен остановить работу корпорации. Очевидно, что такие жизненно важные (ВСС - Business Critical Computing) системы должны обладать адекватным уровнем отказоустойчивости в рамках отведенных бюджетов [27]. Под отказоустойчивостью понимается количество одновременных отказов компонентов системы, которые приводят к прекращению работы — чем больше узлов системы нужно вывести из строя для прекращения ее работы, тем более отказоустойчива такая система- Отказоустойчивость повышает общую надёжность системы, собранной из недостаточно надежных компонентов. Требования по отказоустойчивости определяются по разности между требуемым уровнем надёжности и реальной надежностью существующих компонентов. Надёжность в свою очередь - это доля времени непрерывной работы вычислительной системы — чем больше эта величина, тем меньше система простаивает [64], Для критически важных приложений нужно добиваться минимум 99,9% надежности. Общим требованием сегодня стало «пять девяток» — 5 мин простоя в год. Однако такие же требования, нужно предъявлять и к сетевому оборудованию, каналам подключения и электропитанию. Естественно, что надежность серверов должна быть выше надежности рабочих станций и мобильных устройств [16],
Простое дублирование элементов системы зачастую не является эффективным решением проблем отказоустойчивости информационных технологий [3]. Существует ряд кластерных решений, но опять же возникает проблема развития системы в целом [17], Усложнение структуры системы предъявляет повышенные требования к эффективности и качеству принимаемых, решений па этапах развития систем. В данной работе рассматривается проблема повышения устойчивости кластерных информационных технологий к сбоям в работе, на примере системы кластеров, путём управления развитием их инфраструктуры. Рассматривается формализация задачи планирования очередности и этапное создания сложных кластерных систем обработки информации, модели и методы, позволяющие определить моменты начала и окончания разработки взаимосвязанных объекта и кластерных структурі распределение ресурсов между ними па этапе планирования. Разрабатываемый подход, модели и методы могут быть использованы для решения задач инвестиционного планирования создания крупномасштабных катастрофоустойчивых кластерных систем обработки информации на ба: е современных вычислительных сетей.
Как указано в работах [18,27], возможны два способа повышения доступности ресурсов программно-информадионных технологий корпоративных структур: увеличение индивидуальной надежности серверов и улучшение общесистемной отказоустойчивости. В первом случае увеличивается надежность каждого элемента системы, что позволяет строить конфигурации высокой доступности из небольшого количества компонентов. Для построения надежной распределенной системы в рамках корпорации обычно используется большое количество не очень надежных компонентов, а высокая надежность всей системы достигается многократным дублированием. Известны методы увеличения аппаратной надежности [15].
Используя резервирование, увеличивают отказоустойчивость компьютеров по отношению к сбоям внутренних компонентов: блоков питания, дисков, процессоров и т.п. При использовании резервирования главное вовремя заметить сбой и перевести систему на работу с резервным аналогом выходящего из строя компонента. При этом для резервирования, например, блоков питания не требуется программной поддержки, в то время как для памяти, жестких дисков и процессора часто приходится менять и ПО. В результате решение становится не универсальным, и его нельзя применить для других серверов.
Вместе с дублированием горячая замена позволяет выполнять ремонт серверов без прекращения их работы, что увеличивает доступность, но уменьшает отказоустойчивость и надежность компьютера во время смены блока. Наиболее сложно обеспечить горячую замену процессоров, памяти и жестких дисков, поскольку для этого нужно реализовать динамическую перестройку операционной системы. Кроме того, необходимо правильно спроектировать корпус сервера, который позволял бы менять внутренние элементы, не вынимая весь сервер ИЗ монтажной стойки.
Немаловажным элементом надежных систем является диагностика компонентов: перегрева процессора, памяти, системной платы, а также контроль возникновения ошибок. Диагностика позволяет предупредить аварию и вовремя заменить блок, который пока еще работает корректно, но уже «дышит на ладан», Если в системе предусмотрена горячая замена данного компонента, то это позволяет исправить поломку еще до ее возникновения.
Далее основное внимание уделяется кластеризации. Имеется две реализации кластеров, обеспечивающих совместную работу нескольких компьютеров: аппаратная и программная [17]. Аппаратный кластер предусматривает специальные компоненты для поддержки целостности кластера и обрабатываемых им данных. Программный позволяет реализовать кластер из универсальных серверов и сетевых технологий, но требует поддержки со стороны операционной системы; баланса загрузки, контроля работоспособности узлов, перераспределения ресурсов и решения других задач. Собственно аппаратные кластеры выпускаются уже давно, а сегодня начали появляться и программные кластеры.
В работе рассматривается решение проблемы увеличения аппаратной надежности путем кластеризации. Причём кластеры будут рассматриваться на качественно более высоком уровне - с точки зрения катастрофоустойчивости. В [27] катастрофоустойчивость определяется как способность к восстановлению работы приложений и данных за минимально короткий период времени после катастрофы- Под катастрофами понимаются не только пожар, наводнение или землетрясение, но также возможные непредвиденные сбои в работе служб, разрушение данных или повреждение всего центра обработки (например, в результате аварий в ходе ремонтных работ, умышленной диверсии или саботажа). Развитие катастрофоустоичивои архитектуры (рис 2.2.1) предполагает обеспечение защиты от незапланированных простоев во время, и после катастрофы в географически распределенных узлах кластера, при которой отказ одного узла не приводит к прекращению работы всей системы.
Информационно-технологическая характеристика объекта надежностного проектирования
Отделение федерального казначейства Министерства финансов Российской Федерации по г. Красноярску (сокращенно ОФК по г. Красноярску) является территориальным оріаном федерального казначейства и выполняет делегированные ему полномочия и функции на территории Центрального района.
ОФК по г, Красноярску является юридическим лицом, имеет самостоятельный баланс и самостоятельную смету расходов, текущие счета в Головном расчетно-кассовом центре Главного Управления Центрального банка Российской Федерации по Красноярскому Краю (далее ГРКЦ ГУ ЦБ) и лицевой счет получателя средств в Отделении федерального казначейства по г, Красноярску, печать с изображением государственного герба Российской Федерации и со своим наименованием,
ОФК по г. Красноярску непосредственно подчиняется Управлению федерального казначейства Министерства финансов Российской Федерации по Красноярскому краю (далее УФК) и его руководителю, В своей деятельности ОФК по г. Красноярску руководствуется Конституцией Российской Федерации, Законами Российской Федерации, Указами и Распоряжениями Президента Российской Федерации, постановлениями и распоряжениями Правительства Российской Федерации, приказами Главного Управления федерального казначейства Министерства финансов Российской Федерации и приказами Управления федерального казначейства Министерства финансов Российской Федерации по Красноярскому Краю. Финансирование деятельности ОФК по г. Красноярску осуществляется за счет средств федерального бюджета Российской Федерации. ОФК по г. Красноярску выполняет следующие функции: 1. Осуществляет исполнение доходов и расходов федерального бюджета на территории Центрального района г. Красноярска, 2. Осуществляет бюджетное н финансовое исполнение республиканского бюджета Российской Федерации, финансовое исполнение государственных (федеральных) внебюджетных фондов, контроль за исполнением и использованием внебюджетных (федеральных) средств. 3. Обеспечивает в соответствии с установленными размерами ассигнований целевое финансирование предприятий, учреждений и организаций за счет средств республиканского бюджета Российской Федерации, государе шейных внебюджетных фондов и целевое использование внебюджетных (федеральных) средств, 4. Обеспечивает пошіьій учет распорядителей средств республиканец и бюджета Российской Федерации, государственных (федеральных) средств, 5. Осуществляет операции со средствами республиканского бюджета Российской Федерации, государственных (федеральных) внебюджетных фондов и внебюджетными (федеральными) средствами. 6. Осуществляет кассовое планирование средств республиканского бюджета Российской Федерации, государственных (федеральных) внебюджетных фондов и внебюджетных (федеральных) средств и направлений их использования. 7. Контролирует своевременность совершения операций со средствами республиканского бюджети Российской Федерации, государственных (федеральных) внебюджетных фондов и внебюджетными (федеральными) средствами, а также целевое направление использования средств республиканского бюджета Российской Федерации и внебюджетных (федеральных) средств. 8. Осуществляет по представлению государственных налоговых инспекций возврат из республиканского бюджета Российской Федерации излишне взысканных и уплаченных налогов и других платежей. 9. Осуществляет контрольные функции во взаимодействии с соответствующими органами исполнительной власти, налоговыми, правоохранительными органами, банками. 10. Осуществляет систематический, полный и стандартизированный учет операций по движению средств республиканского бюджета Российской Федерации, государственных (федеральных) внебюджетных фондов и внебюджетных средств на счетах ОФК по г, Красноярску. 11. Осуществляет сбор, обработку и передачу вышестоящим органам казначейства информации и отчетов об исполнении доходов и расходов республиканского бюджета Российской Федерации, а также о финансовом использовании государственных (федеральных) внебюджетных фондов, поступлений и использовании внебюджетных средств. 12. Проводит работу по контролю за соблюдением действующего законодательства Российской Федерации в части исполнения республиканского бюджета Российской Федерации, финансового исполнения государственных (федеральных) внебюджетных фондов, поступления и использования внебюджетных (федеральных) средств. 13. В процессе выполнения возложенных на отделение функций взаимодействует с учреждениями Центрального банка РФ, банками и иными финансово-кредитными учреждениями, органами государственной налоговой службы Российской Федерации. 14. Ведет в установленном порядке делопроизводство, учет поступающей корреспонденции и бланков документов строгой отчетности. ОФК по г. Красноярску возглавляет руководитель, который назначается и освобождается от должности руководителем Управления федерального казначейства по Красноярскому краю. Руководитель ОФК по г. Красноярску имеет двух штатных заместителей.
ОФК по г. Красноярску до 3 марта 2000 года имело 7 счетов открытых в ГРКЦ ГУ ЦБ для исполнения бюджета: 2 счета регулирования доходов № 4010] для сбора федеральных налогов на территории Центрального района и от налогоплательщиков межрайонной ИМНС №1 по Красноярскому краю; 2 доходных счета федерального бюджета № 40102, для перечисления на них федеральных налогов, зачисляемых в доход федерального бюджета; 1 счет средств федерального бюджета № 40105 для финансирования организаций, состоящих на федеральном бюджете на территории Центрального района; 1 счеі № 40503 «Некоммерческие организации» с признаком «1», для финансирования организаций за счет средств от внебюджетной деятельности, состоящих на федеральном бюджете и открывших счета в ОФК по г.Красноярску; 1 счет 40503 с признаком «2» для финансирования ОФК за счет средств от внебюджетной и иной хозяйственной деятельности.
В соответствии с приказом Управления федерального казначейства по Красноярскому краю от 09 февраля 2000 года с 29 февраля счета № 40102 по учету доходов федерального бюджета были переведены в УФК по Красноярскому краю и с 1 марта 2000 года все налоги и платежи перечисляются в федеральный бюджет на единый счет Управления. С І января 2002 г. по приказу УФК по Красноярскому краю счета №40101 «Налоги и сборы, распределенные органами федерального казначейства» также переведены в УФК и все регулирующие налог и платежи, подлежащие распределению между бюджетами перечисляются на единый счет управления 40101. В связи с этим 2 счета ОФК по г. Красноярску, (40102) были закрыты в 2000 г., и 2 счета (40101) в 2002г. На сегодняшний день у ОФК по г.Красноярску имеется 3 действующих счета- 40105, 40503,40204.
