Бездисковые рабочие станции

Бездисковые рабочие станции (diskless workstation) могут быть использованы в высо­козащищенном окружении, где искажение данных недопустимо. С появлением операцион­ных систем, основанных на Java, бездисковые рабочие станции (переименованные в «сете­вые компьютеры») были переработаны и нацелены на привлечение более широкой аудито­рии. Поскольку эти компьютеры могут только запускать приложения, загруженные с серве­ра, они могут уменьшить эксплуатационные расходы, связанные с обновлением и установкой приложений на каждом компьютере в организации. До сих пор сохраняется неопределен­ность, смогут ли сетевые компьютеры заменить стандартные персональные компьютеры.

Бездисковые компьютеры имеют загрузочную микросхему ПЗУ, которая позволяет клиенту инициировать сеанс работы с сервером. При запуске бездисковый компьютер запус­кает по сети широковещательное сообщение с физическим адресом своего оборудования. Сервер RARP (Reverse Address Resolution Protocol — Протокол обратного разрешения адре­сов) выполняет обратный поиск присвоенного клиенту сетевого адреса и посылает загрузоч­ную информацию прямо клиенту. Кроме того, сервер поручает клиенту идентифицировать пользователя. После того как пользователь будет правильно идентифицирован, сервер по­зволит клиенту войти в сеть.

Бездисковые компьютеры являются надежным вложением для высокозащищенных сред. Поскольку у таких компьютеров нет ни гибких, ни жестких дисков, пользователи не могут получить данные и уйти вместе с ними. Однако они бесполезны, если сетевой сервер недоступен.

Шифрование

Шифрование (encryption) представляет собой процесс приведения данных к некото­рому виду, который могут понимать только отправитель и получатель. Шифрование данных перед их вводом в сетевую карту является наиболее безопасным способом посылки данных. После того как данные достигли того получателя, которому они предназначались, они рас­шифровываются с помощью заранее оговоренного кода и возвращаются в их исходный фор­мат.

Data Encryption Standard (DES — Стандарт шифрования данных) является системой шифрования, созданной для правительства США. Чтобы использовать эту систему, как от­правитель, так и получатель нуждаются в доступе к дополнительному набору ключей. Гово­ря проще, отправитель использует ключ для шифрования данных перед отправкой, а получа­тель использует соответствующий ключ для расшифровки данных.

DES является стандартом «де-факто» для шифрования данных, но он уязвим, если взломщик может получить копии ключей.

Pretty Good Privacy (PGP — Очень хорошая защита) является системой шифрования, во многом схожей с DES (в обеих системах ключ основан на конечном числовом алгоритме). Однако PGP использует два связанных ключа. Один ключ служит для шифрования сообще­ния, а другой — для его расшифровки. Пользователь скрывает ключ для расшифровки дан­ных и публикует ключ для зашифровки. Эти ключи генерируются в одно и то же время, ис­пользуя алгоритм, позволяющий одному шифровать, а другому — расшифровывать. Ключи не могут быть использованы в обратном направлении. Это позволяет отправителю получить открытый ключ PGP получателя и зашифровать сообщение для получателя. Поскольку полу­чатель имеет единственный ключ, позволяющий расшифровать сообщение, никто другой не сможет расшифровать сообщение.

Шифрование PGP может быть реальной альтернативой шифрованию каждого пакета, который покидает компьютер. Он позволяет пользователю вы­брать, какие данные будут зашифрованы (например, критичные сообщения электронной почты).

Для обеспечения более защищенной среды вы можете приобрести оборудование, ко­торое зашифровывает и расшифровывает данные по мере того, как они попадают в ваш ком­пьютер и покидают его.

Защита от вирусов

Хотя большинство вирусов представляет собой раздражающие программы, которые не наносят компьютеру серьезного вреда, некоторые вирусы могут вызвать потерю данных. Когда мы обсуждаем вирусы, мы фактически говорим о четырех типах компьютерных про­грамм:

1. Вирусы (Viruses). Компьютерные программы, которые делают копии самих себя и «прицепляются» к исполнимому файлу (прикрепление к файлу данных бессмыс­ленно, так как процессор не исполняет данные).

2. Самокопирующиеся программы (Worm programs). Они делают копии самих себя, но не прикрепляются к другим файлам.

3. Троянские кони (Trojan Horse viruses). Подобно сюжету оригинальной истории, они входят в компьютеры замаскированными под совершенно другие программы. Мы узнаем, чем они являются на деле, только при исполнении. Примером такого вируса является позорный Троянский конь AOL4FREE.EXE. Многие пользователи поверили, что это загружаемое обновление America Online. Фактически при ис­полнении он переходил в корневой каталог компьютера-хозяина и, используя ко­манду DOS DELTREE, систематически удалял каждый файл с жесткого диска пользователя. Пользователи легко могли остановить его, нажав сочетание клавиш Ctrl+C, но многие этого не знали.

4. Макровирусы (Macro viruses). Это специальный поднабор семейства вирусов. Используя макроязыки, связанные со многими из мощных сегодняшних приложе­ний, возможно создать вирус, заражающий файлы данных. Хоть сами по себе фай­лы данных никогда не обрабатываются процессором, макрокод, связанный с дан­ными, обрабатывается. Вирус Concept является примером макровируса, который может распространяться через файл данных, вложенный в сообщение электронной почты.

Программы защиты от вирусов не могут предотвратить появление вирусов. Они мо­гут только предотвратить активизацию вируса, исправить повреждения, нанесенные виру­сом, и удалить вирусы из системы. Основой предотвращения активизации вирусов является многоэтапный план, который адресуется к следующим вопросам:

1. Что делать для предотвращения попадания вирусов в сеть. Ограничить за­грузку программного обеспечения пользователями и создать жесткую стратегию, при которой все диски перед использованием проверяются на наличие вирусов.

2. Как проверять сеть на наличие любых вирусов. Регулярно использовать анти­вирусную программу, обнаруживающую и обезвреживающую вирусы, которые могут быть в сети.

3. Что делать, когда вирус обнаружен. Убедиться, что пользователи знают, что де­лать, если обнаружен вирус. Они должны сообщить сотрудникам информационно­го подразделения, очистить от вирусов свои жесткие диски и все другие гибкие диски и информировать своих партнеров, которые могли бы получить зараженный диск или сообщение электронной почты.

5.4. Восстановление после сбоев

Потеря данных может вызвать катастрофические последствия для организации. «Стратегии устранения сбоев» должна покрыть проблемы, вызванные огнем, удалением и повреждением данных, кражей или вандализмом, сбоями питания, выходом из строя компонента сервера и природными катаклизмами. На большинство событий можно ответить с по­мощью следующих трех общих приемов:

1. Резервное копирование на ленту (tape backup).

2. Устройства бесперебойного питания (Uninterruptible Power Supply, UPS).

3. Обеспечение устойчивости к сбоям.

Резервное копирование на ленту

В чем заключается главное правило работы с компьютером? В резервном копирова­нии. Резервное копирование — простейшее и наиболее дешевое средство защиты данных.

Планирование стратегии резервного копирования существенно в любой сети. План должен включать критерии, что считать существенными данными, резервное копирование которых должно происходить часто, а что считать менее существенными данными, требую­щими менее частого резервного копирования. Таким же существенным, как планирование и внедрение резервного копирования, является процесс тестирования целостности системы по­средством осуществления регулярных тестовых операций восстановления.

Компонентами обычного сетевого резервного копирования являются оборудование резервного копирования, расписание резервного копирования и лицо, ответственное за про­ведение резервного копирования.

Оборудование резервного копирования

В большей части оборудования резервного копирования используются ленты. Однако магнитооптические дисководы становятся все более распространенными в операциях ре­зервного копирования. Оборудование должно отвечать следующим критериям:

1. Размер (size). Может ли оно эффективно осуществлять резервное копирование системы?

2. Скорость (speed). Может ли оно осуществлять резервное копирование системы в достаточной степени своевременно?

3. Надежность (reliability). Можно ли быть уверенным, что оно будет работать при крахе системы?

4. Возможности (features). Включает ли оно обнаружение ошибок и возможности их исправления?

Расписание резервного копирования

Существует пять типов резервного копирования:

1. Разностное, или дифференциальное (differential). Осуществляет резервное ко­пирование выделенных данных, которые изменились после последней операции резервного копирования, без маркировки данных как архивированных.

2. С приращением, или инкрементальное (incremental). Осуществляет резервное копирование и маркирует выделенные данные, которые изменились после послед­ней операции резервного копирования.

3. Копирование (сору). Осуществляет резервное копирование всех выделенных данных без маркировки данных как архивированных.

4. Ежедневное (daily). Осуществляет резервное копирование только тех файлов, ко­торые были изменены в этот день без маркировки их как архивированных.

5. Полное (full). Осуществляет резервное копирование и маркировку как архивиро­ванных всех выделенных данных, вне зависимости от того, изменились ли данные после последней операции резервного копирования.

В зависимости от сети и критичности целостности данных операции резервного копи­рования могут выполняться ежедневно, еженедельно или даже ежемесячно. Хорошей стратегией является ежедневное выполнение резервного копирования с приращением и с полным резервным копированием в конце недели. Это максимизирует пропускную способность ре­зервного копирования в часы низкой загрузки сети. Также рекомендуется ротация лент ре­зервного копирования. Использование одних и тех же пяти лент с метками от Понедельника по Пятницу в течение года не лучшая мысль. Стоит также хранить дополнительную полную копию в другом, безопасном помещении. Если пожар уничтожит здание, данные будут все же сохранены.

Операторы резервного копирования

Операции резервного копирования должны быть запротоколированы с указанием да­ты, времени и типа резервного копирования. Эта информация должна быть также записана в файл сетевого журнала. Операторы резервного копирования должны быть хорошо подготов­лены и выделены для важной задачи системного резервного копирования, В целях безопас­ности человек, который имеет доступ к лентам резервного копирования, должен быть хоро­шо известен и пользоваться доверием.

Устройство бесперебойного питания

Устройство бесперебойного питания (Uninterruptible Power Supply — UPS) представ­ляет собой большую переключаемую батарею, соединяющую стенную розетку и компьютер. В случае выхода внешнего питания за установленные границы UPS немедленно начнет обес­печение компьютера электроэнергией. Это происходит настолько быстро, что работа компь­ютера не нарушается в результате отсутствия питания. Многие устройства UPS обладают способностью информировать компьютер, что он работает на батарее и сколько еще времени он предположительно сможет так работать. Это позволяет компьютеру вычислить, когда нужно выполнить полное выключение до окончательного выхода из строя электроснабже­ния. Многие системы могут также послать администратору предупреждение, когда компью­тер переходит от питания переменным током на питание от UPS.

Кроме того, многие UPS действуют в качестве стабилизатора. Напряжение в настен­ной розетке, номинально равное 100 или 220 вольтам, может колебаться выше или ниже это­го уровня. Эти изменяющиеся уровни могут повредить чувствительные электронные компо­ненты. UPS, выполняя роль стабилизатора, гарантирует, что компьютер получает напряже­ние в нужном диапазоне.

Многие операционные системы (включая Windows NT) не сразу записывают данные на диск. Система кэширует данные, предназначенные для записи на диск, и ждет, пока про­цессор не освободится. По достижении определенного порога накопления данные записыва­ются на диск. Хотя такая схема является наиболее эффективным способом для работы сис­темы, если электроснабжение выходит из строя, все данные, которые находятся еще в кэше, будут потеряны. UPS предоставляет необходимое время, чтобы администратор мог безопас­но выключить систему (либо чтобы система выключилась сама).

Устойчивые к сбоям системы

Устойчивость к сбоям (fault tolerance) — это термин, используемый для описания спо­собности системы восстанавливаться после сбоев.

Устойчивые к сбоям жесткие диски (fault tolerant hard disks) определены серией спе­цификаций, известной как RAID (Redundant Array of Inexpensive Disks — Избыточный мас­сив недорогих дисков).

1. RAID уровня 0. Disk striping without parity (чередование дисков без контроля четно­сти).

2. RAID уровня 1. Disk mirroring (зеркализация дисков) или duplexing (дублирование).

3. RAID уровня 2. Disk striping with ECC (чередование дисков с кодом коррекции оши­бок).

4. RAID уровня 3. Disk ECC stored as parity (диск с кодом коррекции ошибок, хранимым как контроль четности).

5. RAID уровня 4. Disk striping with large blocks (чередование дисков с крупными бло­ками).

6. RAID уровня 5. Disk striping with parity (чередование дисков с контролем четности).

Каждый из этих уровней описывает, как несколько физических жестких дисков могут быть использованы для увеличения производительности системы и/или повышения устойчи­вости к сбоям.

RAID уровня 0 — чередование дисков без контроля четности

Наборы дисков с чередованием (без контроля четности) не обеспечивают устойчиво­сти к сбоям. Если один диск выходит из строя, все данные теряются. Однако пропускная способность в системах, использующих чередование дисков без контроля четности, высока. Это происходит потому, что самым медленным элементом в операции записи на диск явля­ется сам жесткий диск. При двух дисках в наборе дисков с чередованием один диск будет получать данные от контроллера и начинать запись на диск. Контроллер может немедленно переключиться на следующий диск и послать данные ему, и этот диск сможет начать сохра­нение данных. Первый диск может еще не закончить первую операцию записи, и контролле­ру придется ждать. Если увеличить количество дисков в наборе дисков с чередованием, для записи на каждый диск будет больше времени.