Раздел 3

1. Б. П. Пальчун, Р. М. Юсупов. Оценка надежности программного обеспечения. – СПб.: Наука, 1994. – 84 с.

2. J. D. Musa. Software Reliability. Measurement. Prediction. Application. – McGraw-Hill Company, 1987.– 395 p.

3. Ю. Л. Поночовный, Е. Б. Одарущенко. Моделирование надежности обновляемых программных средств нерезервированных информационно-управляющих систем постоянной готовности // Радіоелектронні і комп’ютерні системи. – 2004. – № 4(8). – С.93-97.

4. О. Н. Одарущенко Многофрагментные марковские модели и их использование для оценки надежности обслуживаемых программно-технических комплексов // Сб. науч. труд. НАН Украины. ПАНУ. – 1997. – Вып.1(5). – С.102-105.

5. Р. И. Полонников, А. В. Никандров. Методы оценки показателей надежности программного обеспечения. – СПб.: Политехника, 1992. – 78 с.

6. А. А. Рыжкин , Б. Н. Слюсарь , К. Г. Шучев. Основы теории надежности: Учеб. пособ. – Ростов н/Д: Издательский центр ДГТУ, 2002. – 182 с.

7. И. Н. Коваленко. Исследования по анализу надежности сложных систем. – К.: Наукова думка, 1976. – 184 с.

8. В.С. Харченко, Г.Н. Тимонькин, В.А. Сычев. Основы построения и проектирования АСУ техническим состоянием летательных комплексов. Учеб. Пособие. – Харьков.: Изд. ХВКИУ, 1992. – 276 с.

9. О. Н. Одарущенко, Ю. Л. Поночовный, Е. Б. Одарущенко. Терминологические аспекты теории надежности программных средств // Радіоелектронні та комп’ютерні системи. – 2004. – № 2(6). – С.88-94.

10. Vaidyanathan K., Trivedi K. S. Extended Classification of Software Faults Based on Aging // Proc. IEEE Software Reliability Engineering. – 2001. – Vol. 6, № 8. – P. 41-42.

11. Программные средства ЕВМ. Показатели и методы оценки качества: ДСТУ 2850-94 (ISO/IEC 9126-91 Е) – [Введ. от 1994 – 01 – 01]. – К., 1994. – 33 с. (Госстандарт Украины).

12. Проектна оцінка надійності складних систем з урахуванням технічного і програмного забезпечення та оперативного персоналу: ДСТУ 3524-97 – [Чинний від 1998–01–01]. – К., 1997.– 20 с. (Держстандарт України).

13. M.R. Lyu. Handbook of Software Reliability Engineering. – Washington: McGraw-Hill Company, 1996. – 805 p.

14. J. Gray. Why do computers stop and what can be done about it // Reliability in Distributed Software and Database Systems. – 1986. – Vol.1, №4. – P.3-12.

15. К.А. Иыуду. Надежность, контроль и диагностика вычислительных машин и систем.– М.: Высшая школа., 1989.– 216с.

16. С. Канер, Д. Фолк, Е.К. Нгуен. Тестирование программного обеспечения.– К.: ДиаСофт, 2000.– 554 с.

17. М.А. Ястребенецкий, Г.М. Иванова. Надежность автоматизированных систем управления технологическими процессами. М.: Энергоатомиздат, 1989.– 256 с.

18. Л. И. Волков. Управление эксплуатацией летательных комплексов: Учеб. пособ. – М.: Высш. Школа, 1981. – 368 с.

19. В. С. Харченко, Ф. А. Асидех. Методы повышения отказоустойчивости бизнес-критических компьютерных систем с использованием многоверсионных STRATUS-технологий // Открытые информационные и компьютерные интегрированные технологии. – Харьков: Национальный аэрокосмический университет «ХАИ», 2003. – Вып. 19. – С. 45-54.

20. Е. Б. Одарущенко, О. Н. Одарущенко, А. В. Стороженко, П. Н. Гроза. Оценка надежности програмно-технических комплексов на основе многофрагментных марковских моделей / // Системи обробки інформації. Вип.3(13). – Харьков: Харківський військовий университет, 2001. – С. 110-116.

21. Е. Б. Одарущенко. Оценка надежности восстанавливаемых цифровых систем на основе многофрагментных марковских моделей // Системи обробки інформації. – Харків: ХФВ „Транспорт України”, 2000. – Вип.4(10). – С. 118-120.

22. Д. А. Менаске, А. Ф. Виргилио. Производительность Web-служб. Анализ, оценка и планирование: Пер. с англ. – СПб.: ООО «ДиаСофтЮП», 2003. – 480 с.

23. В. В. Гостищев, И. В. Лысенко, О. Н. Одарущенко. Анализ живучести управляющих систем летательных аппаратов с длительным периодом функционирования в условиях неблагоприятных воздействий на основе имитационной модели // Сб. научн. труд. ХВУ. – 1996. – Вып.11. Б.2.– С.49-54.

24. О.Б. Арушанян, С.Ф. Залеткин. Численное решение обыкновенных дифференциальных уравнений на Фортране. – М.: Изд.МГУ, 1990 – 336 с.

25. Terms and definitions related to quality of service and network performance including dependability. ITU-T Recommendation E.800 – Geneva, 1994. – 65 р.

26. Ю. Л. Поночовный Метод комплексной оценки надежности распределенных информационно-управляющих систем с учетом различных видов неисправностей // Системи обробки інформації. – Харків: Харківський військовий університет, 2005. – Вип.8(48). – С.110-114.

27. Analysis and Implementation of Software Rejuvenation in Cluster Systems / K. Vaidyanathan, R. E. Harper, S. W. Hunter and K. S. Trivedi // ACM SIGMETRICS Performance Evaluation Review. – 2001. – Vol.29, №1. – P. 62-71.

28. М. Х. Гончарок. Информационная безопасность в телефонных сетях общего пользования // Защита информации. Конфидент. – 2003. – №5. – С.14-19.

29. Ахмади М.Б., Малашенко Ю.Е., Новикова Н.М. Исследование живучести иерархической сети // Изв. РАН. Теория и системы управления. - 2001. - № 1. – С. 56-69.

30. А.П. Батуков, В.В. Скляр. Оценка живучести управляющих систем при биноминальном распределении вероятности поражения их элементов // Электронное моделирование. – 2001. – Т. 23, № 6. – С. 92-101.

31. Безопасность атомных станций: информационные и управляющие системы / Под ред. М.А. Ястребенецкого. – К.: Техника, 2004. – 472 с.

32. В.И. Битнер, Г.Н. Попов. Нормирование качества телекоммуникационных услуг: Учебное пособие / Под ред. профессора В.П. Шувалова. – М.: Горячая линия – Телеком, 2004. – 312 с.

33. Н.П. Бородавка. Методи та інформаційна технологія розробки компонентних функціональних структур для забезпечення живучості бортових інформаційно-управляючих систем. – Автореф. дис. на здоб. наук. ступеня канд. техн. наук / Нац. аерокосм. ун-т ім. М.Є. Жуковського „Харківський авіаційний інститут”. – Харків, 2007. – 20 с.

34. ГОСТ РВ 20.57.416.1-98. Надежность и стойкость вооружения и военной техники. Методы испытаний. Испытания на стойкость к воздействию механических, климатических, биологических факторов и специальных сред. – Введ. 01.06.98. – М.: Изд-во стандартов ФГУП ЦНИИ 21 МО РФ, 1998. – 164 с. [Государственный военный стандарт Российской Федерации].

35. В.В .Гостищев, И.В. Лысенко, О.Н. Одарущенко. Анализ живучести управляющих систем летательных аппаратов с длительным периодом функционирования в условиях неблагоприятных воздействий на основе имитационной модели // Сб. научн. трудов ХВУ. – 1996. – Вып. 11. Б. 2. – С.49-54.

36. А.Г. Додонов, М.Г. Кузнецова, Е.С. Горбачик. Введениев теорию живучести вычислительных систем. – К.: Наукова думка, 1990. – 184 с.

37. А.Г. Додонов, М.Г. Кузнецова, Е.С. Горбачик. Живучесть и надежность сложных систем. – К.: Международный научно-учебный центр ЮНЕСКО / МПИ информационных технологий и систем, 2001. – 163 с.

38. Ю.Е. Малашенко. Анализ живучести сетей связи // Научно-техн. сб. «Техника средств связи», сер. «Системы связи». – 1988. - № 6. – С. 31-37.

39. Ю.Е. Малашенко. Гарантированные оценки живучести сетей // Изв. АН СССР. Техн. кибернетика, - 1988. - № 6. – С. 97-102.

40. Методы анализа и синтеза модульных информационно-управляющих систем / Н.А. Кузнецов, В.В. Кульба, С.С. Ковалевский, С.А. Косяченко. – М.: Физматлит, 2002. – 798 с.

41. Многоверсионные системы, технологии, проекты / В.С. Харченко, В.Я. Жихарев, В.М. Илюшко, Н.В. Нечипорук. Под ред. д-ра техн. наук, проф. В.С. Харченко. – Харьков: Нац. аэрокосм. ун-т «ХАИ», 2003. – 486 с.

42. Надежность и живучесть систем связи / Б.Я. Дудник, В.Ф. Овчаренко, В.К. Орлов, Б.П. Филин, А.В. Холин, А.В. Шурмин / Под ред. Б.Я. Дудника. – М.: Радио и связь, 1984. – 216 с., ил.

43. А.С. Родионов, О.К. Родионова. Метод ветвления в вычислении характеристик связности сетей // Сб. трудов Междунар. конф. «Вычислительные и информационные технологии в науке, технике и образовании». – Павлодар: НАИ, 2006. – Ч. 1. – С. 53-57.

44. И.А. Рябинин. Надежность и безопасность структурно-сложных систем. – СПб.: Политехника, 2000. – 247 с.

45. В.С. Харченко, И.В. Лысенко, В.А. Мельников. Оценка и обеспечение живучести информационно-вычислительных и управляющих систем технических комплексов критического использования // Зарубежная радиоэлектроника. – 1996. - № 1. – С. 64-80.

46. В.С. Харченко, П.Е. Марков. Живучесть и безопасность систем управления летательных комплексов. Ч. 1. Основные понятия и модели. – Харьков: МО Украины, 1995. – 109 с.

47. В.С. Харченко, Г.М. Тимонькін, В.О. Сичов, І.В. Лисенко. Теорія надійності та живучості елементів і систем літальних комплексів: Підручник. – К.: МО України, 1997.– 403 с.

48. В.Г. Хорошевский. Потенциальная живучесть вычислительных систем // Электронное моделирование. – 1987. - № 2, 3. – С. 17-20.

49. Г.Н. Черкесов. Методы и модели оценки живучести сложных систем. – М.: Знание, 1987. – 56 с.

50. A case study in survivable network system analysis / R.J. Ellison, R.C. Linger, T.A. Longstaff, N.R. Mead (CMU/SEI-98-TR-014 / ESC-TR-98-014). – Pittsburgh, PA (USA): Software Engineering Institute (DoD), Carnegie Mellon University. – 1998. – 32 p.

51. MIL-HDBK-818-1. Survivable adaptable fiber optic embedded network (SAFENET). Network development guidance. Military handbook. - Act. from 31.10.92. – Washington D.C.: DQ&SO USA DoD, 1992. – 128 p.

52. MIL-HDBK-1799. Survivability, Aeronautical systems (for combat mission effectiveness). (Issued controlled). Network development guidance. Military handbook. - Act. from 14.02.97. – Washington D.C.: DQ&SO USA DoD, 1997. – 348 p.

53. S.D. Moitra, S.L. Konda. A simulation model for managing survivability of networked information systems (CMU/SEI-2000-TR-020 / ESC-TR-2000-020). – Pittsburgh, PA (USA): Software Engineering Institute (DoD), Carnegie Mellon University. – 2000. – 44 p.

54. S.D. Moitra, S.L. Konda. The survivability of network systems: an empirical analysis (CMU/SEI-2000-TR-021 / ESC-TR-2000-021). – Pittsburgh, PA (USA): Software Engineering Institute (DoD), Carnegie Mellon University. – 2000. – 53 p.

55. ГОСТ 27.310-95. Надежность в технике. Анализ видов, последствий и критичности отказов. Основные положения. – Введ. 01.01.97. – М.: ИПК Издательство стандартов, 1996. – 20 с. [Межгосударственный стандарт].

56. О.С. Тимофеев. Оценка критичности и корреляции функций бортовых информационно-управляющих систем при анализе потенциальной живучести // Радіоелектронні і комп’ютерні системи. – 2006. - № 7. – С. 111-114.

57. А.А. Гагин, О.В. Климовский. Методы определения живучести сложных систем при многократных точечных внешних воздействиях // Электронное моделирование. – 1990. –Т. 12, № 4. – С. 37-43.

58. И.Б. Сироджа. Комбинаторные задачи оптимизации на графах: Уч. пособ. по «Спецглавам математики». – Харьков: ХАИ, 1991. – 96 с.

59. А.А. Копанев. "Требование-М" - новое поколение автоматизированных систем управления // Военный парад. - 2000. - № 5 (41). - С. 54-56.

60. КНД 45-136-99. Інструкція по захисту волоконно-оптичних кабелів зв’язку від ударів блискавки та електромагнітних впливів. Керівний нормативний документ галузі. - Чинний від 01.11.99. – К.: Держкомзв`язку України, 1999. – 130 с.

61. С.Н. Ксенофонтов. Методика оценки надежности оптических кабелей различных конструкций // Электросвязь. – 1995. - № 11. – С. 26 – 27.

62. Информатика: Учебник / Под ред. Н.В. Макаровой. – М.: Финансы и статистика, 1998. - 768 с.

АНОТАЦІЯ ТА ЗМІСТ

УДК___

Харченко В.С., Одарущенко О.Н., Поночовний Ю.Л., Живило С.В., Одарущенко О.Б., Харибін А.В., Одарущенко В.О. Системи та технології высокої готовності. Лекційний матеріал / Під ред. Харченко В.С. Міністерство освіти та науки, молоді та спорту України, Полтавський національний технічний університет імені Юрія Кондратюка , 2012. – 249 с.

Викладено матеріали лекційного курсу, присвяченого методам, інструментальним засобам (технологіям) і інформаційним технологіям побудови сучасних систем високої готовності (НАS&T), обчислювальним ядром яких, є відмовостійкі комп'ютерні системи. Розглянуто основні поняття і визначення систем високої готовності НАS&T, базові концепції їх побудови та області застосування.

Викладено методи моделювання НАS&T з урахуванням інтенсивностей потоків відмов і відновлень програмних та апаратних засобів. Наведено інформаційні технології, що дозволяють оцінювати готовність таких систем в умовах зміни надійності їх програмних засобів, а також їх оновлення. Розглянуто концепцію управління гарантоздатністю НАS за фактичним інформаційно-технічним станом.

Лекційний матеріал складено відповідно програми дисципліни «Системи та технології високої готовності» (High availability systems and technologies), підготовленої для докторів філософії (кандидатів наук) в рамках проекту TEMPUS-SAFEGUARDE. Даний проект, фінансовано Європейським Союзом за програмою TEMPUS-JPCR (2009-4697/001-001) «MSc and PhD Studies in Aerospace Critical Computing», та присвячено розробці та впровадженню навчальних курсів для підготовки за напрямом аерокосмічного критичного комп'ютингу.

Для фахівців в області розробки і моделювання систем високої готовності, обчислювальним ядром яких є відмовостійкі комп'ютерні системи. Лекційний матеріал може бути корисний магістрантам, аспірантам і докторантам університетів, які навчаються за напрямками комп'ютерних наук, комп'ютерної та програмної інженерії, викладачам і науковцям, що займаються проблемами надійності (готовності) комп'ютерних систем, мереж та сервісів.

Іл. 88, Табл 28, Бібліогр.: 124 назв.

ЗМІСТ

СПИСОК СКОРОЧЕНЬ………………………………………………..3

ВВЕДЕННЯ…………………………………………………………….5

0.1. Задача – забезпечити високу готовність………………………..5

0.2. Структура книги…………………………………………………...6

РОЗДІЛ 1. ОСНОВНІ ПОНЯТТЯ ТА ВИЗНАЧЕННЯ СИСТЕМ ВИСОКОЇ ГОТОВНОСТІ…………………………………………….10

1.1. Концепція систем високої готовності…………………………..10

1.1.1. Фактори високої готовності та класифікація СВГ…………..11

1.1.2. Аналіз стандартів у сфері високої готовності……………….14

1.2. Фактори неготовності СВГ……………………………………...17

1.2.1. Таксономічна схема гарантоздатності СВГ. Аналіз загроз…

…………………………………………………………………………..17

1.2.2. Класифікація та аналіз дефектів………………………………22

1.3. Аналіз вимог до показників надійності та готовності СВГ…...26

1.3.1. Аналіз вимог до надійності СВГ………………………………26

1.3.2. Аналіз вимог до показників надійності СВГ…………………27

1.3.3. Вимоги до безвідмовності, відмовостійкості СВГ…………...30

1.4. Еволюція технологій високої готовності.HA-, CA- та DA технології………………………………………………………………32

1.4.1. НА и СА технології……………………………………………..32

1.4.2. DA технологія…………………………………………………...39

1.5. Області використання систем та технологій високої готовності

…………………………………………………………………………..39

КОНТРОЛЬНІ ПИТАННЯ…………………………………………....46

РОЗДІЛ 2. АРХІТЕКТУРНІ РІШЕННЯ СВГІТ (HAS&T)…………47

2.1. Архітектурне рішення СВГ на основі використання технології

2.2. FT-servers(Fault Tolerance Server)…………………………………….47

2.1.1. Класифікації СВГ, побудованих на базі технології FT-servers

…………………………………………………………………………..47

2.1.2. Класи СВГ………………………………………………………48

2.1.3. Архітектура Hewlett—Packard NonStop (NS)…………………49

2.1.4. Архітектура IBM z10…………………………………………...51

2.1.5. Архітектура Sun SPARC Enterprise M9000…………………...52

2.1.6. Аналіз можливих дефектів та породжених ними збоїв

та відмов підсистем FT-servers…………………………………………..56

2.2. Архітектурні рішення СВГ на основі використання

відмовостійких обчислювальних кластерів…………………............61

2.3. Розподілені СВГ. Структура та вимоги до готовності та живучості………………………………………………………............67

2.3.1. Аналіз властивості живучості розподілених СВГ……………67

2.3.2. Розподілені СВГ як об'єкти забезпечення живучості………...69

2.4. Структурний анліз елементів РІС…………………………….....72

2.4.1. Побудова ЦОД РІС……………………………………………72

2.4.2. Побудова коммутаційних центрів РІС………………………..77

2.4.3. Побудова волоконно-оптичних ліній передачі інформації РІС……………………………………………………………………...78

2.4.4. Аналіз вимог до готовності та фивучості сучасних

РІС критичного використання та їх структурних елементів……………79

КОНТРОЛЬНІ ПИТАННЯ…………………………………………...80

РОЗДІЛ 3. ОЦІНКА БАЗОВИХ (АРХІТЕКТУР) СВГ

(СИСТЕМ ВИСОКОЇ ГОТОВНОСТІ, ЯК СИСТЕМ ІЗ

ЗМІННИМИ ПАРАМЕТРАМИ; МАРКІВСЬКІ ТА

НАПІВМАРКІВСЬКІ МОДЕЛІ). ІНСТРУМЕНТАЛЬНІ

ЗАСОБИ МОДЕЛЮВАННЯ БАЗОВИХ

АРХІТЕКТУР СВГ……………………………………….81

3.1. Основні терміни та припущення………………………………...83

3.2. Моделі оцінки надійності програмних засобів………………....83

3.3. Регулярізація варіантів зміни параметрів потоків відмов

та відновлень программного забезпечення технічних засобів………..93

3.4. Послідовність математичного опису станів СВГ

використовуючи багатофрагментні моделі…………………………99

3.5. Базові макромоделі для типових архітектура СВГ……………100

3.6. Дослідження готовності СВГ на основі вкладених Маківських ланцюгів………………………………………………………………106

3.6.1. Вихідні положення…………………………………………….106

3.6.2. Побудова вклдежних Марківських ланцюгів для

моделювання систем при змінні параметра потока

відмов програмних засобів……………………………………...109

3.6.3. Побудова вкладених марківських ланцюгів для

моделювання систем при лнійній змінні параметрів

потоків відмов та відновлень програмних засобів……………….117

3.6.4. Побудова вкладених Марківських ланцюгів для

моделювання систем при нелінійній змінні параметрів

потоків відмов та відновлень програмних засобів…… ……….121

3.6.5. Аналіз результатів моделювання СВГ на базі

вкладених Марківських ланцюгів……………………………………125

3.6.6. Інформаційна технологія моделювання та

оцінки надійності СВГ враховуючи

параметри потоків відмов та відновлень

програмних засобів………………………………………………….136

3.7. Моделювання та оцінка СВГ враховуючи оновлення программного забезпечення………………………………………...142

3.7.1. Комплексний підхід до оцінки надійності комп'ютерних систем…………………………………………………………………142

3.7.2. Багатофрагментна модель надійності з врахуванням

оновлень та дефектів програмного забезпечення……………….151

3.7.3. Багатофрагментна модель готовності СВГ

з врахуванням несанкціонованих дій……………………………..163

3.7.3.1. СВГ з програмним забезпеченням без можливості оновлення……………………………………………………………163

3.7.3.2. СВГ з програмним забезпеченням з можливістю

оновлення..…………………………………………………………..172

3.7.4. Інформаційна технологія підтримки прийняття

рішення щодо забезпечення надійністю СВГ

з поновляємим програмним забезпеченням………………….188

3.8. Метод оцінки живучості розподілених РІС…………………...192

3.8.1. Модель розподіленої інформаційної системи……………….193

3.9. Показники оцінки живучості РІС……………………………...197

3.9.1. Використання методу оцінки живучості РІС та аналіз результатів…………………………………………………………...199

3.9.2. Етап моделювання РІС……………………………………….200

3.9.3. Етап проведення аналізу критичності окремих елементів РІС……………………………………………………………………203

3.9.4. Оцінка результуючих показників живучості РІС…………..208

3.10. Інформаційна технологія оцінки живучості РІС та їх елементів…………………………………………………………….208

3.11. Розробка концепції інформаційної технології

підтримки прийняття рішень по забезпеченню

живучості розподілених інформаційних систем…… ………….215

КОНТРОЛЬНІ ПИТАННЯ…………………………………………..217

ЗАКЛЮЧЕННЯ………………………………………………………218

ЛІТЕРАТУРА………………………………………………………...220

ABSTRACT AND CONTENT