LUẬN văn THẠC sĩ HAY nâng cao độ tin cậy cho hệ thống máy chủ phục vụ truy cập internet

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN & TRUYỀN THÔNG –––––––––––––––––––––––––––– TRẦN THỊ DUNG NÂNG CAO ĐỘ TIN CẬY CHO HỆ THỐNG MÁY CHỦ PHỤC VỤ TRUY CẬP INTERNET LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÁY TÍNH THÁI NGUYÊN - 2016 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN & TRUYỀN THÔNG –––––––––––––––––––––––––––––– TRẦN THỊ DUNG NÂNG CAO ĐỘ TIN CẬY CHO HỆ THỐNG MÁY CHỦ PHỤC VỤ TRUY CẬP INTERNET Chuyên ngành: Khoa học máy tính Mã số: 60480101 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÁY TÍNH Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS LÊ QUANG MINH THÁI NGUYÊN - 2016 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com i LỜI CAM ĐOAN Tên Trần Thị Dung, học viên cao học lớp CK13A, chun ngành Khoa học máy tính, khố 2014-2016 Tơi xin cam đoan luận văn thạc sĩ “Nâng cao độ tin cậy cho hệ thống máy chủ phục vụ truy cập Internet” cơng trình nghiên cứu riêng tơi, số liệu nghiên cứu thu đƣợc từ thực nghiệm không chép Học viên Trần Thị Dung LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ii LỜI CẢM ƠN Đƣợc phân công Khoa sau Đại học trƣờng Đại học Công nghệ Thông tin Truyền thông đồng ý thầy giáo hƣớng dẫn TS Lê Quang Minh, thực đề tài “Nâng cao độ tin cậy cho hệ thống máy chủ phục vụ truy cập Internet” Để hồn thành luận văn này, tơi xin chân thành cảm ơn thầy, cô giáo tận tình hƣớng dẫn, giảng dạy suốt trình học tập, nghiên cứu trƣờng Đại học Công nghệ Thông tin Truyền thông - Đại học Thái Nguyên Xin chân thành cảm ơn sâu sắc tới thầy giáo hƣớng dẫn TS Lê Quang Minh tận tình, chu đáo, định hƣớng hƣớng dẫn thực luận văn Mặc dù có nhiều cố gắng để thực đề tài cách hoàn chỉnh Song buổi đầu làm quen với công tác nghiên cứu khoa học, tiếp cận với thực tế nhƣ hạn chế kiến thức kinh nghiệm nên tránh khỏi thiếu sót định mà thân chƣa thấy đƣợc Tôi mong nhận đƣợc góp ý q thầy bạn đồng nghiệp để luận văn đƣợc hoàn chỉnh Xin chân thành cảm ơn! Thái Nguyên, ngày 15 tháng năm 2016 Học viên Trần Thị Dung LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC KÝ HIỆU, TỪ VIẾT TẮT v DANH MỤC CÁC BẢNG vi DANH MỤC HÌNH ẢNH vii MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Mục đích nghiên cứu Nhiệm vụ nghiên cứu Phƣơng pháp nghiên cứu Cấu trúc luận văn CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỘ TIN CẬY CỦA HỆ THỐNG 1.1 Khái niệm độ tin cậy hệ thống 1.1.1 Khái niệm hệ thống phần tử 1.1.2 Định nghĩa độ tin cậy 1.1.3 Chỉ số độ tin cậy hệ thống 1.2 Vai trò độ tin cậy hệ thống 15 1.3 Các bƣớc tính tốn độ tin cậy hệ thống 18 1.3.1 Xây dựng sơ đồ logic theo cấu trúc hệ thống 18 1.3.2 Thuật toán chuyển đổi sơ đồ cấu trúc logic sang đồ thị liên kết 20 1.3.3 Trực giao hóa tốn tử logic 27 1.3.4 Chuyển đổi mơ hình logic sang giá trị đại số 28 CHƢƠNG 2: CÁC PHƢƠNG PHÁP DỰ PHÒNG NÂNG CAO ĐỘ TIN CẬY CỦA HỆ THỐNG 30 2.1 Bài toán dự phòng hệ thống 30 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com iv 2.2 Các phƣơng pháp dự phòng truyền thống 31 2.2.1 Phƣơng pháp dự phòng nóng 31 2.2.2 Phƣơng pháp dự phòng lạnh 33 2.2.3 Phƣơng pháp dự phòng theo chế bỏ phiếu (chập 3) 36 2.2.4 Phƣơng pháp dự phịng bảo vệ tích cực 37 2.3 Thuật toán đảm bảo độ tin cậy hệ thống 39 2.3.1 Mơ hình hệ thống sử dụng dự phịng tĩnh 39 2.3.2 Mơ hình hệ thống sử dụng dự phịng tích cực 41 CHƢƠNG 3: ỨNG DỤNG VÀ GIẢI PHÁP XỬ LÝ DỰ PHÒNG CHO HỆ THỐNG MÁY CHỦ 44 3.1 Bài toán độ tin cậy cho máy chủ DNS Anycast 44 3.1.1 Vai trò tầm quan trọng máy chủ DNS 44 3.1.2 Cấu trúc phân cấp, nguyên tắc hoạt động DNS server 45 3.1.3 Công nghệ định tuyến Anycast 46 3.1.4 Những thách thức hệ thống DNS Anycast 49 3.2 Bài toán nâng cao độ tin cậy cho máy chủ DNS Anycast phƣơng án 50 3.2.1 Phát biểu toán 50 3.2.2 Phƣơng án dự phịng giải tốn độ tin cậy cho máy chủ DNS 52 3.3 Xây dựng chƣơng trình thử nghiệm đánh giá kết 53 3.4 Kết luận đánh giá kết toán 57 KẾT LUẬN 58 Kết luận 58 Hƣớng nghiên cứu 58 DANH MỤC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN VĂN ĐƢỢC CƠNG BỐ 60 TÀI LIỆU THAM KHẢO 61 PHỤ LỤC 63 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com v DANH MỤC KÝ HIỆU, TỪ VIẾT TẮT Từ viết tăt Từ tiếng Anh AP Active Protection MTTF Mean Time To Failure MTBF Từ cụm từ Phƣơng pháp dự phịng chủ động Thời gian hoạt động an tồn trung bình Mean Time Between Thời gian trung bình hai Failure lần hỏng Thời gian trung bình sửa chữa MTTR Mean Time To Repair DNS Domain Name Service Dịch vụ phân giải tên miền PDS Primary DNS Server Máy chủ tên miền SDS Secondary DNS Server Máy chủ tên miền phụ WSN Wireless Sensors Network Mạng cảm biến không dây TLDs Top-Level Domains Tên miền mức đỉnh SLDs Second-Level Domains Tên miền mức hai cố LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com vi DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1: Bảng giá trị độ tin cậy hệ thống HCS theo cấu hình 42 Bảng 3.1: Kết tính độ tin cậy hệ thống phƣơng án 55 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com vii DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1: Biểu diễn hàm mật độ phân phối xác suất Hình 1.2: Biểu diễn hàm phân phối xác suất Hình 1.3: Biểu diễn độ tin cậy phần tử Hình 1.4: Biểu diễn hàm phân phối độ tin cậy 10 Hình 1.5: Biểu diễn cƣờng độ hỏng hóc 10 Hình 1.6: Các khoảng cách làm việc khoảng cách phục hồi 12 Hình 1.7: Một kịch phát lỗi sửa lỗi 14 Hình 1.8: Sơ đồ hệ phần tử nối tiếp 19 Hình 1.9: Sơ đồ hệ phần tử song song 19 Hình 2.1: Hệ thống dự phịng nóng 31 Hình 2.2: Hệ thống dự phịng lạnh 33 Hình 2.3: Hệ thống dự phòng lạnh với phần tử 34 Hình 2.4: Hệ thống dự phòng lạnh với phần tử 35 Hình 2.5: Phƣơng pháp dự phịng theo chế chập 37 Hình 2.6: Cơ chế dự phịng tích cực 37 Hình 2.7 Cấu hình HCS có dự phịng (1: Cấu hình ban đầu; 2-8: Cấu hình với dự phịng) 39 Hình 2.8: Phƣơng pháp dự phịng tích cực cho hệ thống 41 Hình 2.9: Nhân cấu hình với vi xử lý 43 Hình 3.1: Cấu trúc phân cấp tên miền 45 Hình 3.2: Cơ chế hoạt động Anycast (nguồn vnnic.vn) 47 Hình 3.3: Thơng tin bảng định tuyến Anycast (nguồn vnnic.vn) 47 Hình 3.4: Phân bổ DNS Anycast giới (nguồn wikipedia.org) 48 Hình 3.5: Mơ hình dự phịng cho máy chủ DNS Anycast 51 Hình 3.6: Chức chƣơng trình thử nghiệm 53 Hình 3.7: Mã nguồn cài đặt thuật tốn tính độ tin cậy 54 Hình 3.8: Kết tính tốn chƣơng trình demo 54 Hình 3.9: Biểu đồ so sánh độ tin cậy phƣơng án dự phòng 56 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Cuọ c cách mạng khoa học k thuạ t lĩnh vực co ng nghẹ bắt đầu tạo hẹ thống dự phịng, hẹ thống sie u phức tạp hỗ trợ ngu ời lĩnh vực đời sống: khoa học máy tính, giao thong vạn tải, na ng lu ợng ngành khác xã họ i Các hẹ tthống dự phịng thay hoạc hỗ trợ ngu ời k nguye n cong nghẹ , tạo hẹ thống sie u phức tạp lĩnh vực kinh tế Hẹ thống dự phòng kho ng đo n mọ t hẹ thống đon giản mà hẹ thống đu ợc đạ c trung mọ t số lu ợng lớn yếu tố thành phần, có cấu trúc phức tạp với chu ong trình tính tốn, điều khiển hoạt đọ ng Đa y hẹ thống có tính ứng dụng cao, tham gia vào tất lĩnh vực đời sống xã họ i hiẹ n đại Cũng hẹ thống tham gia tất lĩnh vực xã họi nen sản xuất xã họ i luon phải đối mạ t với nguy co hẹ thống, thiết bị khong s n sàng để hoạt đọ ng mọ t cách xác, với viẹ c thao tác sai sai lầm kho ng đáng có q trình thiết kế chế tạo thiết bị làm cho cấu trúc hẹ thống bị phá v , chức na ng hẹ thống hoạt đọ ng khong xác Các hẹ thống k thuạ t hiẹ n đại, phức tạp kho ng đảm bảo đu ợc đọ tin cạ y hẹ thống coi nhu khong tồn Đối mạt với hẹ thống khong hoạt đọng, thiết bị cho kết khong xác thấy đuợc nguy co xảy hẹ thống Vì vạy, viẹc cần phát triển nhanh chóng phuong pháp đánh giá đọ tin cạy hẹ thống tất giai đoạn thiết kế, thử nghiẹ m, sản xuất, hoạt đọng điều quan trọng cần thiết Đọ tin cạy khả nang hoạt đọng an toàn hẹ thống phụ thuọc vào cấu trúc hẹ thống (cấu trúc logic) đọ tin cạy thành phần cấu LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 51 Dựa giả thiết yêu cầu toán, xét mọt hẹ thống DNS Anycast server với máy chủ đóng vai trị PDS, máy chủ SDS máy chủ đóng vai trò dự phòng cho máy Với giả sử trình hoạt đọng hẹ thống, máy chủ PDS tải hoạc gạp trục trạc vạn hành, theo co chế cân b ng tải đuợc cấu hình mạc định hẹ thống, thiết bị SDS thực hiẹn viẹc san tải hoạc thay thế, làm viẹc nhu PDS, truờng hợp máy chủ PDS SDS không đáp ứng đuợc yêu cầu luu luợng tải tang cao gạp cuọc công DOS/DDOS với quy mô lớn, lúc máy chủ dự phòng Xi đuợc sử dụng thay công việc PDS gần nhƣ tức thời Giả sử r ng thiết bị X1, X2 Xn đồng nhất, có cấu hình phần cứng, phần mềm máy chủ tốc đọ truy cạp mạng, đồng thời trình vận hành hệ thống, máy chủ thiết bị không phục hồi Hình 3.5: Mơ hình dự phịng cho máy chủ DNS Anycast Với mo hình Hình 3.5, máy chủ Xi làm dự phòng cho máy chủ PDS SDS, viẹc sử dụng bao nhieu máy chủ dự phịng cịn phụ thuọc vào chi phí đầu tu cho hẹ thống, nhu quy mo, số luợng gói tin DNS truy vấn mà máy chủ cần phải đáp ứng tình trạng hoạt động hệ thống Nội dung luận văn trình bày phƣơng án nâng cao độ tin cạy hẹ thống sử dụng máy chủ dự phòng X1, X2 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 52 3.2.2 Phương án dự phịng giải tốn độ tin cậy cho máy chủ DNS Theo cơng thức (1.1) tính tốn độ tin cậy hệ thống, ta có: P(t) = P{t0 ≥ t}, t0 thời gian vạn hành liên tục lúc hỏng P(t) hàm xác suất có phân bố mũ, P(t)= , τ cuờng đọ hỏng đối tuợng xét Q(t) xác suất để phần tử hoạc hẹ thống bị hỏng, ta có Q(t)=1-P(t) MTTF thời gian hoạt đọng trung bình, hay thời gian hoạt đọng phần tử hoạc hẹ thống đến lúc hỏng, MTTF kỳ vọng tốn biến ngẫu nhiên t0 Vạy a Phƣơng án sử dụng 01 máy chủ dự phòng Phƣơng án sử dụng 01 máy chủ dự phịng SDS trƣờng hợp bên cạnh máy chủ DNS Anycast PDS SDS bổ sung thêm máy chủ SDS khác có vai trị dự phịng cho hệ thống Do đó, có máy chủ PDS SDS hoạt đọng, xác suất hẹ thống làm viẹc ổn định là: P1(t)system = p(t)2 (3.1) Gọi α hẹ số hay giá trị xác suất khả nang phát hiẹn lỗi dự phịng tích cực, có thêm phần tử dự phịng, giá trị xác suất hẹ thống đảm bảo hoạt đọng bình thuờng là: P2(t)system = p(t)3+3*α*(1−p(t))*p(t)2 (3.2) Theo trên, ta có p(t) = với λ cuờng đọ hỏng hóc máy tính, hẹ thống máy chủ, giả sử lấy giá trị λ=10−5∗(h−1) giá trị xác suất khả phát lỗi dự phịng α=0.9 Nhƣ (3.1) (3.2) cơng thức dùng để tính độ tin cậy hệ thống trƣờng hợp: Khi không sử dụng máy chủ dự phịng có PDS SDS Khi sử dụng máy chủ SDS làm dự phòng hệ thống b Phƣơng án sử dụng máy chủ dự phòng LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 53 Trong trƣờng hợp này, ta bổ sung thêm máy chủ X2 để làm nhiệm vụ dự phòng với X1 nhƣ phƣơng án Khi đó, hệ thống gồm máy chủ DNS Anycast máy chủ phụ, máy dự phịng Theo cơng thức (2.28) mục trên, ta có cơng thức tính độ tin cậy hệ thống sử dụng dự phịng tích cực cho phƣơng án nhƣ sau: P3(t)system = p(t)4 + 4*α*(1−p(t))*p(t)3 + 6*α2*(1-p(t))2*p(t)2 (3.3) Sau xác lập đƣợc cơng thức tính độ tin cậy cho hệ thống sử dụng phƣơng pháp dự phịng tích cực theo phƣơng án đề xuất trên, ta cần thực tính tốn để đƣa kết từ so sánh phƣơng án 3.3 Xây dựng chƣơng trình thử nghiệm đánh giá kết Dựa kết phân tích cơng thức tính độ tin cậy hệ thống phƣơng án sử dụng dự phịng tích cực, chƣơng trình thử nghiệm cần tính tốn đƣa đƣợc kết độ tin cậy cho phƣơng án dự phịng Các cơng thức cần tính đƣợc đƣa (3.1), (3.2), (3.3), giá trị tham số nhƣ α λ đƣợc giả thiết với giá trị cho trƣớc Chƣơng trình thử nghiệm đƣợc xây dựng ngơn ngữ lập trình Java dƣới dạng console, ngơn ngữ dễ lập trình phù hợp với việc tính toán, tốc độ xử lý nhanh Xác định thành phần input output chƣơng trình thử nghiệm nhƣ sau: Hình 3.6: Chức chương trình thử nghiệm LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 54 Trong xây dựng chƣơng trình tính tốn, tham số λ α đƣợc gán cho giá trị cố định nhƣ trình bày nội dung phần trƣớc, giá trị thời gian t đƣợc đƣa vào mảng để thuận tiện cho việc chạy thử nghiệm chƣơng trình Các hàm tính giá trị P(t), P1, P2, P3…đƣợc xây dựng để thực trình gọi giá trị t thay đổi Hình 3.7: Mã nguồn cài đặt thuật tốn tính độ tin cậy Kết thu đƣợc sau tiến hành chạy thử nghiệm thực chƣơng trình nhƣ dƣới đây: Hình 3.8: Kết tính tốn chương trình demo LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 55 Dựa vào kết thu đƣợc sau chạy thử nghiệm chƣơng trình, ta tổng hợp đƣa vào bảng sau đây: Bảng 3.1: Kết tính độ tin cậy hệ thống phƣơng án P2- P3- Ghi P1(%) P1(%) 1.000 0.17 0.16 0.998 0.998 0.85 0.81 0.980 0.997 0.996 1.70 1.62 0.961 0.924 0.985 0.984 6.63 6.58 8760 0.916 0.839 0.959 0.965 14.28 15.03 năm 17520 0.839 0.704 0.897 0.927 27.32 31.55 năm 26280 0.769 0.591 0.823 0.881 39.29 49.05 năm 35040 0.704 0.496 0.746 0.829 50.25 67.04 năm 43800 0.645 0.416 0.668 0.771 60.29 85.18 năm 52560 0.591 0.350 0.592 0.710 69.50 103.18 năm 61320 0.542 0.293 0.522 0.648 77.93 120.83 năm t (giờ) P(t) P1(t) P2(t) P3(t) 100 0.999 0.998 1.000 500 0.995 0.990 1000 0.990 4000 Phân tích giá trị bảng (3.1), ta thấy ƣu điểm sử dụng phƣơng án dự phòng so với hệ thống lúc ban đầu Nếu nhƣ 100 hoạt động đầu tiên, chênh lệch độ tin cậy phƣơng án dự phòng với hệ thống khơng sử dụng dự phịng 0.17% Tuy nhiên sau năm hoạt động hệ thống, độ tin cậy trình vận hành tăng lên đáng kể, tƣơng ứng 14.28% cho phƣơng án dự phòng 15.03% cho phƣơng án dự phòng Điều cho thấy thời gian hoạt động hệ thống lâu, độ tin cậy để hệ thống vận hành ổn định tăng cao phƣơng án có sử dụng dự phịng.Tới năm thứ q trình hoạt động, chênh lệch độ tin cậy phƣơng án so với hệ thống lúc ban đầu khơng có dự phịng 60.29%, cịn với phƣơng án lên tới 85.18% Trong năm thứ 7, hệ thống LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 56 hoạt động với phƣơng án dự phòng 1, độ tin cậy tăng lên đến 77.93%, phƣơng án 120.83% Điều rút nhận xét là: Đối với hệ thống có sử dụng phƣơng án dự phòng cho phần tử, độ tin cậy cho hệ thống hoạt động ổn định tăng lên theo thời gian so với hệ thống ban đầu khơng dự phịng Dựa vào số liệu bảng trên, ta dựng biểu đồ để thấy cách trực quan giá trị độ tin cậy có chệnh lệch phƣơng án: Hình 3.9: Biểu đồ so sánh độ tin cậy phương án dự phịng Theo mọt số nghien cứu linh kiẹn điẹn tử đuợc sử dụng để cấu thành len thiết bị máy tính có chu kì vịng đời khoảng nam, tức sau thời gian đó, thiết bị cần thiết phải thay để đảm bảo hoạt động cách đồng Bên cạnh đó, với chu kỳ phát triển cơng nghệ, thời gian năm đủ để công nghệ, giải pháp đời, hệ thống công nghệ thông tin cần phải đƣợc nâng cấp, cải tiến để phù hợp với trạng thực tế Với chi phí kinh tế cho viẹc vạn hành them mọt máy chủ DNS, k m theo phí quyền phần mềm tre n máy chủ, luợng điẹn tieu thụ cho thiết bị, chi phí vạn hành, bảo trì, quản trị viẹc lựa chọn phuong án dự phịng tuỳ thuọc vào yếu tố tren LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 57 3.4 Kết luận đánh giá kết toán Phƣơng án dự phòng cho hệ thống máy chủ truy cập Internet an tồn tốn thực tế, thu hút đƣợc nhiều nhà khoa học nghiên cứu đƣa giải pháp nhƣ mơ hình tính tốn Đa phần giải pháp dựa thiết bị phần cứng nh m mục đích phân chia luồng liệu, cân b ng tải cho hệ thống để đáp ứng nhu cầu sử dụng cách tối ƣu Tuy nhiên, với giả thiết bổ sung thiết bị máy chủ đồng loại để tăng khả dự phòng cho hẹ thống máy chủ DNS Anycast, có chứng minh kết b ng cơng thức toán học lý thuyết độ tin cậy, hai phƣơng án đƣợc đề xuất toán cho thấy hiệu rõ rệt hƣớng nghiên cứu mở rộng để triển khai áp dụng thực tế Bài tốn sử dụng phƣơng pháp dự phịng tích cực để đƣa phƣơng án đề xuất nh m nâng cao độ tin cậy cho hẹ thống máy chủ DNS Anycast, nhiên hạn chế mà tốn chƣa đề cập tham số môi trƣờng ảnh hƣởng trực tiếp tới hiệu suất làm việc thiết bị Hiện cơng thức đƣa để tính độ tin cậy cho hệ thống phƣơng án, tác giả lấy giả thiết sử dụng giá trị α=0.9 để đại diện chung cho tham số ảnh hƣởng đến hệ thống Tuy nhiên phân tích điều kiện thực tế, áp dụng cho hệ thống máy chủ DNS Anycast, tham số là: cấu hình phần cứng máy chủ, cấu hình dịch vụ mạng máy chủ, tốc độ đƣờng truyền, nhiệt độ máy chủ q trình hoạt động, băng thơng hệ thống…do để có kết tính tốn chi tiết hơn, xác cần phân tích đến yếu tố ảnh hƣởng LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 58 KẾT LUẬN Kết luận Trong nội dung luạn van đua phan tích sở lý thuyết lien quan đến đọ tin cạy hẹ thống, phần tử dự phòng, phƣơng pháp dự phịng phổ biến Bài tốn đảm bảo độ tin cậy cho hệ thống máy chủ truy cập Internet có cách tiếp cận hợp lý, vấn đề giành đƣợc nhiều quan tâm nhà khoa học, viện nghiên cứu tổ chức quản lý, vận hành trì dịch vụ hoạt động Internet ngày đóng vai trò to lớn phát triển nhân loại, nhƣ ngành kinh tế, khía cạnh khác đời sống xã hội Dịch vụ DNS nhƣ cầu nối tảng cho nhiều dịch vụ khác hoạt động môi trƣờng mạng Kết thử nghiệm toán với hai phƣơng án dự phòng đề xuất nh m nâng cao độ tin cậy cho hệ thống máy chủ DNS Anycast sở lý thuyết hƣớng nghiên cứu mở rộng sau lĩnh vực Chuong trình mơ nh m tính tốn kết toán đuợc viết Java, ngon ngữ lạp trình phổ biến hiẹn nay, giải đuợc yeu cầu đạt toán, với tạp hợp tham số đầu vào cho kết quả, kết đuợc phan tích thấy r ng chúng phù hợp với mong đợi, điều chứng tỏ chuong trình hoạt đọng đắn Lý thuyết độ tin cậy hệ thống đƣợc ứng dụng nhiều lĩnh vực khác nhƣ: kĩ thuật, khí, kĩ nghệ phần mềm…Chuong trình tính tốn đọ tin cạy co sở để phát triển cho phần mềm tính tốn đọ tin cạy hẹ thống tuong lai Hƣớng nghiên cứu Bài toán nâng cao độ tin cậy cho hệ thống máy chủ dự phòng DNS Anycast đƣa phƣơng án dự phòng với việc sử dụng lần lƣợt 1, máy chủ thay với chức cấu hình tƣơng tự nhƣ máy chủ PDS LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 59 Tuy nhiên thực tế, vấn đề cấu hình máy chủ, kĩ thuật cấu hình dịch vụ hoạt động máy chủ, băng thơng đƣờng truyền, yếu tố mơi trƣờng…cũng ảnh hƣởng tới vận hành hoạt động thiết bị Do việc nghiên cứu cách chi tiết, cụ thể ảnh hƣởng yếu tố quan trọng, bên cạnh việc thu thập liệu hệ thống vận hành, sử dụng công cụ chuyên dụng để đo đạc phân tích hiệu hoạt động máy chủ cần thiết Nội dung luận văn đề cập đến số phƣơng pháp để tính độ tin cậy cho hệ thống nhƣ: phƣơng pháp chập 3, phƣơng pháp dự phịng nóng, lạnh, dự phịng tích cực, nhiên nghiên cứu hƣớng tới phƣơng pháp khác nhƣ: Monte Carlo, mô hình Markov tính độ tin cậy cho hệ thống cảm biến mạng không dây phi cấu trúc (WSN)…Các phần tử đƣợc xét tới toán thử nghiệm đƣợc giả thiết phần tử không tải đồng nhất, nhiên thực tế phức tạp nhiều với phần từ không đồng nhất, phần tử hoạt động có tải, hay phần tử phục hồi…những vấn đề cần có thời gian định hƣớng nghiên cứu nghiêm túc áp dụng vào tốn giải vấn đề thực tế, có ý nghĩa khoa học LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 60 DANH MỤC CƠNG TRÌNH KHOA HỌC LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN VĂN ĐƢỢC CÔNG BỐ [1] Nguyễn Anh Chuyên, Lê Quang Minh, Trần Thị Dung, “Nâng cao độ tin cậy cho máy chủ DNS Anycast với giải pháp dự phịng tích cực”, K yếu hội thảo @ lần thứ 18 năm 2015, tr 202-206 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 61 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Phan Văn Khôi (2001), Cơ sở đánh giá độ tin cậy, Nhà xuất Khoa học K thuật, tr 9, tr13, tr33-37, tr180-185, tr188-196 [2] Trần Diên Hiển, Vũ Viết Yên (2005), Nhập môn lý thuyết xác suất thống kê toán, Nhà xuất Đại học Sƣ phạm, Hà Nội, tr16, 31 [3] Phạm Thị Thanh Hồng, Phạm Minh Tuấn (2006), Hệ thống thông tin quản lý, Nhà xuất Khoa học k thuật Hà Nội, tr.23, 24 [4] Đỗ Đức Giáo (2008), Toán rời rạc, Nhà xuất Đại học Quốc gia Hà Nội, tr492-495, 496-498 [5] Nguyễn Duy Việt (4/2011), “Tính độ tin cậy hệ thống khơng phục hồi”, tạp chí Khoa học Giao thơng Vận tải, tr2-4 [6] Lê Thị Hải Yến (2012), Các phương pháp đánh giá độ tin cậy hệ thống tính tốn qua cấu trúc hệ thống, Luận văn Thạc sĩ Công nghệ phần mềm, Trƣờng Đại học Công nghệ - Đại học Quốc gia Hà Nội [7] Lê Quang Minh, Lê Khánh Dƣơng, Phạm Anh Khiêm (06/2014), “Đảm bảo độ tin cậy hệ thống phương pháp dự phịng truyền thống dự phịng bảo vệ tích cực”, báo cáo tham dự Hội nghị Nghiên cứu ứng dụng công nghệ thông tin (FAIR) 2014 [8] Trần Minh Tan, “Mọt số giải pháp nang cao tính bảo mạt hi u nang cho h thống máy chủ ten miền DNS cấp quốc gia”, luạn án tiến sĩ toán học, 2014 [9] Carlo Kopp (1996), System Reliability and metrics of Reliability, Peter Harding & Associates Pty Ltd, pp.5-7, 8,9 [10] Mahesh Pandey, Mikko Jyrkama (2008), System Reliability Analysis,University of Waterloo, pp.2-5, 23 [11] Vijay Kumar, Reliability Analysis in Wireless Sensor, 2011 [12] Lakshminarayanan, The Effect of Temperature on the Reliability of the reliability of electronic componenents LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 62 [13] J Abley Hierarchical Anycast for Global Service Distribution, 2003 http://ftp.isc.org/isc/pubs/tn/isc-tn-2003-1.html [14] Ron Aitchison, “Pro DNS and Bind 10”, ISBN 978-1-4302-3049-6, 2010 [15] "DNS Zone Transfer Protocol", RFC 5936, http://www.ietf.org/rfc/rfc5936.txt [16] C Partridge, T Mendez, W Milliken (1993), "Host Anycasting Service", RFC1546 [17] “Advisory on DDoS Attacks Leveraging DNS Infrastructure”, ICANN Security and Stability Advisory Committee (SSAC), February 2014 [18] I Avramopoulos, M Suchara, “Protecting the DNS from Routing Attacks - A comparison of two Alternative Anycast Implementations”, Proceedings IEEE, 2009 [19] Elsevier North-Holland (2000), "DNS Security", Computer Networks: The International Journal of Computer and Telecommunications Networking ISSN:1389-1286, Volume 34 Issue 6, Dec 1, 2000 [20] Google DNS report, http://googleblog.blogspot.com/2012/02/googlepublic-dns-70-billion-requests.html [21] H Ballani, P Francis, “Mitigating DNS DoS Attacks” LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 63 PHỤ LỤC Mã nguồn chƣơng trình demo: package com.master.project; importjava.math.*; import java.text.DecimalFormat; import java.text.NumberFormat; publicclass Reliability { //khaibaovagangiatrilamda, alpha publicstaticfinaldoublelamda = 0.00001; publicstaticfinaldoublealpha = 0.9; //Ham tinh P(t) privatedouble pt(intt){ doubleresult = 0; result = Math.exp(-lamda * t); returnresult; } //Ham tinhgiatri P1 taithoidiem t bat ki privatedouble p1t(intt){ doubleresult = 0; result = Math.pow(this.pt(t),2); returnresult; } //Ham tinhgiatri P2 taithoidiem t bat ki privatedouble p2t(intt){ return Math.pow(this.pt(t), 3) + 3*alpha*(1-this.pt(t))*Math.pow(this.pt(t), 2); } //Ham tinhgiatri P3 taithoidiem t bat ki privatedouble p3t(intt){ doubleresult = 0; result = Math.pow(this.pt(t),4) + 4*alpha*(1-this.pt(t))*Math.pow(this.pt(t),3) + LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 64 6*Math.pow(alpha,2)*Math.pow(1-this.pt(t),2)*Math.pow(this.pt(t),2); returnresult; } //Ham tinhtile % cua P2 so voi P1 privatedoublep2p1(intt){ doubletemp = (this.p2t(t) - this.p1t(t))/this.p1t(t); returntemp * 100; } //Ham tinhtile % cua P3 so voi P1 privatedoublep3p1(intt){ doubletemp = (this.p3t(t) - this.p1t(t))/this.p1t(t); returntemp * 100; } //main program publicstaticvoid main(String[] args) { Reliability re = new Reliability(); //mangluuthoigiantheogio (h) int[] time = {100, 500, 1000, 4000, 8760, 17520, 26280, 35040, 43800, 52560, 61320}; doublept = 0, p1, p2, p3; intt = 0; String str; re.printHeader(); for(inti=0; i