1 1
Høgskolen i Molde Institutt for Informatikk Ekstraordinær eksamen in310: Drift av Datasystemer Høsten 2002 Skisse til svar: bokmål 1 Dato: 3. Januar 2003 Tidsrom: kl. 0900 1300 Hjelpemidler: Ingen Oppgavesettet består av fire (4) sider inkludert forsiden
Les dette før du begynner: Oppgavene skal løses på eget ark. Faglærer vil komme rundt et par ganger og besvare eventuelle spørsmål. Vær presis, forklar din tolkning av hver oppgave, hvordan du resonnerer. Unngå blanke svar, de gir selvsagt dårligste mulige delkarakter, forsøk å gi et svar på alle spørsmål. Skriv pent og forståelig! Lykke til! 1. Anta en ASP-basert kjøremodell. Grei kort ut om minst tre mulige årsaker til at brukerne oppfatter et program som tregt, der problemene ligger i lagringssystemet hos ASP-leverandøren. Foreslå tiltak til forbedring. Skisse til svar: Det beskrives ASP, at programvaren ligger lagret og kjøres hos en tredjepart. Ikke lokalt, bortsett fra visingen. Treghet ligger ikke i at det for lite CPU, nett eller lokal kapasitet; det er i lageret. Når program eksekverer trengs data fra lageret, og disse hentes/skrives med lang responstid slik at det går sakte, sett fra brukerens side. Denne tregheten kan ligge i at det mellom prosessor og lagerkontroller (hos ASP) er for stor trafikk (i bussystemet). Eller, det kan være stor pågang på lagerkontroller spesielt. Tilsist kan det være fullt på disk slik at søketiden blir lang. Tiltak ligger i å øke kapasitet i enten bussystem, lagerkontroller eller disk; eventuelt redusere pågangen på de samme ressursene hos ASP. 2. Vis og forklar formelen for statistisk tilgjengelighet i parallelle og serielle system. Hvordan blir disse hvis alle komponenter er like? Hvordan kan en forbedre tilgjengeligheten slik den er beregnet i formelen? Skisse til svar: For serielle system er P = N i=1 p i der N er antall element og p i er element i s pålitelighet. Hvis alle elementene er lik blir dette P = p N i. Parallelle system har P = 1 N i=1 (1 p i ), som blir P = 1 (1 p i ) N hvis alle element er lik. P bedres i serielle system ved enten å øke elementenes pålitelighet og/eller redusere antall element; i parallelle system ved å øke elementenes pålitelighet og/eller øke antall element i parallell. 3. Fokuser på en Internett-rute med 4 hopp, alle nettverkskort er like. Hva blir ende-til-ende påliteligheten i en slik forenklet modell der en kun ser på disse kortene? Ved brudd, hvordan finner en ut hvilket av disse som eventuelt har feilet; forklar hvordan diagnoseverktøyet virker? Skisse til svar: Fire hopp betyr at pakken hopper fire ganger før den er hos mottakermaskin. Det betyr tre rutere mellom sender- og mottakermaskin. Endemaskinene har ett kort, ruterne har to kort hver. Det blir 1+2+2+2+1 kort i serie og pålitelighet P = p 8. Verktøyet Traceroute gir hele ruten fra maskin du sitter på til en annen maskin B i Internettet. Hvert hopp er listet (domenenavn, IP-adresse og rundetid til hoppet). Er det problem med konnektivitet, kan traceroute brukes for å finne hvilket hopp som er det siste før stedet der det er feil. Men, det sier ikke noe om årsaken til feil. Traceroute sender meldinger med TTL=1,2,... Hver beskjed genererer en ICMP feilmelding fra hopp 1, 2,... Feil er indikert hvis ICMP feilmelding ikke returneres for en gitt TTL. En OK rute er indikert hvis ICMP feilmelding returneres med avsender lik maskin B. 1
4. Anta et speilet disksystem der kravet er at en har pålitelighet bedre enn X. Hvor gode komponenter trenges (utregning er ikke nødvendig, men vi vil ha et uttrykk av typen p...)? Skisse til svar: Til det speilede disksystem kreves N likeverdige disker, hver med pålitelighet p. Dette gir pålitelighet X 1 (1 p) 1/N. En manipulerer altså p, mens X og N er fast. Generelt er p 1 (1 X) 1/N. 5. Grei kort ut om aktiviter inngår i feiladministrasjon? Diskuter proaktiv og reaktivt arbeid i denne forbindelse. Skisse til svar: Disse er definert under fault management (ISO management terminologi). Det er report: motta feilrapport, restore: gjenskape tjeneste med alternative ressurser (kanskje til dårligere kvalitet, root cause: finne feil, repair: reparere feil (til produksjonskvalitet). Disse aktivitetene utgjør TTR (Time To Repair). Dette er reaktive aktiviteter i og med at de iverksettes etter at en feil har inntruffet. Den statistiske tilgjengeligheten øker hvis vi reduserer TTR, i snitt bruker vi mindre tid på reaksjon etter feil. 6. Hvis en produsent oppgir MTTF=7 år, hva blir tilgjengeligheten hvis en (a) har reservedelslager og kan bytte i løpet av 30 minutt, og (b) må bestille og får byttet i løpet av 8 dager? Vis svaret på formen P =.... Eksakt utregning av svaret er ikke nødvendig. Skisse til svar: 30 minutt er 1/48 dag, 7 år er 365(7) dager. Dette gir henholdsvis p = 365(7) 365(7) og p =. 365(7)+1/48 365(7)+8 7. Si med en setning hva som er målet med sikkerhetskopiering. I Windows 2000, hva er forskjellen på Full og Differential backup? Anta at en tar Full på tirsdag og onsdag, og Differential på fredag og lørdag. Hva blir kopiert hver dag. Hvordan vet backup-programmet hva som skal kopieres? Skisse til svar: Sitat fra forelesningene: skape evne til gjenskape nødvendige data innenfor en akseptabel tidsramme, til en akseptabel kostnad. I W2K: En fil har et Archive-attributt som settes når filen endres. Full kopierer uansett hva dette attributtet er, og endrer Archive til 0. Diffential kopierer bare det som har Archive satt, men endrer ikke Archive. Differential vil følgelig kopiere samme filen neste dag Differential kjøres. Full kopierer ALT tirsdag og onsdag; alle filene har Archive lik 0. Onsdag arbeides det og Archive settes lik 1 for filer som er endret; om natten startes Differential og kopierer kun disse som er endret. Neste natt s Differential kopierer disse samme, pluss filer som er endret i løpet av torsdagen. 8. Forklar IP adressetyper, deres oppbygging, og disse adressenes relasjon til DNS. Hva blir adressene i hvert subnett hvis du har 8 bit til rådighet i nettet A.B.C/24, og trenger tre subnett? Bruk IETF s regler for adressebruk og vis utregningene. Skisse til svar: IP-adresser er 32 bits adresser, det er fem typer og de innledende bit bestemmer type: A har type= 0, 7 bits netid, og 24 bits hostid; B har 2
type= 10, 12 bits netid og 16 bits hostid; C har type= 110, 21 bits netid og 8 bits hostid; D er multicast og E er spesielle. DNS er Domain Name System og oversetter bl.a. mellom logiske navn (som brukere forstår) og numeriske nettadresser (som IP forstår). En trenger 3 bits til korrekt inndeling i subnett, hvilket gir kun 5 bit til host. Med 5 bit kan vi adressere 30 unike enkeltmaskiner fra til nett 1 A.B.C.00100001 A.B.C.00111110 i hvert subnett. Adressene blir nett 2 A.B.C.01000001 A.B.C.01011110 nett 3 A.B.C.01100001 A.B.C.01111110 9. Forklar oversettingsprosessen med klient, primær navnetjener og sekundær navnetjener I hvilken sammenheng kommer cachetjener og rottjener inn. Forklar forskjellen mellom rekursiv og ikke-rekursiv betjening. Skisse til svar: En klient sender forespørsel til en navnetjener. Dette er vanligvis organisasjonens primære navnetjener. Hvis denne ikke svarer kontaktes eventuelt organisasjonens sekundære navnetjener. Disse to har ansvaret for domenets navneinformasjon. Hvis klienten spurte etter informasjon som ikke lagres av organisasjonens navnetjenere, videresendes forespørselen til organisasjonens cachetjener ( local forwarder i W2K), som igjen henvender seg til en rottjener. Dette er et ikke-rekursivt svar, da rottjeneren ikke selv forsøker å oversette, men svarer med en referanse til en navnetjener XYZ for det domenet det spørres etter. Cachetjener henvender seg til XYZ, som ikke er en rottjener. De fleste ikke-rot-tjenere (inkludert organisasjonens egne navnetjenere) er rekursive, d.v.s. at de selv forsøker å finne ut og gi svar på oversettingen. 10. Se vedlagte artikkel om Internett overlevde massivt angrep fra vg.no. Hvorfor overlevde tjenesten? Er artikkelen presis nok i sin vurdering, synes du, eller kan det være flere årsaker til overlevelsen? Mer spissformulert: Hvordan kan en klient betjenes selv om ingen av rottjenerne viser seg å være oppegående, og: Hvor lenge vil dette kunne holdes i gang? Formuler en enkel pålitelighetsmodell av klienter og DNS inkludert rottjenerne. Skisse til svar: Ping er et program som sender en pakke til en maskin, denne returnerer umiddelbart et svar. Disse meldingene kalles ICMP Echo Request og ICMP Echo Reply. Rundetiden er tiden mellom Request sendes og Reply mottas, programmet brukes til måling av treghet i nettet. Kandidaten bestemmer jo selv hvordan han vil anslå et slikt angrep, men en kan jo tenke seg at veldig mange maskiner starter Ping inn mot en maskin for å lamme denne (maskinen vil ikke få tid til annet enn å besvare Ping). Kandidaten kan jo ha andre svar. Tjenesten overlevde fordi det var mange ca. likeverdige rottjenere. Samtidig er det stor caching i DNS-servere andre steder i systemet. Pålighetsmodellen er et parallellt system med 13 komponenter. 11. Det er for lite diskplass og du må innføre kvotekontroll. Forklar hva som menes med dette, diskuter soft og hard kvote. 3
Skisse til svar: Kvotekontroll betyr at brukere har en kvote definert. Denne er todelt med en øvre og nedre grense (hard og soft). Har en nådd den øvre grense (hard) får en ikke bruke mere og kan få arbeidsstans. Har en nådd den nedre grense (soft) får en bruke mere, men må innen en tidsfrist bli reevaluert. Har en ikke gått under denne nedre grense (soft) får en ikke bruke mere. Hvis en innenfor denne perioden når øvre grense (hard) vil en som ellers, ikke få bruke mere. 12. Hvordan beregnes forbruk av disk? Hvem er det som blir belastet forbruket i et NTFS filsystem? Forklar sammenheng mellom klusterstørrelse og utnyttelse av en disk. Skisse til svar: Forbruket beregnes som antall byte en har i bruk, dividert på diskens kapasitet. I et NTFS ligger det filer som har en eier registrert. Det er denne eieren som blir belastet forbruket. Filsystemet legges jo oppå disken(e) og ved installasjonen velges klusterstørrelse C. En fil lagres i hele klustre, slik at en for 4.3C forbruker 5C. Klusterstørrelsen bestemmer også utnyttelsesgraden, ettersom det siste brukte kluster ofte ligger delvis utnyttet. Har en for stor klusterstørrelse (snittstørrelsen på filen er endel mindre enn C) blir mye av lageret stående ubrukt. 13. Hva er HSM og hvordan er dette forskjellig fra backup? Gi eksempel som viser fordelen med HSM. Skisse til svar: HSM betyr ikke Høgskolen i Molde (i denne sammenhengen), men Hierarchical Storage Management og er programvare som overvåker lager og flytter objekt slik at de lagres med best kost-nytte. Det er forskjellig fra backup ved at backup kopierer objekt, mens HSM flytter objekt. Et HSM vil kopiere sjeldent leste objekt til f.eks. CD-arkiv, sålenge objektene ikke skrives til. Idet objekt skrives til flyttes de automatisk til mer online lager. 14. forklar kort hensikten med sensorer og alarmer, hva man legger vekt på ved bygging av en alarm, og da spesielt hvilke fire parametre som inngår, og hva disse brukes til. Skisse til svar: Sensorer finner verdi/status for en ressurs (cpu, link, e.t.c.). En alarm er nødvendig for å varsle personell om en spesiell situasjon. Den tar fire parameter: max, min, N og M. Ressursens status polles periodisk: hvis tilstanden har vært lik eller høyere enn max-verdi, over N sammenhengende poll, skal det sendes ett (ikke flere) alarmsignal. Det vil ikke bli sendt flere signal før tilstanden har vært lik eller under min-verdi i M sammenhengende poll. Da re-armeres alarmen. Og syklusen fortsetter. 15. lag et Perl-program cpumon som implementerer en slik fire-parameters alarm. Selve hoveddelen i programmet skal periodisk, sjekke CPU-belastning med hjelpeprogrammet showcpu og evaluere tilbakemeldingen. Forutsett at showcpu oppfører seg som følger 4
> showcpu showcpu: cpu load now 0.8. Last 5 minute average 0.5 Beskjed skal logges til logfil hvis det er alarmtilstand. De fire parametrene samt polleintervallet skal komme som argument til programmet. Kjenner du ikke betydningen av disse fire parametrene bør du likevel forsøke å lage deler av dette programmet. Beskriv gjerne algoritmen i pseudokode forut for selve kodingen. Til slutt: Programmet skal skrive en feilmelding hvis antall argument er feil eller hvis hjelpeprogrammet ikke finnes eller ikke kan eksekveres. Skisse til svar: Svaret bør først si noe om strukturen i systemet, uavhengig av kode og hjelpemiddel. Det kreves vel en løkke der man for hver iterasjon sjekker ressursens tilstand og genererer alarm hvis tilstanden har vært lik/over MAX i N sammenhengende poll. Ny alarm skal ikke sendes før tilstanden har vært under MIN i M sammenhengende poll. Deretter forventes studentens utfordring i kodingen å være selve algoritmen med de fire parametre. Bruk av argumentliste, filbehandling, enkle regulære uttrykk, og filtrering av output fra eksterne hjelpeprogram er de kjent med fra kurset. Se forslag til kode. 5