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:: Conceitos de Redundância e Contingência

José Mauricio Santos Pinheiro em 06/12/2004

 

O projeto bem sucedido de uma rede de computadores pode ser representado pela capacidade desta em oferecer os serviços essenciais requeridos por seus usuários e por preservar os seus principais componentes na eventual ocorrência de falhas.

A fim de prevenir eventuais falhas e oferecer alternativas que evitem que estas acarretem maiores prejuízos, se faz necessário que os projetos contemplem planos de redundância e contingência constituídos por uma série de ações e procedimentos que visam soluções e dispositivos de recuperação relacionados com essas falhas.

Falhas de Sistema

No ambiente das redes de computadores podemos destacar vários aspectos críticos que podem ser considerados pontos de falhas potenciais para o sistema: cabeamento, servidores, subsistemas de disco, entre outros. Nesse contexto, as falhas são consideradas como eventos danosos, provocados por deficiências no sistema ou em um dos elementos internos dos quais o sistema dependa.

As falhas podem ser derivadas de erros no projeto do software, degradação do hardware, erros humanos ou dados corrompidos. Entretanto, só existem duas variáveis para a paralisação temporária de uma rede em função de condições de falha que não se podem definir ou prever:

Indisponibilidade – Corresponde ao período de inatividade ou "downtime" da rede (programado ou não). As características do projeto devem ser suficientes para garantir que a informação seja replicada automaticamente do ambiente de produção para o ambiente de contingência, de forma que o tempo de indisponibilidade do sistema seja reduzido, melhorando o nível de serviço e atendendo às exigências dos usuários;

Instabilidade - é imprescindível conhecer quais são os parâmetros considerados como normais dentro do ambiente. A correta definição de métricas de qualidade, bem como a implantação de mecanismos de coleta e controle de variáveis do sistema são imprescindíveis para a configuração de ações de correção imediatas e de análises de tendências.

Redundância

O termo redundância descreve a capacidade de um sistema em superar a falha de um de seus componentes através do uso de recursos redundantes, ou seja, um sistema redundante possui um segundo dispositivo que está imediatamente disponível para uso quando da falha do dispositivo primário do sistema.

Uma rede de computadores redundante caracteriza-se, pois, por possuir componentes como sistemas de ventilação e ar condicionado, sistemas operacionais, unidades de disco rígido, servidores de rede, links de comunicação e outros, instalados para atuarem como backups das fontes primárias no caso delas falharem.

Essa redundância está presente, por exemplo, nos sistemas embarcados de aviação, quando impõe que aviões comerciais possuam dois computadores de bordo, dois sistemas para controle dos trens de aterrissagem, etc. Se um sistema falhar, deve ser o outro sistema tão eficiente e operacional como o primeiro, pronto para entrar em operação, testado, treinado e suficiente. Outro exemplo bem conhecido de um sistema redundante em redes de computadores é o RAID (Redundant Array of Independent Disks).

Figura 1 - Exemplo de rede redundante

No exemplo da figura acima, com a falha do roteador primário, imediatamente o secundário entrará em atividade de forma a manter o funcionamento ininterrupto da comunicação da rede local com o ambiente externo (Internet).

Outro exemplo de redundância está em múltiplas estações de trabalho usadas para monitorar uma rede. A perda de uma estação não prejudica a visualização ou a operação do sistema. Nesse caso, um servidor de banco de dados (igualmente redundante) garante que nenhuma informação seja perdida, na hipótese de falha do servidor primário.

Podemos ter também a redundância física de um subsistema de alimentação de energia, projetado para prover chaveamento automático no caso de falha pelo acréscimo de uma segunda fonte. Nesse subsistema redundante, as fontes possuem a mesma capacidade e, no caso de falha de uma delas, a outra assume instantaneamente toda a carga da rede.

Outro aspecto que deve ser considerado é a contingência operacional proporcionada pela redundância de equipamentos. Quanto maior a vulnerabilidade de um sistema dentro de uma rede, maior a redundância necessária para garantir a integridade dessa rede. Em alguns casos, porém, a simples contingência representada pela redundância dos equipamentos e do processo de backup não são suficientes para tornar o "downtime" compatível com a necessidade operacional da empresa.

Contingência

Define-se contingência como a possibilidade de um fato acontecer ou não. É uma situação de risco existente, mas que envolve um grau de incerteza quanto à sua efetiva ocorrência. As ações de contingenciamento são encadeadas, e por vezes sobrepostas, de acordo com procedimentos previamente acordados no projeto da rede. O seqüenciamento das ações depende dos acontecimentos que precederam o evento (contingência) bem como das condições contextuais que vão sendo construídas no próprio processo, ou seja, o processo de contingenciamento é construído e negociado à medida que a interação se processa.

Sucintamente, as condições necessárias para a existência de uma contingência são: possibilidade de um acontecimento futuro resultante de uma condição existente, incerteza sobre as condições operacionais envolvidas e a resolução destas condições dependerem de eventos futuros.

Objetivos da Contingência

O projeto do contingenciamento da rede deve estar baseado em políticas que visem alta disponibilidade de informações e sistemas, através de suporte técnico, sistemas de segurança, esquemas de backup, planos de contingência, redundância de equipamentos e canais de comunicação e gerenciamento pró-ativo. O objetivo é implantar, conectado à estrutura de rede de computadores, um plano de acesso seguro, eficiente e gerenciado, capaz de restabelecer as funções críticas numa situação excepcional.

Planos de contingência

Trata-se do conjunto de procedimentos e medidas de segurança preventivas, previamente planejadas, a serem adotados após a ocorrência de uma falha, que permitem o restabelecimento da rede de comunicação em caso de situações anormais (falha de hardware, base de dados corrompida, perda de link de comunicação, destruição de prédios, entre outras), com o objetivo de minimizar os impactos da mesma.

Os planos de contingência são desenvolvidos para cada ameaça considerada em cada um dos processos do negócio pertencentes ao escopo, definindo em detalhes os procedimentos a serem executados em estado de contingência. Na implementação do plano devem ser avaliados os principais riscos que podem fazer o sistema parar. Para isso, deve-se proceder ao levantamento dos impactos dessa parada em cada área de negócio e estimar quanto tempo levaria para restabelecer o processamento para cada risco e para cada área.

Os planos de contingência estão subdivididos em três módulos distintos e complementares que tratam especificamente de cada momento vivido pela empresa:

Plano de Administração de Crise – Tem o propósito de definir passo-a-passo o funcionamento das equipes envolvidas com o acionamento da contingência antes, durante e depois da ocorrência do incidente. Além disso, tem que definir os procedimentos a serem executados pela mesma equipe no período de retorno à normalidade. O comportamento da empresa na comunicação do fato à imprensa é um exemplo típico de tratamento dado pelo plano;

Plano de Continuidade Operacional – Tem o propósito de definir os procedimentos para contingenciamento dos ativos que suportam cada processo de negócio, objetivando reduzir o tempo de indisponibilidade e, conseqüentemente, os impactos potenciais ao negócio. Orientar as ações diante da queda de uma conexão à Internet, exemplificam os desafios organizados pelo plano;

Plano de Recuperação de Desastres – Tem o propósito de definir um plano de recuperação e restauração das funcionalidades dos ativos afetados que suportam os processo de negócio, a fim de restabelecer o ambiente e as condições originais de operação. Descreve as medidas que uma empresa deve tomar, incluindo a ativação de processos manuais ou o recurso a contratos, para assegurar a continuidade dos processos do negócio no caso de falha no sistema de informações.

Objetivos do plano de contingência

O principal objetivo de um plano de contingência é dar providência imediata invocando os procedimentos de recuperação dos sistemas corporativos, considerando o tempo de espera previsto para restabelecimento da atividade definido pelos gestores do sistema. Para cada sistema corporativo, hierarquicamente definido segundo o grau de criticidade e processamento, são previstos o tempo de paralisação possível e ações subseqüentes para seu restabelecimento.

De forma global, as ocorrências de falha mais comuns são: Vírus, perda de disco rígido, perda de um servidor da rede ou de uma ligação de rede, alteração/atualização de software, falha de sistema de suporte (ar condicionado e/ou de energia, por exemplo), avarias mecânicas do hardware, etc.

Um plano de contingência deve se caracterizar pelos seguintes aspectos:

Ser desenvolvido por uma equipe de trabalho que envolva todas as áreas de conhecimento e de negócio da empresa a qual o plano de contingência diz respeito;

Ser avaliado periodicamente;

Estar disponível em local reservado e seguro, mas de fácil acesso ao pessoal autorizado.

O plano de contingência provê a avaliação de todas as funções de negócio juntamente com a análise do ambiente de negócios em que a empresa se insere, ganhando-se uma visão objetiva dos riscos que ameaçam a organização. A metodologia para a implantação de um plano de contingência consiste em seis etapas:

  1. Avaliação do projeto: escopo e aplicabilidade;
  2. Análise de risco;
  3. Análise de impacto em negócios;
  4. Desenvolvimento dos planos de recuperação de desastres;
  5. Treinamento e teste dos planos;
  6. Implementação e manutenção.

Um exemplo de plano de contingência para uma rede de computadores quanto à prevenção de falhas nos sistemas de suporte, na infra-estrutura e nos processos é exemplificado a seguir:

Sistemas de suporte

Tipo de falha

Medida

Falha de sistema HVAC

 

Identificar os sistemas (elevadores, ar-condicionado, aquecimento central, ventilação, temperatura, etc) e avaliá-los quanto:

  • Ŕ sua conformidade com os parâmetros de projeto, observando a existência de sistemas proprietários;
  • A criticidade deste tipo de sistemas para o funcionamento da rede;
  • Definir regras de utilização destes sistemas, de modo a não pôr em risco o funcionamento da empresa e a segurança dos usuários dos sistemas.

Infra-estrutura

Tipo de falha

Medida

Energia elétrica

  • Prever sistema alternativo de fornecimento de energia;
  • Definir o período de autonomia para o sistema;
  • Prover os recursos necessários para o funcionamento do sistema alternativo durante o período de autonomia pretendido;
  • Identificar as áreas prioritárias para o abastecimento de energia.
 

Comunicações

  • Providenciar meios alternativos de comunicação para receber e transmitir as informações;
  • Considerar a hipótese de antecipar processamentos e/ou reativar processos manuais;

Controle Ambiental

Alguns equipamentos necessitam, para o seu correto funcionamento, de determinadas condições de temperatura e umidade. Prevendo uma eventual falha nos mecanismos de controle e reposição dessas condições, deve-se:

  • Criar meios alternativos para fornecer as condições mínimas de funcionamento;
  • Definir períodos de funcionamento no sentido de minorar a degradação das condições ambientais.

Sistemas de combate a incêndios

  • Devem ser colocados em controle manual;
  • Prever o eventual reforço de meios mecânicos de combate a incêndio.

Transportes

Uma eventual falha ao nível dos transportes pode impossibilitar o acesso das pessoas ao seu local de trabalho, inviabilizando o funcionamento da organização:

  • Viabilizar formas de transporte alternativas, da própria organização ou terceiros, desde que as falhas de abastecimento de combustíveis não sejam a um nível global. Neste caso, um planejamento de contingência será ineficaz caso não existam medidas a outro nível que garantam um abastecimento em função das necessidades e prioridades da sociedade em geral.

Processos

Uma rede de computadores que possua um plano de contingência deve reagir a um efeito danoso e dele se recuperar mesmo antes da causa ter sido identificada e prevenir a ocorrência à falhas indesejáveis e, simultaneamente, definir as medidas e pôr em prática se essas falhas de fato vierem a ocorrer. Equivale a afirmar que reação e recuperação devem ter sucesso não importando se a causa foi ou não determinada.

Independentemente da ocorrência de qualquer falha, devem ser feitas cópias redundantes de toda a informação, incluindo dados, aplicações, sistema operativo, SGBD e outros sistemas de gestão em uso. Deve-se assegurar que, caso as cópias sejam utilizadas, existirá, pelo menos, uma cópia fiel de toda a informação no seu estado original. Deve igualmente ter-se o cuidado de efetuar a reinicialização do sistema passo a passo e a monitoração do correto funcionamento de cada novo componente integrado ao sistema.

Tipo de falha

Medida

Recebimento de informação errada

  • Definir procedimentos que viabilizem a verificação da correção e coerência da informação recebida antes do seu processamento.

Resultados com erros

  • Definir procedimentos visando a verificar a correção da informação produzida.

Arquivos corrompidos ou perdidos

  • Definir procedimentos que permitam verificar a correção e coerência dos dados e decidir pela continuação ou interrupção do processamento.

Falha de um processo

  • Hipótese de desenvolver sistemas alternativos que possibilitem a execução das funções principais do sistema;
  • Prever a necessidade de publicação de disposições legais que permitam antecipar ou retardar prazos e datas.

Falha de fornecimento de produtos de consumo

  • Estimar as necessidades e proceder à aquisição de produtos prevendo não só eventuais falhas no seu abastecimento, bem como um eventual aumento do consumo na seqüência, por exemplo, da ativação de processos alternativos de troca de informação.

Falha do sistema central de processamento

  • Avaliar a possibilidade de utilizar o recurso de um centro alternativo (próprio ou de terceiros);
  • Ativar processos manuais.

Falha da rede local

  • Listar as tarefas/atividades afetadas por esta falha;
  • Definir formas alternativas de envio e recebimento da informação, adequadas para cada situação.

Falha dos sistemas por acessos abusivos

  • Definir mecanismos de monitoração que permitam identificar de imediato este tipo de ocorrências;
  • Interromper as comunicações até à reparação da falha.

Estratégias de Contingência

Host-site – Recebe este nome por ser uma estratégia pronta para entrar em operação assim que uma situação de risco ocorrer. O tempo de operacionalização desta estratégia está diretamente ligado ao tempo de tolerância à falhas;

Warm-site – Esta se aplica a objetos com maior tolerância à paralisação, podendo se sujeitar à indisponibilidade por mais tempo, até o retorno operacional da atividade. Por exemplo, o serviço de e-mail dependente de uma conexão e o processo de envio e recebimento de mensagens é mais tolerante podendo ficar indisponível por minutos, sem, no entanto, comprometer o serviço ou gerar impactos significativos;

Cold-site – Propõe uma alternativa de contingência a partir de um ambiente com os recursos mínimos de infra-estrutura e telecomunicações, desprovido de recursos de processamento de dados. Portanto, aplicável à situação com tolerância de indisponibilidade ainda maior;

Realocação de Operação – Tem como objetivo desviar a atividade atingida pelo evento que provocou a quebra de segurança, para outro ambiente físico, equipamento ou link, pertencentes à mesma empresa. Esta estratégia só é possível com a existência de "folgas" de recursos que podem ser alocados em situações de crise. Muito comum essa estratégia pode ser entendida pelo exemplo que se redireciona o tráfego de dados de um roteador ou servidos com problemas para outro que possua folga de processamento e suporte o acúmulo de tarefas;

Bureau de Serviços – Considera a possibilidade de transferir a operacionalização da atividade atingida para um ambiente terceirizado, portanto, fora dos domínios da empresa. Por sua própria natureza, em que requer um tempo de tolerância maior em função do tempo de reativação operacional da atividade, torna-se restrita a poucas situações. O fato de ter suas informações manuseadas por terceiros e em um ambiente fora de seu controle, requer atenção na adoção de procedimentos, critérios e mecanismos de controle que garantam condições de segurança adequadas à relevância e criticidade da atividade contingenciada;

Acordo de Reciprocidade – Propõe a aproximação e um acordo formal com empresas que mantêm características físicas, tecnológicas ou humanas semelhantes a sua, e que estejam igualmente dispostas a possuir uma alternativa de continuidade operacional. Estabelecem em conjunto as situações de contingência e definem os procedimentos de compartilhamento de recursos para alocar a atividade atingida no ambiente da outra empresa. Desta forma, ambas obtêm redução significativa dos investimentos;

Auto-suficiência – Utilizada quando nenhuma outra estratégia é aplicável, quando os impactos possíveis não são significativos ou quando estas são inviáveis, seja financeiramente, tecnicamente ou estrategicamente. A escolha de qualquer uma das estratégias anteriores depende diretamente do nível de tolerância que a empresa pode suportar. Esta decisão pressupõe a orientação obtida por uma análise de riscos e impactos que gere subsídios para apoiar a escolha mais acertada.

Figura 2 - Riscos envolvidos em um plano de contingência

Conclusão

A aplicação dos conceitos de contingência e redundância oferece maior segurança e confiabilidade para a rede de computadores através das soluções para a proteção das informações e aplicativos, equipamentos, espaço físico e demais funções críticas.

A redundância é um fator que pode contribuir para a disponibilidade de uma rede de computadores. Entretanto, apenas a redundância é insuficiente, visto que um sistema pode apresentar diferentes vulnerabilidades. Uma rede de alta disponibilidade, por exemplo, requer que cada sistema backup ofereça funcionalidades equivalentes, porém com implementação diferenciada. Esta variação afasta tentativas de comprometer tanto o sistema primário quanto o sistema de backup a partir de uma única estratégia de atendimento.

Já um plano de contingência requer procedimentos inteligíveis e objetivos, simulações de possíveis ocorrências futuras e soluções simples, imaginando situações possíveis, mesmo que pouco prováveis. Induz a elaboração de procedimentos operacionais diretos que permitam, em uma ocorrência indesejada, tomarem-se ações que reparem ou minimizem os efeitos da falha. As idéias são tratadas e as hipóteses classificadas segundo a chance, o custo e a segurança envolvida.

Embora redundância e planos de contingência sobrecarreguem o funcionamento e o gerenciamento de uma rede, ambos são necessários para evitar problemas futuros. A decisão sobre o grau de redundância ou contingência que se deve adotar pode ser balizada por vários fatores, entre eles: ambiente de funcionamento da rede, protocolos e sistemas utilizados e importância da rede para o negócio da empresa.


José Maurício Santos Pinheiro
Professor Universitário, Projetista e Gestor de Redes, 
membro da BICSI, Aureside e IEC.

Autor dos livros:
 
· Guia Completo de Cabeamento de Redes ·
· Cabeamento Óptico ·
· Infraestrutura Elétrica para Redes de Computadores
·
· Biometria nos Sistemas Computacionais - Você é a Senha ·

E-mail: jm.pinheiro@projetoderedes.com.br



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