Лекция 14. Администрирование баз данных

 

План

1. Функции администратора БД.

2. Методы защиты БД.

3. Резервирование и восстановление БД.

4. Оптимизация работы БД,

5. Правовая охрана баз данных

 

Функции администратора БД

Использование автоматизированных информационных систем порождает общие информационные ресурсы в виде базы или совокупности баз данных, состояние и функционирование которых может критически влиять на жизнедеятельность предприятия, организации. В результате, как и для любого критического ресурса, требуются отдельное специфическое управление и контроль состояния, получившие в процессе внедрения АИС в практику информационного обеспечения деятельности предприятий и организаций специальный термин — «администрирование и защита данных (баз данных)».

В номенклатуре специалистов, обеспечивающих проектирование, создание, эксплуатацию и использование АИС, соответственно, выделилась отдельная категория, называемая «администраторами систем (баз данных)», играющих ключевую роль в процессах информационного обеспечения деятельности предприятий и организаций.

Взгляды на функции и содержание задач, решаемых в процессе администрирования баз данных, формировались вместе со становлением индустрии АИС, менялись вместе с изменениями и усложнениями программно-технических аспектов реализации АИС. Но постепенно сформировался некоторый их базовый перечень, и администрирование баз данных вошло неотъемлемым ключевым компонентом в теорию и практику автоматизированных информационных систем.

Термин «администрирование» определяет комплекс процессов при создании, эксплуатации и использовании АИС, связанных с обеспечением надежности и эффективности функционирования АИС, безопасности данных и организацией коллективной работы пользователей различных категорий.

Этот комплекс процессов можно разделить по решаемым задачам на следующие группы:

Ø обеспечение и поддержание настройки структурного, интерфейсного и технологического компонентов АИС на структуру и процессы предметной области системы;

Ø обеспечение надежности и сохранности данных;

Ø организация и обеспечение коллективной работы пользователей с общими данными.

Первое направление обусловливает участие администратора системы в этапах проектирования и ввода АИС в эксплуатацию. Администратор при этом выступает экспертом в команде разработчиков по выбору СУБД и ее особенностям в плане реализации тех или иных компонент концептуальной схемы создаваемого банка данных, участвует в процессах создания типовых запросов, экранных форм для ввода и вывода данных, шаблонов отчетов. На этапе проектирования и, в особенности, в процессе дальнейшей эксплуатации при наполнении системы данными администратор системы производит анализ адекватности и эффективности спроектированной внутренней схемы базы данных и при необходимости может осуществлять ее корректировку. Для обеспечения таких функций некоторые СУБД содержат специальный программный инструментарий в виде анализаторов быстродействия и оптимальности баз данных.

В эту же группу функций входит создание и поддержание словарно-классификационной базы (словари, справочники, ключевые слова, тезаурусы), которая должна адекватно отражать особенности предметной области информационной системы.

Еще одной важной функцией, особенно на этапе ввода информационной системы в эксплуатацию, является первоначаль ное наполнение системы данными. Во многих случаях для этого могут быть использованы данные из других информационных систем, находящихся, возможно, в других физических форматах и с другой логической организацией. Импорт данных из внешних источников, как правило, требует высокой квалификации по возможностям используемой в АИС СУБД, детального представления логической и физической организации данных в АИС и выполняется вследствие этого администратором системы. В фактографических АИС на основе реляционных СУБД подобные задачи решаются на основе запросов на создание таблиц, источник данных для которых находится во внешних базах или в файлах других форматов (электронные таблицы, текстовые файлы). Соответственно, особенности функционирования АИС могут требовать решения и обратных задач, то есть задач экспорта данных во внешние системы и другие форматы. Такие задачи в большинстве случаев также решаются администраторами АИС.

Обеспечение надежности и сохранности данных является одной из главных обязанностей администратора АИС и включает, в свою очередь, решение ряда следующих технологических и профилактических задач:

• планирование, конфигурирование и поддержание системы использования устройств внешней памяти, на которых размещаются файлы данных;

• архивирование и резервирование данных;

• восстановление данных Ошибка! Закладка не определена. после сбоев и повреждений;

• проверка и поддержание целостности данных.

Большой объем файлов баз данных, как уже отмечалось, обусловливает их размещение на устройствах дисковой (внешней) памяти. Поэтому отдельной задачей при проектировании АИС является определение схемы размещения файлов базы данных системы на устройствах внешней памяти, контроль за ее состоянием в процессе эксплуатации АИС.

В перечень функций администратора по обеспечению восстановления данных входит также профилактика дисковых носителей внешней памяти, обеспечиваемая специальными программными инструментальными утилитами операционной системы — проверка состояния дисков, дефрагментация и т. д. Данные обязанности накладывают дополнительные требования к профессиональной подготовке администраторов как особого направления подготовки системных программистов.

Проверка и поддержание целостности данных является также неотъемлемой функцией администраторов и заключается в обеспечении настройки и функционирования защитных механизмов СУБД, поддерживающих ограничения целостности данных и связей в конкретной базе данных. Как правило, в большинстве СУБД имеются встроенные механизмы автоматического поддержания и контроля целостности данных. Вместе с тем, в ряде случаев, логика предметной области не дает возможности устанавливать такие режимы обеспечения целостности связей, как, например, каскадное обновление и удаление связанных записей. При этом в процессе работы пользователей с базой данных может образовываться множество коллизий в виде «оборванных» связей, что снижает эффективность функционирования базы данных. В таких ситуациях одной из функций администратора базы данных являются периодический контроль целостности связей и устранение подобных коллизий. В некоторых СУБД для решения этих задач предусмотрены специальные режимы и механизмы «ревизии» и восстановления целостности базы данных. В других СУБД данные задачи решаются через технику запросов или через разработку, в том числе и самими администраторами АИС специальных программных утилит.

Сходные задачи ревизии данных решаются администратором также в тех случаях, когда устанавливаются временные регламенты хранения данных и устаревшие данные должны своевременно обновляться или удаляться из системы.

Большой комплекс функций администратора АИС связан с организацией и обеспечением коллективной работы пользователей с общими данными. Еще на этапе проектирования АИС с непосредственным участием будущего администратора системы разрабатывается организационная схема функционирования и использования АИС. Исходя из особенностей технологических процессов в предметной области и круга решаемых задач, определяются функциональные группы работников, отвечающих за ввод, обработку и использование общих данных системы. На этой основе строится перечень и схема пользователей системы, определяются их конкретные функции, полномочия, разрабатываются необходимые технологические и интерфейсные элементы (входные и выходные экранные формы, запросы, шаблоны отчетов и т. д.), прорабатываются и устанавливаются внутренние параметры и характеристики коллективной обработки данных (размещение данных, параметры блокировок, обмена и т. д.). Администратор АИС, по сути, является как раз организатором и руководителем этих технологических процессов организации работы эксплуатационного персонала и абонентов-пользователей системы.

Отдельным, но тесно переплетенным с остальными функциями, направлением этого комплекса обязанностей администратора системы является создание и поддержание системы разграничения доступа к данным и защиты данных от несанкционированного доступа. На основе системы и схемы функций, задач и полномочий пользователей и обслуживающего персонала администратором строится и поддерживается схема категорирования объектов базы данных по критерию доступа различных пользователей и внешних процессов, осуществляется текущее управление этой схемой и аудит процессов обработки данных с точки зрения безопасности и разграничения доступа к данным.

Развитые СУБД в составе своих функций и возможностей, как правило, имеют специальный инструментарий, обеспечи вающий основной набор функций и задач администратора — уже упоминавшийся анализатор быстродействия и оптимальности, утилиты архивирования, резервирования и ревизии базы данных, подсистему разграничения доступа и защиты данных.

В настольных однопользовательских системах, строящихся на основе СУБД с развитым интерфейсным набором инструментов по созданию и управлению базами данных, все или большая часть функций администратора может выполняться самими пользователями, которые в необходимых случаях могут лишь изредка прибегать к помощи и консультациям соответствующих специалистов. Вместе с тем рассмотренный перечень функций и решаемых задач, так или иначе, реализуется и в однопользовательских системах.

Следует также отметить, что организационно администраторы АИС являются отдельными штатными категориями работников информационных служб, подчиняясь непосредственно руководителям таких служб, или во многих случаях, собственно, и выполняя функции руководителя службы информационного обеспечения предприятия, организации, отдельного подразделения.

 

Методы защиты БД

Одной из оборотных сторон компьютерных информационных технологий является обострение проблемы защиты ин формации. Данные в компьютерной форме сосредоточивают в физически локальном и небольшом объеме огромные массивы информации, несанкционированный доступ к которой или ее разрушение могут приводить порой к катастрофическим последствиям и ущербу. Возможность быстрого, во многих случаях практически мгновенного, и без следов копирования огромных массивов данных, находящихся в компьютерной форме, в том числе и удаленно расположенных, дополнительно провоцирует злоумышленников на несанкционированный доступ к информации, ее несанкционированную модификацию или разрушение.

Вместе с тем теоретическая проработка вопросов обеспечения безопасности информации и их практическая реализация долгое время отставали от уровня развития программной индустрии СУБД, и в коммерческих продуктах средства обеспечения безопасности данных стали появляться лишь в 90-х годах.

Основные угрозы безопасности:

· раскрытие конфиденциальной информации (несанкционированный доступ);

· компрометация информации (искажение или уничтожение);

Импульсы развития и первые исследования теории и практики обеспечения безопасности данных в компьютерных системах были обусловлены, прежде всего, потребностями военной сферы, где проблема безопасности в целом, и компьютерной безопасности в частности стоят особенно остро. Начало этим процессам было положено исследованиями вопросов защиты компьютерной информации, проведенными в конце 70-х — начале 80-х годов национальным центром компьютерной безопасности (NCSC - National Computer Security Center) Министерства обороны США. Результатом этих исследований явилось издание Министерством обороны США в 1983 г. документа под названием «Критерии оценки надеж ных компьютерных систем », впоследствии по цвету обложки получившего название «Оранжевой книги». Данный документ стал фактически первым стандартом в области создания защищенных компьютерных систем и впоследствии основой организации системы сертификации компьютерных систем по критериям защиты информации.

Подходы к построению и анализу защищенных систем, представленные в «Оранжевой книге», послужили методологической и методической базой для дальнейших исследований в этой сфере. В 1991г. NCSC был издан новый документ - Интерпретация «Критериев оценки падежных компьютерных систем» в применении к попятит падежной системы управления базой данных, известный под сокращенным названием TDI или «Розовой книги», конкретизирующий и развивающий основные положения «Оранжевой книги» по вопросам создания и оценки защищенных СУБД.

В конце 80-х - начале 90-х годов аналогичные исследования по проблемам компьютерной безопасности были проведены во многих странах и созданы соответствующие национальные стандарты в этой сфере. В Беларуси в декабре 2007 г. принят в первом чтении закон «О защите информации»,определяющий требования, методику и стандарты построения защищенных компьютерных сетей и автоматизированных информационных систем.

Технологии идентификации и аутентификации являются обязательным элементом защищенных систем, так как обеспечивают принцип персонализации субъектов и, тем самым, реализуют первый (исходный) программно-технический рубеж защиты информации в компьютерных системах.

Под идентификацией понимается различение субъектов, объектов, процессов по их образам, выражаемым именами.

Под аутентификацией понимается проверка и подтверждение подлинности образа идентифицированного субъекта, объекта, процесса.

Часть угроз безопасности информации возникает из-за непреднамеренных (или преднамеренных) ошибок на этапах жизненного цикла АИС - при разработке программного обеспечения СУБД; при проектировании и создании на базе СУБД конкретной АИС, и, в том числе, при проектировании системы разграничения доступа; при администрировании и сопровождении системы и, в том числе, при реагировании и действиях пользователей во внештатных ситуациях; при технологических операциях по резервированию, архивированию и восстановлению информации после сбоев; при выводе АИС из эксплуатации. С целью нейтрализации или снижения вероятности данных угроз применяются ряд организационно-технологических и технических средств, решений, объединяемых в общую группу технологий надежного проектирования и администриро вания. Их также условно можно разделить на следующие подгруппы:

· технологии надежной разработки программного обеспечения;

· технологии надежного проектирования и создания АИС;

· технические средства и специальный инструментарий администрирования АИС;

Администратор безопасности организует и управляет системой разграничения доступа — доверительные характеристики (допуска) пользователей, конкретные назначения доступа, регистрация и формирование меток доступа пользователей.

Доступ к массиву учетных записей пользователей имеет только администратор безопасности. Совмещение функций общего администрирования и администрирования безопасности одновременно одним пользователем не допускается, что объективно повышает надежность системы.

Технические средства и специальный инструментарий администрирования АИС применяются для создания условий и возможностей восстановления данных после всевозможных сбоев, обеспечения более эффективной работы АИС.

Протоколирование и аудит событий безопасности являются важным средством обеспечения управляемости состоянием и процессами безопасности, создают условия для расследования фактов нарушения информационной безопасности, анализа и исключения их причин, снижения отрицательных последствий и ущерба от них.

Документированию подлежат все события, критичные с точки зрения безопасности в системе:

• вход/выход пользователей;

• регистрация новых пользователей, смена привилегий и назначений доступа (все обращения к массивам учетных записей);

• все операции с файлами (создание, удаление, переименование, копирование, открытие, закрытие);

• обращения к/из удаленной системе (ы).

При этом по каждому такому событию устанавливается
минимально необходимый перечень регистрируемых параметров, среди которых:

• дата и время события;

• идентификатор пользователя-инициатора;