Администрирование баз данных

Поддержка целостности. Обеспечение целостности данных не менее важная задача, чем управление доступом. Главными врагами баз данных являются ошибки оборудования, администраторов, прикладных программ и пользователей, а не злоумышленников. С точки зрения пользователей СУБД, основными средствами поддержания целостности данных являются: ограничения; правила.

Ограничения могут поддерживаться непосредственно в рамках реляционной  модели данных, а могут задаваться в процессе создания таблицы. Табличные  ограничения могут относиться к  группе столбцов, отдельным атрибутам. Ссылочные ограничения отвечают за поддержание целостности связей между таблицами. Ограничения накладываются владельцем таблицы и влияют на результат последующих операций с данными. Ограничения являются статическим элементом поддержания целостности, т.к. они или разрешают, выполнять действие или нет.

 Правила позволяют вызывать  выполнение заданных процедур  при определенных изменениях  базы данных. Правила ассоциируются  с таблицами и срабатывают  при изменении этих таблиц. В  отличие от ограничений, которые обеспечивают контроль относительно простых условий, правила позволяют проверять и поддерживать соотношения любой сложности между элементами данных в базе. В контексте информационной безопасности необходимо отметить, что создание правила, ассоциированного с таблицей, может реализовать только владелец этой таблицы. Пользователь, действия которого вызывают срабатывание правила, должен обладать лишь необходимыми правами доступа к таблице. Тем самым правила неявно расширяют привилегии пользователя. Подобные расширения должны контролироваться административно, так как даже незначительное изменение правила может кардинально повлиять на защищенность данных. Существует явное предостережение при использовании правил как инструмента информационной безопасности: ошибка в сложной системе правил чревата непредсказуемыми последствиями для всей базы данных.

Протоколирование и аудит. Аудит  – проверка того, все ли предусмотренные  средства управления задействованы  и соответствуют уровню защищенности установленным требованиям.

Такая мера как протоколирование и  аудит состоит в следующем: обнаружение  необычных и подозрительных действий пользователей и идентификация  лиц, совершивших эти действия; оценка возможных последствий состоявшегося  нарушения; оказание помощи; организация пассивной защиты информации от нелегальных действий пользователя: поддержка точности вводимых данных; поддержка документации в активном виде; корректное тестирование пользователей.

Рекомендуется при выполнении организации  протоколирования фиксировать факты передачи привилегий и подключения к той или иной базе данных.

Средства поддержки доступности. Следующим вопросом в рассмотрении проблемы обеспечения информационной безопасности является анализ средств  поддержания высокой готовности. Если речь идет о СУБД, то необходимо в архитектуре аппаратно-программного комплекса иметь средства, обеспечивающие нейтрализацию аппаратных отказов и восстановление после ошибок обслуживающего персонала или прикладных программ.

Сохранение информации базы данных на диски, помещаемые затем в безопасное место, уже длительное время активно применяется для информационных систем. При архивировании сохраняются пространства базы данных и многочисленная сопутствующая информация, необходимая для последующего восстановления. Резервное копирование – периодически выполняемая процедура получения копии базы данных и ее журнала изменений на носителе, сохраняемом отдельно от системы. Надо помнить, что архив отражает состояние базы данных на время начала архивирования.

Резервные копирования логических журналов транзакций сохраняет файлы журналов; интерпретация последних позволяет восстановить базу данных до состояния, более позднего, чем момент последнего архивирования. На основании полученной информации из архива и/или резервной копии может быть осуществлено восстановление как архивной информации (физическое восстановление), так и более свежие состояние базы данных (логическое восстановление).

Можно перечислить возможности  службы восстановления на примере СУБД Informix: архивировании в горячем режиме, т.е. без прерывания работы сервера; резервное копирование журналов транзакций; сохранение на удаленных устройствах; сохранение по заранее определенному расписанию без участия оператора; сжатие и шифрование информации. Контрольные точки – момент синхронизации между состоянием базы данных и журнала транзакция. В это время принудительно выгружаются содержимое буфера оперативной памяти на устройства вторичной памяти.

Рассмотренные выше средства сохранения могут обеспечить восстановление с минимальными потерями пользовательской информации, однако работа сервера базы данных будет на некоторое время прервана.

Следующий механизм, обеспечивающий высокий уровень отказоустойчивости – технология тиражирования данных. Тиражирование данных – это асинхронный перенос изменений объектов исходной базы данных в базы, принадлежащие различным узлам распределенной системы. В конфигурации серверов базы данных выделяют один основной и ряд вторичных. В обычном режиме работы основной сервер выполняет чтение и обновление данных, обеспечивает перенос зафиксированных изменений на вторичные серверы. В случае отказа основного сервера его функции автоматически (вручную) переводятся на вторичный сервер в режим работы “чтение + запись”. После восстановления функций основного сервера ему может быть присвоен статус вторичного, а вторичному делегированы все полномочия основного (при этом обеспечивается непрерывная доступность данных). Процедура тиражирования осуществляется либо в синхронном, либо в асинхронном режиме. Благодаря первому осуществляется гарантированность полной согласованности данных, т.е. на вторичном сервере будут зафиксированы все транзакции, выполненные на основном. Асинхронный режим улучшает рабочие характеристики системы, не всегда обеспечивая полную согласованность (стоит заметить, что далеко не во всех задачах требуется синхронизация фиксации; достаточно поддерживать тождественность данных лишь в критические моменты времени).

Защита коммуникаций между клиентом и сервером. Проблема защиты коммуникаций между клиентом и сервером в информационных системах не является специфичной для СУБД. Для обеспечения защиты информации выделяется сервис безопасности, в функции которого входит аутентификация, шифрование и авторизация. Эти вопросы были рассмотрены выше.

Отражение угроз, специфичных для  СУБД. Однако главный источник угроз  для СУБД лежит в самой природе  баз данных. Наличие специфического непроцедурного языка SQL, процедур и механизм правил – все это обеспечивает потенциальному злоумышленнику средства для получения информации, на которую он не имеет полномочий. Нередко нужную, но недоступную по статусу информацию можно получить путем логического вывода.

Например, используя операцию вставки, а не выбора (на которую прав нет), анализировать коды завершения SQL-операторов, и получать информацию о наборе первичных ключей. Для борьбы с подобными угрозами используется механизм размножения строк для СУБД, поддерживающий метки безопасности. Суть этого метода состоит в том, чтобы в состав первичного ключа добавлять метку безопасности, что обеспечивает одновременное хранение в базовой таблице несколько экземпляров строк с одинаковыми значениями важных ключей.

Агрегирование – метод получения  новой информации путем комбинирования данных, добытых легальным путем  из различных таблиц базы данных. Бороться с агрегированием можно за счет тщательного проектирования модели данных и максимального ограничения доступа пользователя к информации.

Таким образом, можно определить некоторые  стратегии в области безопасности: минимум привилегий; разделение обязанностей; эшелонированная оборона (сервер базы данных, средства защиты СУБД и операционной системы); разнообразие средств защиты; невозможность перехода в небезопасное состояние; всеобщая поддержка мер безопасности; «человеческий фактор».

Заключение

На основании проведенного исследования «Администрирование баз данных»  можно сделать следующие выводы.

Администрирование базами данных предусматривает  выполнение функций, направленных на обеспечение  надежного и эффективного функционирования системы баз данных, адекватности содержания базы данных информационным потребностям пользователей, отображения в базе данных актуального состояния предметной области.

Администратор БД отвечает за целостность  информационных ресурсов компании. На нем лежит ответственность по созданию, обновлению и сохранности связанных между собой резервных копий файлов, исходя из задач предприятия. Этот человек должен в мельчайших подробностях знать существующие механизмы восстановления программного обеспечения БД.

Возможны ситуации, при которых администратору БД потребуется на основе логических прикладных моделей создавать элементы физической схемы, а также поддерживать связь пользователей с системой и обеспечивать соответствующий уровень информационной безопасности, следя за тем, чтобы доступ к данным имели только те люди, которые в нем нуждаются.

Администратор БД должен уметь определять узкие места системы, ограничивающие ее производительность, настраивать  SQL и программное обеспечение СУБД и обладать знаниями, необходимыми для решения вопросов оптимизации быстродействия БД.

Администратор базы данных (АБД) должен координировать действия по сбору сведений, проектированию и эксплуатации базы данных, а также по обеспечению  защиты данных. Он обязан учитывать  текущие и перспективные информационные требования предметной области, что является одной из главных задач.

Правильная реализация функций  администрирования базы данных существенно  улучшает контроль и управление ресурсами  данных предметной области. С этой точки  зрения функции АБД являются больше управляющими, нежели техническими. Принципы работы АБД и его функции определяются подходом к данным как к ресурсам организации, поэтому решение проблем, связанных с администрированием начинается с установления общих принципов эксплуатации СУБД.

Важная задача АБД состоит в  устранении противоречий между различными направлениями деятельности организации  по создании концептуальной, а затем  и логической схемы данных предметной области. Кроме определения данных и прав доступа, от АБД может потребоваться разработка процедур и руководств по ведению данных. В процессе сбора информации АБД должен уметь пользоваться своей властью и влиянием, обладать определенным стажем работы и хорошо разбираться в обстановке в компании. АБД необходимо установить эффективную взаимосвязь со всеми группами сотрудников, которым приходиться обращаться с базой данных.

Таким образом, можно сделать определенные обобщения.

Администратор базы данных – это: управляющий данными, а не хозяин; системный программист определенного профиля, а также эксперт высшего уровня, обеспечивающий службу эксплуатации решениями по процедурам и регламентам работы; лицо, принимающее окончательное решение в своей области, и человек, обладающий способностями к общению, совместному планированию и компромиссам.

Надежность и достоверность  – это ключевые понятия в деятельности администратора базы данных. Он должен уметь вести тщательное документирование всех действий по управлению базой  данных.

Глоссарий

№ п/п	Понятие	Определение
1	База данных	совокупность связанных  данных, организованных по определенным правилам, предусматривающим общие  принципы описания, хранения и манипулирования, независимая от прикладных программ. База данных является информационной моделью предметной области. Обращение  к базам данных осуществляется с помощью системы управления базами данных (СУБД)
2	Документографическая  база данных	база данных, в запись которой отражает конкретный документ, содержит его библиографическое  описание и, возможно, иную информацию о нем
3	Информационный продукт	документированная информация, подготовленная в соответствии с  потребностями пользователей и  представленная в форме товара. Информационными  продуктами являются программные продукты, базы и банки данных и другая информация
4	Локальная база данных	база данных, размещенная  на одном или нескольких носителях  на одном компьютере
5	Объектно-ориентированная  база данных	база данных, в которой  данные оформлены в виде моделей  объектов, включающих прикладные программы, которые управляются внешними событиями
6	Распределенная база данных	совокупность баз данных, физически распределенная по взаимосвязанным  ресурсам вычислительной сети и доступная  для совместного использования
7	Реляционная база данных	база данных, построенная  на основе реляционной модели. В реляционной базе каждый объект задается записью (строкой) в таблице.
8	Система управления базами данных (СУБД)	Реляционная база создается  и затем управляется с помощью  реляционной системы управления базами данных
9	Система управления распределенными базами данных	комплекс программных  и лингвистических средств общего или специального назначения, реализующий  поддержку создания баз данных, централизованного  управления и организации доступа  к ним различных пользователей  в условиях принятой технологии обработки данных
10	Структура базы данных	система управления базами данных, содержимое которых располагается  в нескольких абонентских системах информационной сети.

 

Список использованных источников

1	Веретенникова Е.Г., Патрушина С.М., Савельева Н.Г. Информатика: Учебное пособие. Серия «Учебный курс», –М., 2002.
2	Гуде С.В., Ревин С.Б. Информационные системы. Учебное пособие. –М., 2002.
3	Дунаев С. Доступ к базам данных и техника работы в сети. Практические приемы современного программирования. – М., 2005.
4	Информатика: Учебник/Каймин В.А., 2-е  изд. перераб. и доп. – М: Инфра-М., 2002.
5	Информатика: Учебник/Под ред. Н.В.Макаровой, 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Финансы  и статистика, 2001.

 

Список использованных интернет-ресурсов

№ п/п	Наименование интернет-ресурса	Ссылка на конкретную используемую страницу интернет-ресурса
1	Сайт	http://www.opennet.ru/docs/RUS/db_admin/
2	Сайт	http://citforum.ru/database/articles/dba_role.shtml
3	Сайт	http://www.litmir.net/br/?b=112163
4	Сайт	http://www.bibliofond.ru/view.aspx?id=446791#1

 

Приложения

А
Б
В