容錯簡介

容錯的定義

容錯是指即使某些組件出現故障，系統仍能繼續正常運行的屬性。換句話說，容錯意味著操作系統 (OS) 如何響應並允許硬件或軟件故障和失敗。

操作系統恢復和容忍故障的能力可以通過軟件、硬件或利用負載平衡器的組合解決方案來處理。有些計算機系統使用多個重複的容錯系統來優雅地處理故障，稱為容錯網絡。

容錯計算包括幾個級別的容錯：

• T他最低級: 響應電源故障的能力。
• 一個台階或加強水平: 如果系統出現故障，立即使用備份系統的能力。
• 強化等級：當磁盤出現故障時，鏡像磁盤會立即接管它。儘管部分系統故障或預期降級，該級別仍提供功能，而不是立即故障和功能喪失。
• 高水平: 多個處理器協作掃描數據和輸出以檢測錯誤，然後立即糾正它們。

容錯系統使用自動替換故障組件的備份組件，以確保服務不會中斷。

• 硬件系統具有相同或等效的備份操作系統。容錯是一台具有相同容錯服務器的服務器鏡像備份中的所有操作，並並行運行。通過消除單點故障，冗餘形式的硬件容錯可以使任何組件或系統更加安全可靠。
• 由其他軟件實例備份的軟件系統。例如，如果用戶連續複製客戶數據庫，並且如果第一個數據庫關閉，則主數據庫中的操作可以自動重定向到第二個數據庫。
• 如果替代電源可以在電源故障期間自動接管，冗餘電源可以幫助避免系統故障並確保服務不會丟失。

過錯T寬容T技巧

1. 複製: 它提供同一系統或子系統的多個相同實例，並行地將任務或請求定向到所有實例，並根據仲裁選擇正確的結果。
2. 無故障計算: 它使計算機程序能夠在出現錯誤的情況下繼續執行，這可以應用於不同的上下文。
3. 恢復牧養: 它是一種輕量級技術，使軟件程序能夠從其他致命錯誤中恢復。
4. 斷路器：這種設計模式是一種防止分佈式系統發生災難性故障的技術。

要求容錯性

以下是容錯的主要特徵要求：

1. 無單點故障: 如果系統出現故障，它必須在維修期間繼續運行而不會中斷。
2. 故障隔離到故障組件s：在發生故障時，系統必須能夠將故障隔離到相關組件。這需要添加僅用於故障隔離的專用故障檢測機制。從故障狀態恢復需要對故障或故障組件進行分類
3. 故障遏制以防止傳播失敗的: 某些故障機制可能通過將故障傳播到系統的其餘部分而導致系統故障。 “流氓發射器”就是這種故障的一個例子，它導致系統中的合法通信並導致整個系統故障。需要隔離惡意發射器或故障組件，以保護系統的防火牆或其他機制。
4. 恢復模式的可用性.

Disadvantages容錯性

• 成本。
• 劣質組件。
• 干擾另一個組件中的故障檢測。
• 干擾同一組件的故障檢測。
• 降低故障糾正的優先級。
• 測試難度。

例子容錯性

有時硬件容錯要求在系統仍在運行時移除損壞的部件並用新部件替換。此類使用單個備份實現的系統稱為單點容錯，代表了絕大多數容錯系統。

容錯在計算機應用中取得了成功。 Tandem Computers 在這種計算機上建立他們的整個業務，這些計算機使用單點容差來創建他們的不間斷系統，這些系統多年來一直在使用。

故障安全架構還可以包括計算機軟件，例如通過進程進行複制。

數據格式也可以設計為自然降級。例如，HTML 被設計為向前兼容，允許不理解它們的 Web 瀏覽器在不呈現無法使用的文檔的情況下忽略新的 HTML 實體。