信息系统安全导论第三章容错技术

文章介绍了容错计算的概念,强调了系统可靠性与可用性的区别,并提出提高可靠性的措施,如避错和容错。硬件冗余通过备份和表决系统提高可靠性,如RAID级别的不同策略。软件冗余涉及故障恢复策略和软件容错技术,如恢复块和N-版本程序设计。信息冗余利用奇偶校验和海明码进行错误检测与纠正。时间冗余通过检查点实现故障后的恢复。

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一、容错计算概述

 

1.可靠性

系统可靠性(Reliability)的定义是指系统在一段时间内、在一定条件下无故障地执行指定功能的能力或可能性。通常用失效率表示。

2.可用性

可用性(Availability)是指计算机的使用效率,即系统在执行任务的任意时刻能正常工作的概率。

系统可用性用可用度来度量。系统在t时刻处于正确状态的概率称为可用度,用A(t)来表示。

其计算方法为:A =平均无故障时间/ (平均无故障时间+平均修复时间)

3.可靠性VS可用性

A系统每年因故障中断十次,每次恢复平均30分钟B系统每年因故障中断2次,每次6小时恢复。则A系统可用性比B系统高,但可靠性比B系统差。

可靠性的量化指标是周期内系统平均无故障运行时间,可用性的量化指标是周期内系统无故障运行的总时间。一般提高可靠性的同时,也同时提高了可用性。

4.提高可靠性的措施

避错(Fault Avoidance)。提高软硬件的质量,将出错率降至最低,理想情况是避免出错。

容错性(Fault Tolerance)。发展容错技术,使得在故障发生时,系统仍能继续运行。

5.容错性

容错主要依靠冗余设计来实现,它以增加资源的办法换取可靠性。由于资源的不同,冗余技术分为硬件冗余、软件冗余、时间冗余和信息冗余

6.容错系统工作方式

1)自动侦测(

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