59、模型检查在容错分析及 5G 网络中的应用

模型检查在容错分析及 5G 网络中的应用

1. 模型检查在容错分析中的应用

在系统的容错分析中，模型检查是一种非常有效的手段。我们可以使用公式 $\alpha \triangleq \mu.Z(<-> tt \land [-out]Z)$ 来表达动作 out 最终会被执行这一属性，这是一个基本的合理性检查。

模型检查显示，对于系统 $P$，属性 $\alpha$ 成立，但对于之前考虑的任何实现，该属性都不成立。这是因为通道可能会通过执行 $\tau$ 动作无限期地丢弃消息或确认信息。无法证明属性 $\alpha$ 表明存在一条路径，在该路径中 out 不会被执行，这是由消息可能被创建和丢失的循环导致的。而且，即使在只有遗漏故障的原始协议版本中，该属性也是不成立的，因为协议规范允许发送方（接收方）无限制地重新发送或丢失相同的消息。

如果将建模故障的动作明确化，就可以通过模型检查来证明容错系统的其他属性。例如，我们可以证明在出现一次遗漏故障的情况下，系统满足属性 $\alpha$。具体操作步骤如下：
1. 对故障发生情况做出假设。
2. 证明系统在该特定情况下的容错能力。

在实际系统建模中，这种方法可以减少状态空间爆炸问题。从规范的角度来看，在规范中引入了明确建模故障的动作以及一个新的过程——故障假设过程，该过程与系统同步并说明可能出现的故障。

2. SRAM 基 FPGA 中故障的不可测试性

容错依赖于故障屏蔽和故障检测。在故障检测过程中，还必须考虑故障的可检测性问题，因为不可检测故障的存在会使系统更加脆弱。