【正文】 0 2022/2/1 87 RAID1 2022/2/1 88 RAID0+1 2022/2/1 89 磁盤陣列存儲器的編碼容錯方案 ? RAID 3在安全方面以奇偶校驗做錯誤校正及檢測，只需要一個額外的校檢磁盤。 ? 為提高可靠性和性能，常使用 RAID5和RAID（ 0+1）。 ? 通過鏡像或校驗操作提供容錯能力 。 2022/2/1 76 磁盤陣列存儲器的編碼容錯方案 ? RAID技術(shù)主要優(yōu)點有： ? 把多個磁盤組織在一起作為一個邏輯卷 ， 提供磁盤跨越功能 。 ? RAID的優(yōu)點在于可用性 、 容量 、 性能 。 2022/2/1 73 2022/2/1 74 軟件冗余 ? 程序中包含錯誤檢查代碼和錯誤恢復代碼； ? 發(fā)生錯誤時 ， 程序能撤銷錯誤狀態(tài) ， 恢復到一個已知的正常狀態(tài) 。 2022/2/1 69 硬件冗余 ? 部件級容錯系統(tǒng) 2022/2/1 70 軟件冗余 ? 向前恢復 ? 向后恢復 ? 1975，動態(tài)屏蔽技術(shù) — 恢 復塊方法，是一種向后恢復策略。 ? 在發(fā)生故障時，為了實現(xiàn)容錯，每種電路板和外圍設備都是雙重冗余的。 2022/2/1 66 硬件冗余 ? 雙機并聯(lián)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 2022/2/1 67 硬件冗余 ? (2)部件級容錯系統(tǒng) ? 這種部件級容錯計算機系統(tǒng)只要單機配置，沒有切換軟件，用戶開發(fā)管理非常方便，并且容錯對用戶透明，從而使系統(tǒng)的應用開發(fā)費用大大降低。 2022/2/1 65 硬件冗余 雙機容錯系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) ? (1)雙機并聯(lián)結(jié)構(gòu) ? 雙機并聯(lián)系統(tǒng)除了兩套硬件及軟件系統(tǒng)外 ， 還需要配置專用切換軟件和管理軟件 。 ? 網(wǎng)絡負載均衡 (NLB):該項服務可在 32個節(jié)點的群集內(nèi)平衡引入的 IP通信量 。 2022/2/1 64 硬件冗余 Windows2022群集技術(shù)： ? 群集服務 :這種服務起初是針對為數(shù)據(jù)庫 、 消息系統(tǒng)和文件 /打印服務等應用提供故障應急支持的要求而開發(fā)的 。 ? 群集允許計算機使用 故障應急 與負載均衡功能。 ? 群集是由一組獨立的計算機組成 ， 這些計算機一起工作以運行一系列共同的應用程序 ， 為客戶和應用提供單一的系統(tǒng)映射 。 這些服務器連接到存儲介質(zhì)中 ， 由分布資源管理軟件 DRM進行管理 。 ? 當某一服務器故障時，它所運行的應用程序?qū)⒂善渌掌髯詣咏庸堋? 2022/2/1 59 硬件冗余 集群 (Cluster) ? 集群技術(shù)的出發(fā)點是提供高可靠性、可擴充性和抗災難性。當一個應用服務發(fā)生故障時，應用服務將被重新啟動或被另一臺服務器接管。集群內(nèi)各節(jié)點服務器通過一內(nèi)部局域網(wǎng)相互通訊。任何一臺服務器運行一個應用時，應用數(shù)據(jù)被存儲在共享的數(shù)據(jù)空間內(nèi)。 2022/2/1 57 硬件冗余 集群 (Cluster) ? 集群必須可以協(xié)調(diào)管理各分離的組件的錯誤和失敗，并可透明地向集群中加入組件。此單一系統(tǒng)為客戶工作站提供高可靠性的服務。 4 3 5 2 1 2022/2/1 53 硬件冗余 ? 1 2 3 4 5 2022/2/1 54 硬件冗余 ? 按備份介質(zhì)存放位分為本地備份和異地備份； ? 按備份后數(shù)據(jù)是否可改變分為活備份與死備份； ? 按選擇的備份軟件的功能可分為動態(tài)備份和靜態(tài)備份。 2022/2/1 51 硬件冗余 ? ? 每次都對自己的系統(tǒng)進行完全備份。 2022/2/1 50 硬件冗余 ? 備份策略 : ? 備份策略是所要采用的備份方式 ,要根據(jù)自己的實際情況來制定。 2022/2/1 49 硬件冗余 ? 存儲管理和維護自動化 ? 由于存儲系統(tǒng)越來越復雜 ， 管理維護人員的出差錯的可能性也越來越大 ， 稍不注意就會丟失數(shù)據(jù) 。 ? 為防止災難事件對數(shù)據(jù)的毀壞 ， 關(guān)鍵數(shù)據(jù)還要考慮 異地備份和容災 問題 。 ? 存儲備份的主要目的有兩個： (1)數(shù)據(jù)共享； (2)用于系統(tǒng)災難恢復 。 ? 硬件容錯 ? 軟件容錯 ? 時間容錯：校驗、糾錯 ? 信息容錯 2022/2/1 44 容錯系統(tǒng)的概念 ? 元器件級容錯 ? 部件級容錯 ? 分系統(tǒng)級容錯 ? 系統(tǒng)級容錯 ? 容錯：平衡可靠性與資源消耗的關(guān)系。 ? NonStop服務器正全面轉(zhuǎn)向安騰平臺 。 ? NonStop服務器的專用性表現(xiàn)在它的核心容錯結(jié)構(gòu) ， 可進行全面的故障檢測和隔離 ， 并保護數(shù)據(jù)的完整性 ， 整個系統(tǒng)無任何單點故障 ，其可用性達到 %， 足以讓最關(guān)鍵和復雜的應用得到滿足 。 各個冗余部件工作在時鐘同步鎖定模式下 ， 以單一的操作系統(tǒng)映像 ， 同時執(zhí)行相同的應用和交易 。 2022/2/1 37 什么是計算機系統(tǒng)的可靠性 Stratus容錯服務器采用容錯設計 ? 2022年 3月 29日美國容錯技術(shù)有限公司與微軟在北京宣布 ， Stratus生產(chǎn)的基于 Windows Server2022操作系統(tǒng)的容錯服務器 Ft Server。 ? 容錯：故障發(fā)生時系統(tǒng)仍能繼續(xù)運行，提供服務與資源。 ? 動態(tài)冗余用于糾錯碼存儲器或具有固定配置 (即線路器件之間的邏輯連接保持不變 )的多數(shù)表決冗余計算機之類的系統(tǒng)中 。 ? 根據(jù)錯誤的不同情況 ， 一個容錯系統(tǒng)可能分 10個階段 : (1)故障限制 (2)故障檢測 (3)故障屏蔽 (4)重試 (5)診斷 (6)重組 (7)恢復 (8)重啟動 (9)修復 (10)重構(gòu) 2022/2/1 34 什么是計算機系統(tǒng)的可靠性 ? 按照系統(tǒng)的這些失效響應方式 ， 容錯技術(shù)可分成三種：故障檢測 、 靜態(tài)冗余 、 動態(tài)冗余 。 2022/2/1 33 什么是計算機系統(tǒng)的可靠性 ? 容錯技術(shù)能達到對故障的 “ 容忍 ” ， 但并非是“ 無視 ” 故障的存在 。 IBM公司的一項報告指出：這類故障占所有現(xiàn)場失效的 90%。 ? 統(tǒng)計表明，間歇性故障和偶然性故障占整個故障的很大比例，成為系統(tǒng)出錯的主要根源。 2022/2/1 31 什么是計算機系統(tǒng)的可靠性 ，且可能是非重復性的。 、斷續(xù)，它具有偶然性、不定期的重復性。硬件的永久性故障意味著不可逆的物理變異。 2022/2/1 30 什么是計算機系統(tǒng)的可靠性 故障的分類 ? 故障可分為邏輯故障和非邏輯故障兩種。一個故障可以用種類、值、影響范圍和發(fā)生時間來描述。 2022/2/1 26 什么是計算機系統(tǒng)的可靠性 2022/2/1 27 2022/2/1 28 2022/2/1 29 什么是計算機系統(tǒng)的可靠性 故障、失效和錯誤的概念 ? 失效是指硬件物理特性異變。 ? 熱管傳熱效果好，噪音低，使用壽命長。液體在冷凝端凝結(jié)液化以后，通過毛細作用，流回蒸發(fā)端。 ? 導管內(nèi)填充了液態(tài)導熱介質(zhì)。 2022/2/1 7 什么是計算機系統(tǒng)的可靠性 熱設計技術(shù) ? 熱交換途徑，熱環(huán)境影響因素 (電能、機械能轉(zhuǎn)換為熱量 )； ? 冷卻方法：自然冷卻、強迫風冷、冷板式冷卻； ? “ 軟件冷卻 ” ? 風道 ? 水冷，液氮冷卻 ? 熱管，導熱 2022/2/1 8 什么是計算機系統(tǒng)的可靠性 ? 1963年發(fā)明并制造出熱管，是高效傳熱元件。 ? 可靠性表現(xiàn)為硬件可靠性，軟件可靠性，人員可靠性，環(huán)境可靠性等。 ? 可用度：系統(tǒng)在 t時刻處于正常狀態(tài)的概率。2022/2/1 1 2022/2/1 2 第三章 計算機系統(tǒng)的可靠性 什么是計算機系統(tǒng)的可靠性 容錯系統(tǒng)的概念 硬件冗余 軟件冗余 磁盤陣列的編碼容錯方案 2022/2/1 3 什么是計算機系統(tǒng)的可靠性 ? 可靠性：系統(tǒng)在規(guī)定的條件下，完成規(guī)定的功能的能力。 ? 可靠性用可用度來度量。 ? 可用度計算： A(t)=平均無故障時間 / (平均無故障時間 +平均修復時間 ) ? 平均無故障時間： MTBF ? 平均修復時間： MTRF 2022/2/1 4 什么是計算機系統(tǒng)的可靠性 可用性的定量表現(xiàn)： ? 可靠性的測度方法：抗毀性，生存性，有效性。 ? 可維護性：平均修復時間： MTRF ? 維修保障：后勤支援能力 2022/2/1 5 什么是計算機系統(tǒng)的可靠性 ? 浴盆曲線 2022/2/1 6 什么是計算機系統(tǒng)的可靠性 ? 電子元器件的質(zhì)量等級； ? 電子元器件的選用： ? 對元器件性能的掌握； ? 降額使用； ? 熱設計； ? 抗輻射設計； ? 防靜電損傷； ? 防操作過程中的損傷； ? 儲存與保管問題。80年代前，熱管用于衛(wèi)星等高端系統(tǒng)。熱管兩端產(chǎn)生溫差的時候，蒸發(fā)端的液體就會迅速氣化，將熱量帶向冷凝端，速度非?？?。 ? 水 氣之間的相變反應，使熱管的熱傳導效率比普通的純銅高許多倍。 2022/2/1 9 什么是計算機系統(tǒng)的可靠性 2022/2/1 10 什么是計算機系統(tǒng)的可靠性 2022/2/1 11 什么是計算機系統(tǒng)的可靠性 2022/2/1 12 什么是計算機系統(tǒng)的可靠性 2022/2/1 13 2022/2/1 14 2022/2/1 15 2022/2/1 16 2022/2/1 17 2022/2/1 18 2022/2/1 19 2022/2/1 20 2022/2/1 21 2022/2/1 22 2022/2/1 23 20