Надежность АСОИУ (1088455), страница 17
Текст из файла (страница 17)
В таких схемах наработка на отказ определяетсямаксимальной наработкой до отказа ( t i ) элементов параллельной цепочки и з η элементов:TН .О = max t i .i =1, nЕсли говорить о вероятности безотказной работы, то у схемы с общим резервированием (рис. 1.11) она выше, чем усхемысраздельнымрезервированием(рис.1.12),посколькувпоследнемслучаемыприходимкпараллельноконвейерной структуре.При нагруженном резервировании резервные элементы расходуют свой ресурс, имеют одинаковое распределениенаработок до отказа и интенсивность отказов основных (λο) и резервных (λρ) элементов одинакова (λο = λρ).
Различиемежду основными и резервными элементами часто условное. Для обеспечения нормальной работы (сохраненияработоспособности) необходимо, чтобы число работоспособных элементов не становилось меньше минимальнонеобходимого.50Теплый резерв. Разновидностью нагруженного резервирования является резервирование с облегченным резервом, т.е. резервные элементы также находятся под нагрузкой, но меньшей, чем основные. Поэтому считается, чтоинтенсивность отказов резервных элементов λp ниже, чем у основных λο, т.
е. λο > λp .Холодный (ненагруженный) резерв использует такие элементы, которые могут быть подключены для работы после выходаиз строя основных элементов. При этом считается, что элементы в холодном режиме вообще не отказывают илиинтенсивность их отказов много меньше, чем в горячем (λρ < λο):nTН .О = ∑ t ii =1Примеры ненагруженного резервирования приведены на рис. 1.13 и 1.14.Рис. 1.14.
Поэлементное ненагруженное резервированиеРезервные ненагруженные элементы включаются в работу только после отказа основных. Переключениепроизводится вручную или автоматически. При равенстве числа основных и резервных элементов ненагруженныйрезерв обеспечивает большую надежность. Но это справедливо только тогда, когда перевод резервного элемента вработу происходит абсолютно надежно. Выполнение этого условия связано со значительными техническимитрудностями или является иногда нецелесообразным по экономическим или техническим причинам.Автоматическое включение резервных элементов, устройств или вычислительных машин используется в АСОИУ,где требуется высокая надежность функционирования систем.
В некоторых АСОИУ допускается ручная заменанеисправных (отказавших) элементов, ТЭЗов и устройств при выполнении ремонтных работ по замене вышедших изстроя элементов или при проведении профилактических работ, в процессе которых заменяются элементы, исчерпавшиесвой ресурс.Кратность резервирования — это соотношение между числом однотипных элементов η и числом элементов,необходимых для работы системы r:k=n−r.rКратность резервирования может быть целой величиной, если г = 1, или дробной, если r> 1.r = 1, k =3 −1= 2.1Используя методы аналитического, в частности имитационного, моделирования, можно прогнозировать надежностьразрабатывается предусматривается двукратное резервирование:51Например, в представленной на рис.
1.15 схеме предусматриваемой системы и выбрать способ и необходимуюкратность резервирования аппаратно-программных средств с целью удовлетворения требованиям к надежностисистемы. Существующие расчетные модели обеспечивают достаточную точность прогнозов для применения в реальныхразработках аппаратуры.Функциональное резервирование использует методы резервирования на уровне функциональных подсистем АСОИУ илиих наиболее важных компонентов. При организации последовательного вычислительного процесса такой способрезервирования ведет к дополнительным затратам времени на реализацию зарезервированной функции. В наиболееответственных системах программы могут обрабатываться одновременно на двух вычислительных комплексах, споследующим сравнением результатов вычислений.
В случае несовпадения результатов подключается процессобработки на третьем резервном комплексе и осуществляется мажоритарное голосование — двух из трех. По мнениюспециалистов, такой подход обеспечивает максимально возможную надежность функционирования системы.Временное резервирование базируется на использовании резервного времени для выполнения заданной функции.Например, для передачи заданного объема информации требуется время t На эту процедуру отводится некотороедополнительное резервное время (tр), в течение которого может быть осуществлена повторная передача фрагментаинформации, переданного с искажениями. Резервное время повышает достоверность информации и снижает числоотказов, но отрицательно сказывается на производительности системы.Информационное резервирование.
В качестве резерва используется избыточная информация. Например, могутрезервироваться данные в запоминающих устройствах системы, вводиться избыточные символы при передаче иобработке информации, дополнительные разряды при кодировании данных, корректировочные коды и т. д.Рассмотрим некоторые современные технологии аппаратного и информационного резервирования, примененныеизвестной фирмой Hewlett Packard в серверах серии ProLiant: HP ProLiant 8000.Резервные компоненты повышают надежность и отказоустойчивость серверов. В конфигурациях с избыточностьюв случае отказа источника питания, вентилятора или модуля питания процессора начнет функционировать резервныйкомпонент, позволяя избежать простоя сервера.
В сочетании с возможностями «горячей» замены простои серверовмогут быть еще более сокращены, так как сервер не требует выключения во время замены, установки или модернизациикомпонентов.Технология PCI Hot Plug, В серверах ProLiant 8000 реализована стандартная технология PCI Hot Plug. Эта технология,впервые внедренная компанией Compaq, обеспечивает возможность «горячего» подключения адаптеров PCI, чтоповышает готовность серверов и упрощает обслуживание системы. Смысл технологии PCI Hot Plug заключается в52следующем: сервер получает возможность контролировать отдельные разъемы PCI Hot Plug, так что отключение одногоиз разъемов не влияет на функционирование остальных.
Стандарт PCI Hot Plug обеспечивает следующие возможности:• «горячую» замену адаптера PCI таким же адаптером;• «горячую» модернизацию — замену адаптера PCI усовершенствованным адаптером;• «горячее» расширение—установку адаптера PCI в свободный отсек.Серверы ProLiant поддерживают все указанные функции «горячего» подключения для 64-разрядных и 32разрядных разъемов PCI Hot Plug. Эти возможности можно добавлять последовательно в зависимости от версии ОС.Технология резервирования контроллера массива.
Серверы ProLiant 8000 поддерживают до двух контроллеров CompaqSmart Array 4250ES в конфигурации с резервированием. Контроллеры разработаны специально для серверов ProLiant8000 и могут быть использованы в разъемах PCI10 и 11. Разъемы подключают 64-разрядную шину PCI и четыре шиныWide Ultra-2 SCSI к контроллерам Smart Array 4250ES. Все пять шин являются общими для обоих разъемов и,следовательно, для обоих контроллеров. Три шины SCSI направлены к разъемам SCSI на плате ввода-вывода. В сервереизначально установлены кабели, соединяющие эти три разъема SCSI с тремя дисковыми отсеками SCSI.
Четвертая шинаSCSI обеспечивает связь между двумя контроллерами. Благодаря этому легко установить два контроллера Smart Array4250ES в сервер ProLiant 8000 таким образом, чтобы организовать дублирование.Каждый из контроллеров следит за состоянием другого, при этом поддерживается идентичность содержимого кэшпамяти. Оба контроллера (основной и дополнительный) подключены к одним и тем же дисководам в активном режиме ив режиме ожидания. В случае отказа основного контроллера дополнительный немедленно берет на себя управлениедисковым массивом.
При этом не происходит прерывания работы сервера или потери данных. Технология PCI Hot Plugпозволяет заменить отказавший контроллер без перезагрузки сервера.Технология резервирования сетевой интерфейсной платы (NIC). Технология Netelligent использования резервных сетевыхинтерфейсных плат, разработанная в Compaq, позволяет управлять двумя одинаковыми сетевыми платами с помощьюодного драйвера. При этом одна плата становится активной, а другая служит в качестве резервной. Если отказываетактивная плата, сетевой трафик автоматически переключается на резервную.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
