Показники надійності кластерів високої доступності як резервованих систем із структурною надлишковістю

Abstract

Розглянуто проблему забезпечення надійності електронних систем за умови обмеженої надійності компонентів, використаних при побудові системи. У статті на основі проведеного аналізу наводяться узагальнюючі розрахункові співвідношення для оцінки основних варіантів структур із апаратурною надлишковістю та алгоритмів відновлення даних при відмові частини компонентів структури. Отримані співвідношення зв’язують імовірність безвідмовної роботи кластера, рівень надлишковості та функції розподілу ймовірності безвідмовної роботи компонентів. Показано, що в залежності від призначення резервованої системи, зокрема, для систем, які працюють у реальному часі, основним показником надійності разом із часом напрацювання до відмови стає ймовірність безпомилкової роботи системи, яка, по суті, визначає рівень безпеки автоматизованого керування.

Рассматривается проблема обеспечения надежности электронных систем в условиях ограниченной надежности составляющих систему компонентов. В статье на основе проведенного анализа приводятся обобщающие расчетные соотношения для оценки показателей надежности основных вариантов структур с аппаратной избыточностью и алгоритмов восстановления данных при отказе части компонентов структуры. Полученные соотношения связывают вероятность безотказной работы кластера, уровень избыточности и функции распределения вероятности безотказной работы компонентов. Показано, что в зависимости от назначения резервированной системы, в частности, для систем управления реального времени основным показателем надежности наряду со временем наработки до отказа становится вероятность безошибочной работы, которая, фактически, определяет уровень безопасности автоматизированного управления.

The problem of ensuring the reliability of electronic systems in conditions of limited reliability of their components is considered. In the paper, based on analysis carried out, the computational relationships are calculated to estimate the reliability indexes of the basic versions of structures with hardware redundancy and data recovery algorithms for the failure of part of structure components. The relationships obtained allow us to establish connections between the probability of failure-free operation of the cluster, the level of redundancy and probability distribution functions for the components. It is shown that for redundant systems various purposes (in particular-real time control systems), the main indicator of reliability along with time to failure is the probability of error-free operation It is this indicator, in fact, that determines the level of security of automated control.