Fehlertoleranzverfahren

Dieses Buch beschreibt die grundlegenden Verfahren zur Tolerierung von Fehlern, die in Rechensystemen auftreten. Besondere Beachtung finden Fehlertoleranz-Maßnahmen für verteilte Systeme, da diese eine zunehmende Bedeutung erlangen. Die Ansätze zur Vermeidung von Zuverlässigkeitsengpässen durch Fehlertoleranz-Instanzen, die selbst fehlertolerant sind, werden ausführlich diskutiert. Die Darstellung ist weniger auf die Beschreibung existierender fehlertoleranter Rechensysteme ausgerichtet als vielmehr auf eine systematische, weitgehend implementierungsunabhängige Klassifikation der verschiedenen Schritte zur Fehlertoleranz und ihrer Varianten. Es wird ein Überblick gegeben, der die Entwurfsalternativen bei der Realisierung von Fehlertoleranz-Verfahren aufzeigt und ihre Auswirkungen auf Zuverlässigkeit, Leistungsfähigkeit und andere Eigenschaften eines Rechensystems verdeutlicht.

1 Einführung.- 1.1 Zuverlässigkeits- und Sicherheitsanforderungen.- 1.2 Fehler in Rechensystemen.- 1.3 Fehlertoleranz-Anforder ungen.- 1.4 Inhaltsübersicht.- 2 Struktur-Funktions-Modell.- 2.1 Funktionszuordnung.- 2.2 Verteilte Systeme.- 2.3 Binäres Fehlermodell.- 2.4 Fehlerausbreitung und -eingrenzung.- 3 Redundanz.- 3.1 Redundante Mittel.- 3.2 Aktivierung der Redundanz.- 4 Fehlerdiagnose.- 4.1 Diagnosearten.- 4.2 Nutzung der Informationsredundanz.- 5 Rekonfigurierung.- 5.1 Beitrag zur Fehlertoleranz.- 5.2 Ersetzbare Komponentenmengen.- 5.3 Verlagerungskriterien.- 5.4 Verlagerungsalgorithmen.- 5.5 Implementierungsformen von Rekonfiguratoren.- 6 Rückwärtsbehebung.- 6.1 Prinzip der Rückwärtsbehebung.- 6.2 Rücksetzpunkt-Erstellung.- 6.3 Rücksetzlinien interagierender Prozesse.- 6.4 Implementierungsformen von Rücksetzlinien-Verwaltern.- 6.5 Ein-/Ausgabeoperationen.- 7 Vorwärtsbehebung.- 7.1 Prinzip der Vorwärtsbehebung.- 7.2 Beispiele.- 8 Fehlermaskierung.- 8.1 Prinzip der Fehlermaskierung.- 8.2 Synchronisierung redundanter Prozeßexemplare.- 8.3 Implementierung der Fehlermaskierung in verschiedenen Schichten.- 8.4 Hybridredundanz.- 8.5 Fehlertoleranz des Maskierers.- 8.6 Maskierungs-Protokolle.- 8.7 Ein- /Ausgabeoperationen.- 9 Fehlerkorrektur.- 9.1 Fehlerkorrektur-Codes.- 9.2 Anwendungsbereiche der Fehlerkorrektur.- 10 Entwurf von Fehlertoleranz-Verfahren.- 10.1 Alternativen beim Entwurf von Fehlertoleranz-Verfahren.- 10.2 Beschreibung kombinierter Fehlertoleranz-Verfahren.- 11. Absichten, Einsichten und Aussichten.