42. Методы обеспечения доступности. Помехоустойчивое кодирование.

Основано на использовании информационной избыточности.

Рабочая информация в КС дополняется определенным объемом специальной контрольной информации (контрольных двоичных разрядов).

Наличие этой контрольной информации (контрольных двоичных разрядов) позволяет путем выполнения определенных действий над рабочей и контрольной информацией определять ошибки и даже исправлять их.

Чем больше используется контрольной информации, тем шире возможности кода по обнаружению и исправлению ошибок. Ошибки характеризуются кратностью, т.е. количеством двоичных разрядов, в которых одновременно искажено содержимое.

Помехоустойчивое кодирование наиболее эффективно при парировании самоустраняющихся отказов, называемых, сбоями, как правило, используется в комплексе с другими подходами повышения отказоустойчивости.

44. Методы обеспечения доступности. Резервирование.

Простое резервирование основано на использовании устройств, блоков, узлов, схем только в качестве резервных. При отказе основного элемента осуществляется переход на использование резервного. Резервирование осуществляется на различных уровнях: на уровне устройств, на уровне блоков, узлов и т. д. Недостатком простого резервирования является непроизводительное использование средств, которые применяются только для повышения отказоустойчивости. Важным и весьма радикальным средством повышения живучести и обслуживаемости информационных систем по отношению к угрозам поддерживающей инфраструктуре является создание резервного вычислительного центра (РВЦ).

43, 45, 46. Методы обеспечения доступности. Дублирование, зеркалирование, raid (Redundant Array of Independent Disks).

Чередование (striping, иногда в том же значении spanning) — данные из одного файла записываются на несколько дисков поблочно, т.е. распределяются между несколькими дисками. Это позволяет ускорить запись/чтение файлов за счет параллельного проведения операций ввода/вывода.

Зеркалирование (mirroring) — данные с одного диска в точности копируются на другой диск. В случае отказа одного диска информация по-прежнему будет доступна с другого.

Дублирование (duplexing) различных аппаратных компонентов, например контроллеров и дисков, повышает общую отказоустойчивость системы.

Контроль четности (parity) позволяет восстановить информацию в случае отказа одного из дисков. Данные записываются на диски по полосам (stripe), каждая полоса состоит из блоков (block или chunk, иногда cluster), каждый блок помещается на отдельный диск в массиве.

Уровни RAID

RAID_0 представлен как неотказоустойчивый дисковый массив.

(+): Высокая производительность (кратна числу дисков).

(+): RAID 0 может быть реализован как программно, так и аппаратно.

(−): Страдает надёжность всего массива.

RAID_1 определён как зеркальный дисковый массив.

(+): Приемлемая скорость записи и выигрыш по скорости чтения при распараллеливании запросов.

(+): Имеет высокую надёжность — работает до тех пор, пока функционирует хотя бы один диск в массиве.

(−): Приходится выплачивать стоимость двух (N) жёстких дисков, получая полезный объем одного жёсткого диска.

RAID_2 зарезервирован для массивов, которые применяют код Хемминга.

RAID_3,4,5 используют чётность для защиты данных от одиночных неисправностей.

RAID 3:

(+): высокая скорость чтения и записи данных, при малом числе дисков

(-): подходит только для однозадачной работы с большими файлами, так как наблюдаются проблемы со скоростью при частых запросах данных небольшого объема.

(-): большая нагрузка на контрольный диск.

RAID 5

(+): высокая скорость чтения и записи данных, при малом числе дисков

(+): при выходе из строя одного из дисков, можно восстановить информацию с оставшихся накопителей.

(-): при выходе из строя одного из дисков весь том переходит в критический режим, резко снижается производительность и надежность.

RAID_6 используют чётность для защиты данных от двойных неисправностей.