МОДЕЛЬ НАДЕЖНОСТИ ДУБЛИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ ОБРАБОТКИ ДАННЫХ С НЕЗАВИСИМЫМИ УЗЛАМИ Рахман П.А.

Уфимский государственный нефтяной технический университет


Номер: 8-1
Год: 2015
Страницы: 66-68
Журнал: Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук

Ключевые слова

система обработки данных, коэффициент готовности, цепь Маркова, data processing system, availability factor, Markov chain

Просмотр статьи

⛔️ (обновите страницу, если статья не отобразилась)

Аннотация к статье

Рассматриваются модель надежности дублированной системы обработки данных с независимыми узлами, формула для расчета коэффициента готовности системы и пример расчета.

Текст научной статьи

В настоящее время наблюдается бурное развитие информационных технологий и их внедрение в самые различные сферы деятельности человека. С информацией человек имеет дело ежедневно - создает, хранит и обрабатывает, передает ее, используя персональные компьютеры и мобильные устройства. На предприятиях используются специализированные системы хранения и обработки данных, на базе которых функционируют информационные системы, обеспечивающие те или иные бизнес-процессы предприятия. Помимо таких технических характеристик систем хранения и обработки данных, как: производительность и время обработки запросов, емкость хранилищ, масштабируемость и безопасность, также важными характеристиками являются показатели надежности [1, 2], в частности, коэффициент готовности. От показателей надежности зависит доступность информационных систем для пользователей предприятия, а это также определяет безопасность и эффективность бизнес-процессов предприятия. В рамках научной деятельности [3-8] автором исследовались показатели надежности современных систем передачи, обработки и хранения данных, в частности коэффициент готовности системы обработки данных с двумя независимыми узлами с учетом конечного времени переключения между ними при отказе того или иного узла. В дублированной системе с независимыми узлами оба узла могут находиться любом из трех состояний независимо друг от друга, и система считается готовой обслуживать запросы пользователей, когда хотя бы один узлов находиться в активном состоянии. Более того, следует особо отметить, что одни и те же запросы пользователей могут одновременно обрабатываться на обоих узлах в случае, если оба узла в активном состоянии. Рассмотрим множество состояний системы: • Состояние 0 - оба узла работоспособны, но пассивны. Из этого состояния система с интенсивностью (любой из двух пассивных узлов может переводиться на роль активного) может перейти в состояние 1, либо с интенсивностью (любой из двух пассивных узлов может отказать) перейти в состояние 2. • Состояние 1 - оба узла работоспособны, и один из узлов активен, другой - пассивен. Из этого состояния система с интенсивностью (отказ активного узла) может перейти в состояние 2, либо с интенсивностью (отказ пассивного узла) перейти в состояние 3, либо с интенсивностью (активация пассивного узла) может перейти в состояние 5. В состоянии 1 система может обрабатывать запросы пользователей. • Состояние 2 - один узел неработоспособен, другой работоспособен, но пассивен. Из этого состояния система с интенсивностью (активация оставшегося пассивного узла) может перейти в состояние 3, либо с интенсивностью (отказ оставшегося пассивного узла) перейти в состояние 4, либо с интенсивностью (восстановление неработоспособного узла) перейти в состояние 0. • Состояние 3 - один узел неработоспособен, другой работоспособен и активен. Из этого состояния система с интенсивностью (отказ оставшегося активного узла) может перейти в состояние 4, либо с интенсивностью (восстановление неработоспособного узла) перейти в состояние 1. В состоянии 3 система может обрабатывать запросы пользователей. • Состояние 4 - оба узла неработоспособны. Из этого состояния система с интенсивностью (любой из двух неработоспособных узлов может восстановиться) может перейти в состояние 2. • Состояние 5 - оба узла работоспособны и активны. Из этого состояния система с интенсивностью (любой из двух активных узлов может отказать) может перейти в состояние 2. В состоянии 5 система может обрабатывать запросы пользователей. Тогда, с учетом вышесказанного имеем следующий граф состояний (рис. 1) марковской модели надежности: Рис. 1. Граф состояний дублированной системы с независимыми узлами Где, λA - интенсивность отказов узла в активном состоянии, λP - интенсивность отказов узла в пассивном состоянии, μN - интенсивность восстановления узла, γN - интенсивность активации узла (перехода из пассивного состояния в активное состояние). Математическая модель (система уравнений Колмогорова-Чепмена): Автор ограничился выводом аналитического решения для стационарного случая при , когда марковский процесс становится установившимся, и производные вероятностей по времени стремятся к нулю. Учитывая, что коэффициент готовности системы определяется вероятностями работоспособных состояний 1, 3 и 5, автором была выведена расчетная формула для оценки коэффициента готовности системы обработки данных с основным и резервным узлами : (1) В частности, для системы обработки с интенсивностью отказов узлов в активном состоянии λA = 1/2920 час-1, пассивном состоянии λP = 1/8760 час-1, интенсивностью восстановления μN = 1/24 час-1 и интенсивностью активации γN = 20 час-1 (в среднем за 3 мин происходит активация) коэффициент готовности: KAA ≈ 0,9999332664. Полученные автором теоретические результаты использовались в многолетней практике проектирования и эксплуатации систем хранения, обработки и передачи данных НИУ МЭИ (ТУ), Балаковской АЭС, ОАО «Красный Пролетарий» и ряда других предприятий.

Научные конференции

 

(c) Архив публикаций научного журнала. Полное или частичное копирование материалов сайта возможно только с письменного разрешения администрации, а также с указанием прямой активной ссылки на источник.