Fehlertoleranz

Question 1

Was versteht man unter dem Begriff Verlässlichkeit, wenn man von Systemen spricht?

Answer 1

Verlässlichkeit ist die Fähigkeit eines Systems, einen Dienst zu erbringen, dem man gerechtfertigterweise vertrauen kann.

Question 2

Aus was besteht der Begriff Verlässlichkeit?

Answer 2

‣Wartbarkeit (Maintainability)
•wie leicht kann ein ausgefallenes System repariert werden?
‣Verfügbarkeit (Availability)
•unmittelbare Benutzbarkeit eines Systems
•bezieht sich auf einen bestimmten Zeitpunkt
‣Zuverlässigkeit (Reliability)
•das System läuft fortlaufend ausfallfrei
•bezieht sich auf ein Zeitintervall
‣Funktionssicherheit (Safety)
•es passiert nichts Schlimmes, wenn ein System vorübergehend nicht korrekt arbeitet

Question 3

Wie ist die Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit bei einem System, das jede Stunde für 1ms Ausfällt?

Answer 3

•Verfügbarkeit:
-99,99997% → sehr hoch
•Zuverlässigkeit:
-knapp 60min →eher gering

Question 4

Wie ist die Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit bei einem System, das nie ausfällt, aber im Jahr zwei Wochen für Wartungsarbeiten heruntergefahren wird

Answer 4

•Verfügbarkeit:
-96,2% → eher gering
•Zuverlässigkeit:
-50 Wochen → sehr hoch

Question 5

Welche Arten von Störungen gibt es?

Answer 5

•Vorübergehend (transient): einmaliger Vorfall
•Wiederkehrend: unberechenbares Wiederauftreten
•Permanent: Fehler bleibt bestehen, bis die fehlerhafte
Komponente ersetzt wird

Question 6

Bei der Maskierung von Fehlern gibt es Redundanzen, nennen Sie diese und ihren Zweck

Answer 6

•Informationsredundanz:
-Verwendung zusätzlicher Bits, um den möglichen Ausfall anderer Bits abzufangen
-Beispiel: Hamming Code für Forward Error Correction
•Zeitliche Redundanz:
-Wiederholung von Aktionen
-Beispiel: Transaktionen → zurückgesetzte Aktionen werden wiederholt
•Technische Redundanz
-Zusätzliche Hardware oder Software (Prozesse)
-Beispiele:
•Biologie: zwei Augen, zwei Ohren, zwei Lungenflügel
•Luftfahrt: vier Triebwerke, doppelte Steuerkreise
Sport: mehrere Schiedsrichter

Question 7

Nennen Sie Eigenschaften von Prozessgruppen

Answer 7

• Prozessgruppen sind dynamisch
• können erzeugt und gelöscht werden
• Prozesse können ein- und austreten
• Prozesse können Mitglied mehrerer Gruppen sein

Question 8

Welchen Zweck hat das Einsetzen von Gruppen?

Answer 8

Abstraktion von den Einzelprozessen, Darstellung gegenüber der Außenwelt als eine Einheit

Question 9

Welche Gruppenstrukturen gibt es?

Answer 9

• strukturlos (flach), oder

* hierarchisch (ein Koordinator)

Question 10

Wie wird sichergestellt, dass Prozessänderungen an

Replikate in der Gruppe propagiert werden?

Answer 10

•Urbildbasiert (Primary-based)
-Koordinator, der alle Write-Operationen koordiniert
-passt gut zu hierarchischen Prozessgruppen
-Wenn der Koordinator abstürzt, wählen die übrigen Prozesse einen neuen
•Aktive Replikation /Quorumbasierte Protokolle:
-passt gut zu flachen Gruppen

Question 11

Für was steht der Begriff k-Fehlertoleranz?

Answer 11

Gleichzeitiger Ausfall von k Prozessen

kann maskiert werden

Question 12

wieviel Replikation ist nötig für k-Fehlertoleranz bei Dienstausfälle und Byzantinischer Fehler?

Answer 12

•Dienstausfälle:
-(k+1) Prozesse für k-Fehlertoleranz
•Byzantinische Fehler (fehlerhafter Dienst):
-(2k +1) Prozesse für k-Fehlertoleranz

Question 13

Welche Fehlerklassen gibt es beim Aufrufen eines Dienstes?

Answer 13

1) Anfrage geht verloren
2) Server stürzt nach Erhalt der Anfrage ab
3) Antwort geht verloren
4) Client stürzt nach Senden der Anfrage ab