फॉल्ट टॉलरेंस: Difference between revisions

{{Use American English|date = February 2019}}

'''फॉल्ट टॉलरेंस''' के द्वारा किसी प्रणाली (सिस्टम) को इसके कुछ घटकों में एक या अधिक दोषों की विफलता की स्थिति में भी ठीक से संचालन जारी रखने में सक्षम बनाता है। यदि इसकी परिचालन गुणवत्ता बिल्कुल भी कम हो जाती है, तो कमी विफलता की गंभीरता के समानुपाती होती है,एक सरलता से डिज़ाइन की गई प्रणाली की तुलना में, जिसमें एक छोटी सी विफलता भी विघटन का कारण बन सकती है। [[ उच्च उपलब्धता |उच्च उपलब्धता, महत्वपूर्ण]] लक्ष्य, या यहां तक ​​कि जीवन महत्वपूर्ण प्रणाली में दोष सहिष्णुता ('''फॉल्ट टॉलरेंस)'''  प्रणाली  की विशेष रूप से मांग की जाती है। सिस्टम के कुछ हिस्सों के बिगड़ने पर कार्यक्षमता बनाए रखने की क्षमता को ही ग्रेसफुल डिग्रेडेशन कहा जाता है।'''<ref>[http://scholarworks.umass.edu/cgi/viewcontent.cgi?article=1186&context=cs_faculty_pubs अडैप्टिव फॉल्ट टॉलरेंस एंड ग्रेसफुल डिग्रेडेशन], ऑस्कर गोंजालेज एट अल।, 1997, मैसाचुसेट्स विश्वविद्यालय - एम्हेर्स</ref>'''

एक '''दोष-सहनशील डिज़ाइन '''सिस्टम के संचालन को जारी रखने में सक्षम बनाता है, संभवतः इसके द्वारा, पूरी तरह से विफल होने के बजाय, सिस्टम का कुछ ही हिस्सा [[ विफलता |विफल हो जाता है।]] <ref>जॉनसन, बी. डब्ल्यू. (1984)। [https://www.computer.org/csdl/mags/mi/1984/06/04071150.pdf फॉल्ट-टॉलरेंट माइक्रोप्रोसेसर-आधारित सिस्टम्स], आईईईई माइक्रो, वॉल्यूम। 4, नहीं। 6, पीपी. 6-2</ref> इस शब्द का प्रयोग आमतौर पर [[ कंप्यूटर सिस्टम ]]का वर्णन करने के लिए किया जाता है, जिसे कम या ज्यादा पूरी तरह से चालू रखने के लिए डिज़ाइन किया गया है, शायद, कुछ आंशिक विफलता की स्थिति में  प्रवाह क्षमतामें कमी या [[ प्रतिक्रिया समय (प्रौद्योगिकी) में वृद्धि |प्रतिक्रिया समय में वृद्धि होती है]]। अर्थात्,[[ कंप्यूटर हार्डवेयर | हार्डवेयर]] या [[ सॉफ़्टवेयर |सॉफ़्टवेयर]] में समस्याओं के कारण संपूर्ण रूप से सिस्टम बंद नहीं होता है। एक अन्य क्षेत्र में एक उदाहरण एक मोटर वाहन है जिसे डिज़ाइन किया गया है, इसलिए यदि टायरों में से एक पंचर हो गया है, या एक संरचना जो थकान, जंग, निर्माण दोष, या प्रभाव जैसे कारणों से होने वाली क्षति की उपस्थिति में अपनी अखंडता बनाए रखने में सक्षम हो, तो इसे चलाना जारी रहेगा।

हाइपर-डिपेंडेबल कंप्यूटरों का संचालन ज्यादातर [[ विमान |विमान]] निर्माताओं,परमाणु ऊर्जा कंपनियों और रेल उद्योग द्वारा किया गया था।<ref name="computer-structures"/>{{rp|210}} इन्हें भारी मात्रा में अपटाइम वाले कंप्यूटरों की आवश्यकता थी जो इस तथ्य पर भरोसा करते हुए कि कंप्यूटर आउटपुट को लगातार मनुष्यों द्वारा दोषों का पता लगाने के लिए मॉनिटर किया जाएगा। फिर से,आईबीएम (IBM) ने [[ सैटर्न वी |सैटर्न वी]] रॉकेट के मार्गदर्शन के लिए इस तरह का पहला कंप्यूटर विकसित किया, लेकिन बाद में  [[ बीएनएसएफ | बीएनएसएफ( BNSF)]], [[ यूनिसिस |यूनिसिस]] और [[ जनरल इलेक्ट्रिक |जनरल इलेक्ट्रिक]] ने अपना खुद का कंप्यूटर बनाया।<ref name="computer-structures"/>{{rp|223}}

डेटा स्वरूपों को भी नष्ट करने के लिए डिज़ाइन किया जा सकता है। उदाहरण के लिए [[ एचटीएमएल | एचटीएमएल (HTML)]], को ऐसे डिज़ाइन किया गया है,जिससे  [[ वेब ब्राउज़र ]]दस्तावेज़ को अनुपयोगी किए बिना नए और असमर्थित एचटीएमएल (HTML)  इकाइयों को अनदेखा करने की इजाजत देता है। इसके अतिरिक्त, कुछ साइटें, जिनमें ट्विटर (Twitter) (दिसंबर 2020 तक) जैसे लोकप्रिय प्लेटफॉर्म शामिल हैं, जो [[ जावास्क्रिप्ट |जावास्क्रिप्ट(JavaScript)]] पर निर्भर नहीं है और इसमें  [[ अतिसूक्ष्मवाद (कंप्यूटिंग) |न्यूनतम]] लेआउट है, जिसमे व्यापक उपलब्धता और पहुँच है,जैसे सीमित वेब ब्राउज़िंग क्षमताओं के साथ कार्य ढाँचा।<ref>{{Cite web|title=Why your website should work without JavaScript.|url=https://dev.to/shadowfaxrodeo/why-your-website-should-work-without-javascript-3kko|access-date=2021-05-16|website=DEV Community|language=en}}</ref><ref>{{Cite web|last=Fairfax|first=Zackerie|date=2020-11-28|title=Legacy Twitter Shutdown Means You Can't Tweet From The 3DS Anymore|url=https://screenrant.com/twitter-legacy-nintendo-3ds-shut-down-date-december-2020/|url-status=live|access-date=2021-07-01|website=[[ScreenRant]]|language=en-US}}</ref>

[[ दोष-सहनशील कंप्यूटर सिस्टम | दोष-सहनशील कंप्यूटर सिस्टम]] में, महत्वपूर्ण माने जाने वाले प्रोग्राम पूरी तरह से क्रैश होने के बजाय त्रुटि,अपवाद या अमान्य इनपुट के बावजूद संचालन जारी रखने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं। [[ सॉफ्टवेयर भंगुरता |सॉफ्टवेयर भंगुरता]] मजबूती के विपरीत है। [[ लचीलापन (नेटवर्क) |लचीला नेटवर्क]] कुछ लिंक या नोड्स की विफलता के बावजूद डेटा संचारित करना जारी रखता है; इसी तरह[[ लचीलापन (इंजीनियरिंग और निर्माण) | लचीला भवन और बुनियादी ढाँचा]] से भूकंप, बाढ़, या टकराव जैसी स्थितियों में पूर्ण विफलता को रोकने की उम्मीद की जाती है।

महत्वपूर्ण प्रणालियों के लिए अनुसंधान में बड़ी मात्रा में बहुविषयक अध्यययन शामिल हैं। प्रणाली जितनी अधिक जटिल होगी,उतनी ही सावधानी से सभी संभावित अंतःक्रियाओं पर विचार करना होगा और इसके लिए तैयार रहना होगा। परिवहन,सार्वजनिक उपयोगिताओं और सेना में उच्च-मूल्य वाली प्रणालियों के महत्व को ध्यान में रखते हुए,अनुसंधान में संबंधित विषयों का क्षेत्र बहुत विस्तृत है: इसमें [[ सॉफ्टवेयर मॉडलिंग |सॉफ्टवेयर मॉडलिंग]]( '''software modeling''')या [[ हार्डवेयर डिजाइन |हार्डवेयर डिजाइन]]('''hardware design''') जैसे स्पष्ट विषय शामिल हो सकते हैं,जैसे [[ स्टोकेस्टिक |स्टोकेस्टिक(stochastic )]] मॉडल, [[ ग्राफ सिद्धांत |ग्राफ सिद्धांत]] ,औपचारिक तर्क,[[ समानांतर कंप्यूटिंग |समानांतर प्रसंस्करण(parallel processing]]), रिमोट[[ डेटा ट्रांसमिशन | डेटा ट्रांसमिशन]],और बहुत कुछ। <ref>{{cite book |title=Reliability evaluation of some fault-tolerant computer architectures |date=November 1980 |publisher=Springer-Verlag |isbn=978-3-540-10274-8}}</ref>

एक [[ लॉकस्टेप (कंप्यूटिंग) |लॉकस्टेप]](lockstep) दोष-सहिष्णुता मशीन में समानांतर काम कर रहे प्रतिकृति तत्वों का उपयोग करती है। किसी भी समय, प्रत्येक तत्व की सभी प्रतिकृति एक ही अवस्था में होनी चाहिए। प्रत्येक[[ प्रतिकृति (कंप्यूटिंग) | प्रतिकृति]] को समान इनपुट(inputs) प्रदान किए जाते हैं,और समान आउटपुट(outputs) को प्रत्याशित किया जाता है। प्रतिकृति के आउटपुट(outputs) की तुलना वोटिंग सर्किट(voting circuit) का उपयोग करके की जाती है। प्रत्येक तत्व की दो प्रतिकृति वाली मशीन को [[ दोहरी मॉड्यूलर अतिरेक |दोहरी मॉड्यूलर निरर्थक]] (DMR) कहा जाता है। रिकवरी अन्य तरीकों पर निर्भर करती है जब वोटिंग सर्किट केवल गलत अवतरण का पता लगा सकता है। प्रत्येक तत्व की तीन प्रतिकृति वाली मशीन को [[ ट्रिपल मॉड्यूलर रिडंडेंसी | ट्रिपल मॉड्यूलर रिडंडेंट]] (TMR) कहा जाता है। विद्युत क्षृंखला यह निर्धारित कर सकती है कि दो-से-एक क्षृंखला देखे जाने पर कौन सी प्रतिकृति त्रुटि में है। इस मामले में, विद्युत क्षृंखला सही परिणाम आउटपुट कर सकती है,और त्रुटिपूर्ण संस्करण को हटा सकती है ।इसके बाद,त्रुटिपूर्ण प्रतिकृति की आंतरिक स्थिति को अन्य दो से अलग कर विद्युत क्षृंखला डीएमआर(DMR) मोड में बदल सकती है। इस मॉडल को किसी भी बड़ी संख्या में प्रतिकृति पर लागू किया जा सकता है।

लॉकस्टेप दोष-सहिष्णु मशीनों को सबसे आसानी से पूरी तरह से [[ सिंक्रोनाइजेशन (कंप्यूटर साइंस) |सिंक्रोनस]] (समकालिक) बनाया जाता है, प्रत्येक प्रतिकृति के प्रत्येक गेट के साथ घड़ी के एक ही किनारे पर एक ही परिवर्तन होता है,और प्रतिकृति के लिए घड़ियां बिल्कुल चरण में होती हैं। हालांकि, इस आवश्यकता के बिना लॉकस्टेप सिस्टम बनाना संभव है।

प्रतिकृतियों को समकालिकता में लाने के लिए उनकी आंतरिक संग्रहीत अवस्थाओं को समान बनाने की आवश्यकता होती है। उन्हें एक निश्चित प्रारंभिक स्थिति से शुरू किया जा सकता है, जैसे कि रीसेट स्थिति। वैकल्पिक रूप से,एक प्रतिकृति की आंतरिक स्थिति को दूसरी प्रतिकृति में कॉपी किया जा सकता है।

डीएमआर(DMR) का एक प्रकार '''जोड़ी और अतिरिक्त''' है। दो प्रतिकृति तत्व लॉकस्टेप में एक जोड़ी के रूप में काम करते हैं, एक विद्युत क्षृंखला के साथ जो उनके संचालन के बीच किसी भी बेमेल का पता लगाती है और एक संकेत आउटपुट करती है जो दर्शाता है कि कोई त्रुटि है। एक और जोड़ी ठीक उसी तरह काम करती है। एक अंतिम क्षृंखला जोड़ी के आउटपुट का चयन करती है जो यह घोषणा नहीं करती है कि यह त्रुटि में है। जोड़ी और अतिरिक्त टीएमआर(TMR) के तीन के बजाय चार प्रतिकृतियों की आवश्यकता होती है, लेकिन व्यावसायिक रूप से इसका उपयोग किया गया है।

''विफलता-अनभिज्ञ कंप्यूटिंग'' एक ऐसी तकनीक है जो [[ कंप्यूटर प्रोग्राम |कंप्यूटर प्रोग्राम]] को [[ डेटा हानि |त्रुटियों]] के बावजूद निष्पादन जारी रखने में सक्षम बनाती है।<ref>{{Cite journal|last1=Herzberg|first1=Amir|last2=Shulman|first2=Haya|date=2012|title=Oblivious and Fair Server-Aided Two-Party Computation|url=http://dx.doi.org/10.1109/ares.2012.28|journal=2012 Seventh International Conference on Availability, Reliability and Security|pages=75–84|publisher=IEEE|doi=10.1109/ares.2012.28|isbn=978-1-4673-2244-7|s2cid=6579295}}</ref> तकनीक को विभिन्न संदर्भों में लागू किया जा सकता है। सबसे पहले,यह प्रोग्राम में निर्मित परिमाण लौटाकर अमान्य मेमोरी रीड को संभाल सकता है,<ref>{{Citation|last1=Rigger|first1=Manuel|title=Context-Aware Failure-Oblivious Computing as a Means of Preventing Buffer Overflows|date=2018|url=http://dx.doi.org/10.1007/978-3-030-02744-5_28|work=Network and System Security|pages=376–390|place=Cham|publisher=Springer International Publishing|isbn=978-3-030-02743-8|access-date=2020-10-07|last2=Pekarek|first2=Daniel|last3=Mössenböck|first3=Hanspeter|doi=10.1007/978-3-030-02744-5_28|arxiv=1806.09026}}</ref> जो बदले में, निर्मित परिमाण का उपयोग करता है और उस पूर्व स्मृति परिमाण को अनदेखा करता है जिसे उसने एक्सेस करने का प्रयास किया था, यह [[ रैम समता |विशिष्ट मेमोरी चेकर्स]] के विपरीत है, जो त्रुटि के कार्यक्रम को सूचित करता है या निरस्त करता है। दूसरा, इसे उन अपवादों पर लागू किया जा सकता है जहां अप्रत्याशित अपवादों को पकड़ने के लिए कुछ कैच ब्लॉक लिखे या संश्लेषित किए जाते हैं।<ref>{{Cite journal|last1=Zhang|first1=Long|last2=Monperrus|first2=Martin|date=2019|title=TripleAgent: Monitoring, Perturbation and Failure-Obliviousness for Automated Resilience Improvement in Java Applications|url=https://arxiv.org/pdf/1812.10706|journal=2019 IEEE 30th International Symposium on Software Reliability Engineering (ISSRE)|location=Berlin, Germany|publisher=IEEE|pages=116–127|doi=10.1109/ISSRE.2019.00021|arxiv=1812.10706|isbn=978-1-7281-4982-0|s2cid=57189195}}</ref> इसके अलावा,ऐसा होता है कि कैस्केडिंग विफलताओं को रोकने के लिए निष्पादन को लगातार कई बार संशोधित किया जाता है।<ref name="DurieuxHamadi2018">{{cite book|last1=Durieux|first1=Thomas|last2=Hamadi|first2=Youssef|last3=Yu|first3=Zhongxing|last4=Baudry|first4=Benoit|last5=Monperrus|first5=Martin|title=2018 IEEE 11th International Conference on Software Testing, Verification and Validation (ICST)|chapter=Exhaustive Exploration of the Failure-Oblivious Computing Search Space|year=2018|pages=139–149|doi=10.1109/ICST.2018.00023|arxiv=1710.09722|isbn=978-1-5386-5012-7|s2cid=4304123}}</ref>

दृष्टिकोण में प्रदर्शन लागत है: क्योंकि तकनीक पते की वैधता के लिए गतिशील जांच डालने के लिए कोड को फिर से लिखती है, निष्पादन समय 80% से 500% तक बढ़ जाएगा।<ref>{{Citation

रिकवरी शेपर्ड एक हल्की तकनीक है जो सॉफ़्टवेयर प्रोग्राम को घातक त्रुटियों से पुनर्प्राप्त करने में सक्षम बनाती है जैसे कि नल पॉइंटर डीरेफरेंस(अशक्त सूचक) और शून्य से विभाजित करना।<ref name=rcv>{{cite book

}}</ref> विफलता शून्यचित्त कंप्यूटिंग तकनीक की तुलना में, रिकवरी शेपर्ड सीधे संकलित प्रोग्राम बाइनरी पर काम करता है और इसे प्रोग्राम में पुन: संकलित करने की आवश्यकता नहीं होती है।

यह [[ जस्ट-इन-टाइम संकलन |जस्ट-इन-टाइम]] [[ इंस्ट्रूमेंटेशन (कंप्यूटर प्रोग्रामिंग) |बाइनरी इंस्ट्रूमेंटेशन]] फ्रेमवर्क[[ पिन (कंप्यूटर प्रोग्राम) | पिन]] का उपयोग करता है। यह त्रुटि होने पर आवेदन प्रक्रिया से जुड़ जाता है, निष्पादन की मरम्मत करता है,निष्पादन जारी रहने पर मरम्मत प्रभावों को ट्रैक करता है, आवेदन प्रक्रिया के भीतर मरम्मत प्रभाव शामिल करता है,और प्रक्रिया की स्थिति से सभी मरम्मत प्रभावों को फ़्लश करने के बाद प्रक्रिया से अलग हो जाता है। यह कार्यक्रम के सामान्य निष्पादन में हस्तक्षेप नहीं करता है और इसलिए ऊपरी कार्य करता है।<ref name=rcv/> 18 में से 17 के लिए व्यवस्थित रूप से एकत्रित वास्तविक दुनिया नल-डीरेफरेंस और डिवाइड-बाय-जीरो त्रुटियों के लिए, एक प्रोटोटाइप कार्यान्वयन एप्लिकेशन को त्रुटि-ट्रिगर इनपुट पर अपने उपयोगकर्ताओं को स्वीकार्य आउटपुट और सेवा प्रदान करने के लिए निष्पादित करना जारी रखता है।<ref name=rcv/>

{{Main|Circuit breaker design pattern}}[[ सर्किट ब्रेकर डिजाइन पैटर्न | सर्किट ब्रेकर डिजाइन पैटर्न]] वितरित प्रणालियों में भयावह विफलताओं से बचने के लिए एक तकनीक है।

अतिरेक कार्यात्मक क्षमताओं का प्रावधान है जो एक दोष मुक्त वातावरण में अनावश्यक होगा।<ref>लैप�