Cos'è tolleranza ai guasti?

Tolleranza ai Guasti (Fault Tolerance)

La tolleranza ai guasti è la capacità di un sistema di continuare a funzionare correttamente in caso di guasto di uno o più dei suoi componenti. L'obiettivo è evitare che un singolo punto di guasto (Single Point of Failure, SPOF) causi l'interruzione del servizio.

Un sistema tollerante ai guasti è progettato per:

• Rilevare i guasti (Fault Detection).
• Isolare i guasti (Fault Isolation).
• Contenere i danni causati dai guasti (Fault Containment).
• Recuperare dal guasto (Fault Recovery) e ripristinare il normale funzionamento.

La tolleranza ai guasti si basa su diverse tecniche, tra cui:

• Ridondanza: Duplicazione dei componenti per avere backup in caso di guasto. Esistono diversi tipi di ridondanza:

  • Ridondanza hardware: Utilizzo di più hardware, come server, dischi o alimentatori, per eseguire le stesse attività. Vedi https://it.wikiwhat.page/kavramlar/Ridondanza%20Hardware.
  • Ridondanza software: Utilizzo di più copie dello stesso software o di software diverso che implementa la stessa funzionalità. Vedi https://it.wikiwhat.page/kavramlar/Ridondanza%20Software.
  • Ridondanza informativa: Utilizzo di codici di correzione degli errori o checksum per rilevare e correggere errori nei dati. Vedi https://it.wikiwhat.page/kavramlar/Ridondanza%20Informativa.
  • Ridondanza temporale: Ritentare un'operazione più volte se fallisce la prima volta.

• Failover: Passaggio automatico al componente ridondante in caso di guasto del componente primario. Vedi https://it.wikiwhat.page/kavramlar/Failover.

• Diversità: Utilizzo di componenti diversi, progettati e implementati in modo indipendente, per svolgere la stessa funzione. Questo riduce il rischio di guasti correlati dovuti a errori di progettazione o implementazione comuni.

• Isolamento: Separazione dei componenti per impedire che un guasto in un componente si propaghi ad altri componenti.

• Monitoraggio e diagnosi: Monitoraggio continuo del sistema per rilevare guasti il prima possibile e diagnosi della causa del guasto per facilitare la riparazione.

• Riparazione a caldo (Hot Swapping): Capacità di sostituire un componente guasto mentre il sistema è in esecuzione, senza interrompere il servizio.

Livelli di Tolleranza ai Guasti:

I sistemi tolleranti ai guasti possono avere diversi livelli di tolleranza, che dipendono dalla quantità di ridondanza e dalle tecniche utilizzate. Un livello più alto di tolleranza implica un costo maggiore in termini di risorse e complessità.

Applicazioni:

La tolleranza ai guasti è fondamentale in sistemi critici, come:

• Sistemi aerospaziali: Dove un guasto può avere conseguenze catastrofiche.
• Sistemi bancari e finanziari: Dove la disponibilità dei dati e dei servizi è essenziale.
• Sistemi di controllo industriale: Dove un guasto può causare danni materiali o pericoli per la sicurezza.
• Sistemi di telecomunicazione: Dove l'interruzione del servizio può avere un impatto significativo sull'economia e sulla società.
• Cloud computing: Dove la resilienza e la disponibilità dei servizi sono prioritarie.

In sintesi, la tolleranza ai guasti è una caratteristica essenziale per garantire la continuità del servizio e la protezione dei dati in sistemi critici. La scelta delle tecniche di tolleranza ai guasti dipende dai requisiti specifici del sistema, dai costi e dalla complessità.