Inhaltsverzeichnis

Inhaltsverzeichnis.......................................................................................................................   2

Abk  ürzungsverzeichnis  3

1  Einleitung  4

2  Übersicht der Begrifflichkeiten  4

3  Fehlerarten und Modelle  6

4  Maßzahlen der Verlässlichkeit  7

4.1  Nicht reparierbare Systeme  7

4.2  Reparierbare Systeme.  9

5  Redundanztechniken  9

6  Zuverlässigkeit von Gesamtsystemen  13

7  Praktischer Einsatz am Beispiel RAID  13

8  Zusammenfassung.  15

Literaturverzeichnis  und online-Quellen.  16

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Abkürzungsverzeichnis

DIN Deutsches Institut für Normung e. V., Berlin ECC error correcting code ESD electrostatic discharge GB gigabyte HP Hewlett-Packard MTBF mean time between failures MTTF mean time to failure MTTR mean time to repair NMR N-modular-redundancy RAID redundant array of independent disks SCSI small computer system interface SLA Service Level Agreement SNMP simple network management protocol TMR triple modular redundancy VDE Verband der Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik e.V.,

1 Einleitung

Im heutigen Informationszeitalter wird unser Alltag von modernen Rechensystemen bestimmt. Die Telekommunikation, das Transportwesen, die Medienlandschaft und den Arbeitsalltag kann man sich ohne elektronische Hilfsmittel nicht mehr vorstellen. Um einen reibungslosen Tagesablauf zu gewährleisten ist der Mensch davon abhängig, dass die verantwortlichen Systeme ordnungsgemäß und zuverlässig arbeiten. Durch den massiven Preisverfall sämtlicher elektronischer Bauteile, werden immer weitere und komplexere Bereiche unseres Lebens automatisiert und dadurch anfälliger für eine Störung oder einen Ausfall. Aus diesem Grund gibt es große Bemühungen der Hersteller von Rechensystemen, die Zuverlässigkeit der einzelnen Bauteile und der gesamten Systeme stetig zu erhöhen um sich hiermit einen Wettbewerbsvorteil gegenüber der Konkurrenz zu verschaffen. Ein Kunde, der bereit ist ein neues Rechensystem zu implementieren, zieht neben den Auswahlkriterien wie z.B. Kosten, Leistung und Life-Cycle immer stärker die Kennzahlen der Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit von Rechensystemen in seine Investitionsentscheidungen mit ein.

2 Übersicht der Begrifflichkeiten

Wie kann man die Kennzahlen der Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit definieren und berechnen? Hierzu bedarf es im ersten Schritt einiger Begriffsdefinitionen:

• Zuverlässigkeit (reliability): Bezeichnet die Fähigkeit eines Systems, funktionstüchtig zu bleiben und somit die Wahrscheinlichkeit dafür, dass in einer gegebenen Zeitspanne kein Ausfall auftritt. Definiert wird die Zuverlässigkeit eines Bauteils oder des gesamten Systems mit der durchschnittlichen Zeit zwischen zwei Ausfällen (mean time between failure - MTBF). Die Dimension dieses Wertes wird in Stunden angegeben. ¹ So hatte im Jahr 1980 eine Festplatte einen MTBF von 20.000 bis 30.000 Stunden, aktuell berechnet Hewlett-Packard für die 72,8 GB SCSI Festplatte einen MTBF von ca. 1.200.000 Stunden. (ca. 137 Jahre). 2

¹ vgl. http://www.microsoft.com/technet/prodtechnol/exchange/de/guides/E2k3HighAvGuide/2f51ae10-2624-4597-a194-84f4636aba58.mspx?pf=true, Stand 18.06.2006

² vgl. E-Mail info.center@hp.com vom 10.05.2006

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• Verfügbarkeit (availability) bezeichnet den Prozentsatz der Zeit, während der ein System spezifikationsgerecht funktioniert. ³ Die Verfügbarkeit wird mit der Anzahl der „Neunen“ klassifiziert, wobei in internationalen Organisationen von einem

24-Stunden- und 365-Tage-Betrieb der unternehmenskritischen Rechensysteme ausgegangen wird. Nachfolgende Tabelle verdeutlicht die Verfügbarkeitsgrade:

Diese Werte sind fester Bestandteil der Service Level Aggreements (SLA). Hier wird festgelegt, welcher Grad der Verfügbarkeit für bestimmte Dienstleistungen erwartet wird und welche Vertragsstrafen drohen, sollte die Verfügbarkeit nicht eingehalten werden (z.B. bei der Bereitstellung eines Webservers).

• Wahrscheinlichkeit (probability): Wird definiert als „ein Maß für die Unsicherheit zukünftiger Ereignisse“. 4

• Sicherheit (safety) wird erreicht durch die Abwesenheit von Gefahr (DIN VDE 31 000/2). 5

• Funktionsfähigkeit (functional capability): „Eignung einer Einheit, eine geforderte Funktion unter vorgegebenen Anwendungsbedingungen zu erfüllen (DIN 40 041).“ 6

Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit definieren einen Teil der Funktionsfähigkeit eines Rechensystems. Aber erst wenn jede Gefahr für Menschen und Sachwerte ausgeschlossen ist, also Sicherheit gegeben ist, und der Schutz vor unberechtigten Datenzugriffen besteht, kann ein Rechensystem als funktionsfähig eingestuft werden. Dieser Zusammenhang wird anhand folgendem Beispiel ersichtlich:

³ vgl. http://www.microsoft.com/technet/prodtechnol/exchange/de/guides/E2k3HighAvGuide/2f51ae10-2624-4597-a194-84f4636aba58.mspx?pf=true, Stand 18.06.2006

⁴ vgl. http://de.wikipedia.org/wiki/Wahrscheinlichkeit, Stand18.06.2006

⁵ vgl. http://www2.fh-fulda.de/~grams/Reliability/R&S-Terms1.html#Sicherheit, Stand 19.06.2006

⁶ vgl. http://www2.fh-fulda.de/~grams/Reliability/R&S-Terms1.html#Funktionsfähigkeit, Stand 19.06.2006

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