容错与冗余技术(DOC)
优化网络可靠性的冗余与容错技术
优化网络可靠性的冗余与容错技术随着互联网的迅猛发展，网络可靠性的要求变得越来越高。
网络的可靠性直接关系到信息的传输效率和稳定性。
为了应对各种网络问题，冗余与容错技术成为了一种重要的解决方案。
本文将介绍冗余与容错技术在优化网络可靠性方面的应用和作用。
一、冗余技术的概念与作用冗余技术是指通过增加冗余资源或信息，来提高系统的可靠性和稳定性的一种技术手段。
在网络中，冗余技术可以用于解决单点故障、链路故障以及设备故障等问题。
1. 单点故障在一个复杂的网络系统中，某个关键组件的故障可能会导致整个网络的瘫痪。
通过引入冗余技术，可以在关键组件上备份多个备用组件，当主组件发生故障时，备用组件会立即接管工作，以保证系统的正常运行。
2. 链路故障网络中的链路故障是导致数据传输中断的常见原因。
为了应对链路故障，可以在网络拓扑中采用冗余路径，当某条链路发生问题时，数据可以通过备用路径正常传输，提高网络的可靠性和可用性。
3. 设备故障每个网络中都存在着各种设备，包括路由器、交换机、服务器等。
当某个设备发生故障时，会影响到整个网络的正常运行。
通过采用冗余设备，可以实现设备的备份和冗余，并利用相关技术实现设备之间的热备，即当主设备出现故障时，备用设备可以立即接管工作，保证网络的可靠性。
二、容错技术的概念与作用容错技术是指通过设计和实现系统，使其在发生故障时能够自动检测、容忍故障，从而提供不中断的服务的技术手段。
容错技术的目标是通过尽可能少的干预和操作，使系统可以继续正常运行。
1. 容错检测容错技术通过引入冗余信息来检测和定位可能存在的故障。
例如，在网络中可以通过维护链路状态数据库、心跳检测等方式来实现对链路状态的检测和监控。
2. 容错恢复当系统发生故障时，容错技术可以通过自动切换、故障恢复等方式来保证系统的连续性和稳定性。
例如，在网络中可以采用备份路径、备份服务器等技术手段来实现故障的快速恢复。
3. 容错处理容错技术还提供了对故障的处理机制，可以在发生故障或错误时进行适当的处理。
数据中心的容错设计与冗余策略
数据中心的容错设计与冗余策略数据中心作为现代信息技术基础设施的核心，承载着大量重要数据和系统运行。
为了确保数据中心的高可用性和稳定性，在设计和构建过程中，需要考虑容错设计与冗余策略。
本文将对数据中心的容错设计和冗余策略进行探讨，重点介绍冗余电源、网络和存储方面的应用。
一、容错设计容错设计是指利用不同技术手段，保证数据中心在遭受硬件故障或人为错误时，仍然能够保持正常运行。
容错设计的目标是最大程度地降低故障对系统运行的影响，提升系统的可用性和可靠性。
1. 冗余电源对于数据中心来说，电力是最基础的要素之一。
因此，在容错设计中，冗余电源是必不可少的。
常见的冗余电源包括主电源、备用电源和UPS（不间断电源）系统。
主电源是指数据中心主要使用的供电系统，备用电源一般为发电机组，可以在主电源故障时继续供电。
UPS系统则可以提供临时电源，以便在主电源故障后有足够的时间完成切换操作。
2. 冗余网络冗余网络是指在数据中心中设置多个网络路径，以增加网络的可靠性。
这是通过使用冗余的网络设备、链路以及交换机实现的。
当一个网络设备或链路出现故障时，数据中心可以通过备用路径继续进行通信，不会导致服务中断。
此外，还可以利用网络负载均衡技术，将流量分散到不同路径上，提高网络带宽利用率。
3. 冗余存储冗余存储是为了防止数据中心在存储设备故障时丢失数据。
一种常用的冗余存储策略是使用RAID（独立冗余磁盘阵列）技术。
RAID通过将数据分布在多个物理磁盘上，实现数据冗余和故障恢复。
在RAID 中，常见的级别包括RAID 0、RAID 1、RAID 5和RAID 6等，每种级别都有其特定的容错能力和性能特征。
二、冗余策略冗余策略是指通过备份和复制等手段，保证数据在数据中心中的安全性和可用性。
冗余策略的实施可以分为数据冗余和服务冗余两个方面。
1. 数据冗余数据冗余是指将数据备份到多个物理设备中，以防止单点故障。
常见的数据冗余策略包括：(1) 数据备份：在数据中心中设置备份存储设备，将数据进行定期备份，以防止数据丢失。
互联网行业的网络容错与冗余技术
互联网行业的网络容错与冗余技术互联网的快速发展和普及给人们的生活带来了很多便利，但同时也带来了一些问题，比如网络的不稳定性和数据的丢失。
为了解决这些问题，互联网行业不断在网络容错和冗余技术上进行创新和改进。
本文将探讨互联网行业中常见的网络容错和冗余技术，并分析其应用和优势。
一、网络容错技术1. 高可用性技术高可用性技术是指互联网系统在面对网络中断或硬件故障时仍然能够运行的能力。
在实现高可用性的过程中，主要有以下几种技术：（1）负载均衡：通过将请求分发到多个服务器上，以实现对用户请求的平衡负载，提升系统的处理能力和稳定性。
（2）故障转移：一旦服务器出现故障，系统能够自动将请求转移到备份服务器上，确保服务的连续性。
（3）热备份：在主服务器发生故障时，备份服务器能够立即接管主服务器的工作，避免服务中断。
主备服务器之间通过心跳机制实现实时的状态同步。
2. 容错路由技术容错路由技术是指通过多条路径将数据传输到目的地，当某一条路径发生故障时，可以选择备用路径进行数据传输。
容错路由技术主要有以下几种：（1）多路径路由：源节点将数据同时发送到多个相邻节点，并根据不同的路径质量选择最优路径进行传输。
（2）路由备份：当某一节点发现网络中断时，可以选择备份节点进行数据传输，确保数据能够准确快速地到达目的地。
3. 容错协议技术容错协议技术是指通过合理设计和选择网络协议，使得互联网能够在面对故障和攻击时自动恢复或提供可靠的数据传输。
常用的容错协议技术包括：（1）UDP容错协议：UDP协议在数据传输过程中不对数据进行确认和重传，速度快，但不保证数据的可靠传输。
通过在应用层使用冗余校验方法，可以提高UDP传输的可靠性。
（2）TCP容错协议：TCP协议通过使用确认、重传和拥塞控制等机制，保证了数据的可靠传输。
当网络中断时，TCP协议能够自动重传丢失的数据，确保数据的完整性。
二、网络冗余技术网络冗余技术主要是为了保证系统的可用性和数据的安全性，在网络出现故障或攻击时能够进行自我修复和保护。
容错与冗余技术
容错与冗余技术容错控制的研究虽然面临着空前的挑战，但近些年来，相关研究领域，如鲁棒控制理论，模糊控制，神经网络控制研究的不断深入和发展，也给容错控制的研究带来了良好的机遇，提供了充分的条件。
而计算机控制技术、人工智能等技术的飞速发展，使得容错控制技术在实际工程中应用的可能性变得越来越大。
1.1 容错概念的提出提高系统的可靠性一般有两种办法：1、采用缜密的设计和质量控制方法来尽量减少故障出现的概率。
2、以冗余资源为代价来换取可靠性。
利用前一种方法来提高系统的可靠性是有限的，要想进一步的提高必须采用容错技术。
容错控制技术在国外发展的比较早，是由冯·诺依曼提出的。
随着八十年代微型计算机的迅速发展和广泛应用，容错技术也得到了飞速的发展，容错技术被应用到各个环境中。
我国的容错技术现在发展的也很迅速，一些重要的工作场合如航天、电厂等现在都采用了容错技术。
所谓容错：就是容许错误，是指设备的一个或多个关键部分法生故障时，能够自动地进行检测与诊断，并采取相应措施，保证设备维持其规定功能，或牺牲性能来保证设备在可接受范围内继续工作。
错误一般分为两类：第一类是先天性的固有错，如元器件生产过程中造成的错、线路与程序在设计过程中产生的错。
这一类的错误需对其拆除、更换或修正，是不能容忍的。
第二类的错后天性的错，它是由于设备在运行中产生了缺陷所导致的故障。
这种故障有瞬时性、间歇性和永久性的区别。
容错技术是提高系统可靠性的重要途径。
常采用的容错方法有硬件容错、软件容错、信息容错和时间容错。
1.1.1 智能容错的定义智能容错IFT(Intelligent Fault-Tolerance)：就是设备在运行过程中一个或多个关键部件发生故障或即将发生故障之前，利用人工智能理论和方法，通过采取有效措施，对故障自动进行补偿、抑制、消除、修复，以保证设备继续安全、高效、可靠运行，或以牺牲性能损失为代价，保证设备在规定的时间内完成其预定功能。
网络拓扑结构的容错与冗余设计
网络拓扑结构的容错与冗余设计现代社会离不开网络的存在，而网络的可靠性和稳定性对于数据传输和通信的重要性日益凸显。
网络拓扑结构的容错与冗余设计成为保障网络稳定性的关键因素之一。
本文将围绕这一主题展开，讨论网络拓扑结构的容错设计原理、常用的冗余技术及其应用。
一、网络拓扑结构的容错设计原理网络拓扑结构是指网络中各节点之间连接的方式，它决定了数据传输的路径和可用性。
在容错设计中，采用适当的网络拓扑结构是至关重要的。
常见的网络拓扑结构有总线型、环形、星型、网状等。
1. 总线型拓扑结构总线型拓扑结构是指所有节点通过一个公共的传输线连接起来，数据传输按照先到先服务的方式进行。
在总线型结构中，任何一个节点的故障都会导致整个网络的瘫痪。
因此，在保证网络传输速度的前提下，需要在总线两端设置冗余节点，以防止单点故障导致的中断。
2. 环形拓扑结构环形拓扑结构是指各节点按照环状连接，数据按照顺时针或逆时针方向传输。
在环形结构中，任何一个节点故障都会导致整个环路断开，因此需要设置冗余节点或采用双向链路来实现容错设计。
此外，还可通过添加从其他网络拓扑结构到环形结构的连接实现冗余备份，以提高网络的可靠性。
3. 星型拓扑结构星型拓扑结构是指所有节点以中心节点为核心通过独立的链路连接起来。
在星型结构中，如果中心节点故障，将导致所有的节点失去连接。
所以，在星型结构中添加冗余节点成为保证网络稳定性的主要方法之一。
4. 网状拓扑结构网状拓扑结构是指各节点通过多个链路相互连接，形成一个复杂的网络结构。
网状结构的特点是具有高度的冗余性和容错性，因为其中的任何一个节点故障都不会影响整个网络的正常运行。
但是，网状结构的缺点是链路数量多、布线复杂，成本较高。
二、常用的冗余技术及其应用冗余技术是实现网络拓扑结构容错与冗余设计的重要手段，常见的冗余技术有冗余链路、冗余节点和冗余路径。
1. 冗余链路冗余链路指的是在网络中为主链路设置备用链路，以备主链路故障时能够自动切换到备用链路。
数据存储的冗余和容错机制
数据存储的冗余和容错机制数据存储的冗余和容错机制数据存储的冗余和容错机制是现代信息技术领域中非常重要的概念。
在大规模数据处理和存储的环境中，冗余和容错机制可以保证数据的安全性和可靠性，提高系统的可用性和稳定性。
本文将从冗余和容错两个方面来介绍数据存储的相关机制。
首先，冗余是指在数据存储系统中存储了冗余数据，以提供备份和修复功能。
冗余的主要目的是防止数据丢失和损坏，保持数据的完整性。
常见的冗余机制包括备份、镜像和编码等。
备份是最基本的冗余机制之一。
通过将数据复制到不同的存储设备或位置，可以在原始数据丢失或损坏时恢复数据。
备份通常由定期的数据复制操作完成，可以是完全备份（全盘复制）或增量备份（只复制新增或修改的数据）。
备份的优势在于恢复速度快，可靠性高，但也存在存储空间占用大和备份操作对系统性能的影响等问题。
镜像是一种将数据同时存储在多个存储设备上的冗余机制。
通过实时同步数据的写入，镜像可以提供高可用性和容错性，一旦某个存储设备发生故障，可以快速切换到备用设备上继续工作。
镜像的优点是恢复速度快，但缺点是成本高，存储空间占用大。
编码是一种将数据进行分块和编码处理的冗余机制。
通过将数据分为多个块，并对每个块进行冗余编码，可以在一部分编码块丢失的情况下通过其他编码块进行恢复。
编码的优点是存储空间利用率高，但缺点是编码和解码的计算开销较大。
除了冗余机制外，容错机制也是数据存储中不可或缺的一部分。
容错是指系统能够在出现故障或错误的情况下继续正常工作和提供服务的能力。
常见的容错机制包括错误检测和纠正、故障转移和自愈等。
错误检测和纠正是容错机制中的基础。
通过添加冗余校验位或编码，可以检测和纠正数据传输或存储中的错误。
常见的错误检测和纠正技术包括奇偶校验、循环冗余校验（CRC）、海明码等。
这些技术可以检测出错误，并根据冗余信息进行纠正。
故障转移是一种在系统故障或错误发生时，将任务或数据从故障节点自动切换到备用节点的机制。
网络容错与冗余备份技术
网络容错与冗余备份技术在现代社会中，网络已经成为我们生活中不可或缺的一部分。
随着互联网和科技的快速发展，人们对网络的可靠性和稳定性提出了更高的要求。
然而，由于各种原因，网络中断和数据丢失问题时有发生。
为了解决这些问题，网络容错与冗余备份技术应运而生。
一、网络容错技术的概念和原理网络容错是指在网络中的设备或系统出现故障时，通过一系列的措施提供无缝的服务，确保网络的稳定性和正常运行。
它主要依靠冗余设计和数据恢复机制来实现。
1.冗余设计：网络容错技术通过冗余设计来提高系统的可用性。
冗余设计包括硬件冗余和软件冗余两种方式。
硬件冗余通常是指在关键设备上进行备份，当主设备出现故障时，备份设备会自动接管，保证系统的连续性。
软件冗余则是通过在系统中运行多个相同或相似的软件来提供冗余功能，当某个软件出现故障时，其他软件会自动接替其工作。
2.数据恢复机制：数据恢复机制是网络容错技术中的重要组成部分。
它主要通过备份和恢复来确保数据的完整性和可靠性。
备份可以包括离线备份和在线备份两种方式。
离线备份是指将数据定期备份到物理介质中，如磁带、硬盘等。
在线备份则是将数据复制到其他系统或服务器上，以保证数据即使在主系统故障时也能得到恢复。
二、网络容错与冗余备份技术的应用网络容错与冗余备份技术在各个领域中都有广泛的应用。
下面以几个常见的场景为例进行说明：1.数据中心：数据中心是存储和管理大量数据的场所。
在数据中心中，大量的服务器和存储设备工作在一个极高的负载环境下。
为了保证数据的安全和运行的稳定性，网络容错和冗余备份技术成为不可或缺的一部分。
通过实现冗余设计和数据备份，在服务器或存储设备发生故障时，能够实现系统的平稳切换和数据的快速恢复。
2.云计算：云计算已经成为现代企业和个人的重要工具。
云计算提供了大规模的计算和存储资源，并且能够根据需求对资源进行动态调配。
在云计算中，网络容错和冗余备份技术能够保证云服务的高可用性和数据的安全性。
通信网络的容错与冗余设计
通信网络的容错与冗余设计通信网络是现代社会不可或缺的重要组成部分，它承载着人们的信息传递和数据交流。
然而，由于各种原因，通信网络在运行过程中可能会发生故障或中断。
为了提供稳定可靠的通信服务，网络设计中通常会考虑容错和冗余策略。
本文将详细介绍通信网络的容错与冗余设计，并列出实际应用中的几个常见步骤。
一、什么是容错与冗余设计容错与冗余设计是指在通信网络中采取措施，以确保在故障或中断发生时，仍能够维持通信的进行。
容错设计是指在网络中添加冗余节点或路径，当某些节点或路径发生故障时，其他节点或路径可继续提供服务。
冗余设计是指在网络中增加冗余设备或系统，以备份主设备或系统，一旦主设备或系统故障，备份设备或系统能够顶替其工作。
二、容错与冗余设计的重要性1. 提高网络可靠性和稳定性：容错与冗余设计能够防止单点故障，当某个节点或路径发生故障时，其他节点或路径能够提供替代功能，确保通信的连续性。
2. 减少数据丢失和传输延迟：容错与冗余设计能够在发生故障时自动切换，避免数据丢失，同时提供更快的切换速度，降低传输延迟。
3. 提高用户体验和满意度：通过容错与冗余设计，用户能够获得更稳定、可靠的通信服务，减少因网络故障而导致的影响，提高用户体验和满意度。
三、通信网络容错与冗余设计的实际步骤1. 流量监测和管理：通过实时监测网络流量，了解网络负载情况，及时发现异常情况，并进行流量管理和调整，避免网络过载和拥堵，减少故障风险。
2. 网络拓扑优化：通过对网络拓扑结构进行优化和调整，减少单个节点或路径的负载，提高整个网络的容错性和冗余度。
例如，采用冗余路径和多级互联等方式。
3. 设备和系统冗余配置：在关键节点和路径上增加冗余设备或系统，通过实时备份和同步机制，确保在主设备或系统故障时，备份设备或系统能够顶替其工作，保持通信的正常进行。
4. 安全策略和措施：通过网络安全策略和措施，加强对网络的保护和监控，减少外部攻击和恶意操作对通信网络的影响，提高网络的容错性和安全性。
容错服务器和双机冗余对比情况一
容错服务器和双机冗余对比情况一在当今信息化时代，人们对于数据的存储和处理要求越来越高。
为了确保数据的安全性和可靠性，容错服务器和双机冗余技术成为了常用的解决方案。
本文将就容错服务器和双机冗余进行对比，分析它们在数据存储和处理方面的应用情况。
一、容错服务器容错服务器是一种通过冗余机制提供可靠性服务的服务器。
其核心是在传统服务器的基础上增加了冗余的硬件设备，例如多个磁盘、多个电源等。
当其中一个硬件设备发生故障时，容错服务器可以自动切换到备份设备，确保系统的正常运行。
在数据存储方面，容错服务器通过使用RAID（Redundant Array of Independent Disks）技术来实现数据的冗余备份。
RAID技术将数据分散在多个硬盘上，即使其中某一个硬盘发生损坏，系统仍然可以通过其他硬盘中的备份数据来恢复原始数据，避免数据丢失。
在数据处理方面，容错服务器通过使用集群技术来提升系统的性能和可靠性。
集群是将多个服务器连接在一起，形成一个逻辑上的单一系统，通过分配任务和数据到不同的节点上并行处理，提高系统的运行效率和处理能力。
即使其中一个节点发生故障，集群中的其他节点仍然可以继续工作，保证系统的可用性和稳定性。
二、双机冗余双机冗余是一种通过将两台完全相同的服务器连接在一起，通过主备切换的方式实现高可用性的技术。
其中一台服务器作为主服务器，负责处理用户的请求和提供服务；另一台服务器作为备份服务器，实时复制主服务器的数据和状态，并监控主服务器的运行情况。
在数据存储方面，双机冗余通过使用数据库复制技术来实现数据的冗余备份。
主服务器将数据写入到数据库中，备份服务器实时将主服务器的数据和状态进行复制。
当主服务器发生故障时，备份服务器可以立即接管主服务器的工作，并提供持续的服务，避免数据的丢失和业务的中断。
在数据处理方面，双机冗余通过使用负载均衡技术来提升系统的性能和可扩展性。
负载均衡将用户的请求分发到不同的服务器上，使得每台服务器都能够得到充分的利用，提高整个系统的处理能力和响应速度。
如何进行计算机系统的容错和冗余设计
如何进行计算机系统的容错和冗余设计计算机系统是现代社会中不可或缺的一部分，它们承担着重要的任务和功能。
然而，计算机系统也存在着硬件或软件故障的风险，这可能会对系统的正常运行和数据的完整性造成严重影响。
为了应对这些风险，容错和冗余设计成为一种常见的解决方案。
本文将介绍如何进行计算机系统的容错和冗余设计。
一、容错设计容错设计是指在计算机系统中加入一定的机制，使其能够在面对硬件或软件故障时保持正常运行。
容错设计的关键目标是确保系统的可用性，即系统能够持续提供服务而不中断。
以下是一些常见的容错设计技术：1. 容错硬件：容错硬件是指采用特殊设计的硬件组件，能够在硬件故障发生时进行自动修复或切换，以保持系统的正常运行。
例如，采用冗余电源、磁盘阵列等硬件设备可以实现故障切换，从而避免单点故障。
2. 容错软件：容错软件是指在系统的设计和编程过程中采用特殊的算法和技术，以实现故障的自动检测、纠正和恢复。
例如，使用冗余数据和校验位进行数据校验和纠错，可以保证数据的完整性。
3. 容错网络：容错网络是指通过网络协议和拓扑设计来提高系统的可靠性和容错性。
例如，采用双机热备份、链路冗余等技术可以防止网络故障对系统的影响。
二、冗余设计冗余设计是指在计算机系统中增加额外的硬件或软件资源，以实现故障恢复和性能提升。
冗余设计的关键目标是提高系统的可靠性和可用性。
以下是一些常见的冗余设计技术：1. 硬件冗余：硬件冗余是指在计算机系统中加入备用的硬件设备，以备份主要设备的功能。
例如，采用双电源供电、磁盘镜像等技术可以确保系统在硬件故障时正常运行。
2. 数据冗余：数据冗余是指在计算机系统中保存备份数据的副本，以保证数据的可靠性和安全性。
例如，数据库的备份和复制可以避免数据丢失。
3. 服务冗余：服务冗余是指在计算机系统中提供备用的服务节点，以确保系统在主服务不可用时仍能继续提供服务。
例如，通过部署多个服务器节点和负载均衡技术，可以实现服务的冗余和故障切换。
常用容错及冗余机制
4 常用容错及冗余机制
4.2双机热备份（容错） 4.2.1 双机热备份的概念
所 谓 双 机 热 备 份 就 是 一 台 主 机 为 工 作 机 〔primary Server〕,另一台主机为备份机〔Standby Server〕,在系 统正常情况下，工作机对信息系统提供支持，备份机监视 工作机运行情况〔工作机同时监视备份机是否正常，有时 备份机因某种原因出现异常，工作机可尽早通知系统管理 工作人员解决，确保下一次切换的可靠性〕。当工作机出 现异常，不能支持信息系统运营时，备份机主动接管 〔Take Over〕工作机的工作，继续支持信息的运营，从而 保证信息系统能够不间断地运行〔Non-Stop〕。当工作机 经过维修恢复正常后，系统管理人员通过管理命令或经由 以人工或自动的方式将备份机的工作切换回工作机，而原 来的工作机就成了备份机。
下图是双机容错系统的硬件示意图
4 常用容错及冗余机制
4 常用容错及冗余机制
4.2.3双机容错的工作模式 双机容错有两种工作模式：一种是热守候，另一种是双工 模式。 1、热守候模式 在热守候模式下，双机容错系统对外只有一个服务（如数 据库服务）在运行。其中一台服务器对外服务另一台处在 守候状态，并不启动服务。当工作的服务器出现问题时， 如数据库服务器出现操作系统挂起、死机、网卡坏、硬盘 控制器坏等等，热守候服务器接管工作主机的任务。
4 常用容错及冗余机制
在RAID 1 over RAID 0架构之下，如果 (RAID 0) A有 一台磁盘驱动器故障，(RAID 0) A就算毁了，当然RAID 1 仍然可以正常工作；如果这时 (RAID 0) B也有一台磁盘驱 动器故障，(RAID 0) B也就算毁了，此时RAID 1的两磁盘 驱动器都算故障，整个RAID 1资料就毁了。
局域网的网络容错与冗余设计
局域网的网络容错与冗余设计局域网（Local Area Network，LAN）是指在相对较小的范围内，由计算机和网络设备组成的互连网络。
为了确保局域网的稳定性和可靠性，网络容错与冗余设计起着至关重要的作用。
本文将探讨局域网的网络容错与冗余设计的相关内容。
一、故障自愈与冗余备份在局域网中，网络设备的故障是无法完全避免的。
为了保证网络的正常运行，容错设计的一个关键方面是故障自愈。
这可以通过使用冗余备份来实现。
冗余备份是指在局域网中使用备用的网络设备或链路来保证网络的连通性。
当主设备或链路发生故障时，备用设备或链路会自动接替，以确保网络的持续运行。
此外，冗余备份还可以通过数据备份来实现。
局域网中的关键数据可以在多个设备之间进行同步备份，以防止数据丢失。
这样，即使某个设备发生故障，数据仍然可以通过其他设备进行恢复，从而保证数据的完整性和可用性。
二、网络拓扑选择网络拓扑是指局域网中各设备之间的连接方式和结构。
选择合适的网络拓扑对于容错和冗余设计至关重要。
下面介绍几种常见的网络拓扑及其特点：1. 星型拓扑：所有设备都连接到中央节点，中央节点起到集线器的作用。
当某个设备故障时，不会影响其他设备的正常通信。
2. 环型拓扑：每个设备都与相邻的设备相连，形成一个闭环。
当某个设备故障时，数据可以通过其他路径绕过故障设备进行传输。
3. 树型拓扑：将多个星型拓扑通过集线器或交换机相连。
当某个设备故障时，不会影响整个网络的通信，只会影响该设备所在的子树。
4. 网状拓扑：每个设备都与其他设备直接相连，形成一个完全互连的网络。
当某个设备故障时，数据可以通过其他路径绕过故障设备进行传输。
三、冗余路由冗余路由是指在局域网中使用多条路径来实现冗余备份和负载均衡。
通过在网络设备上配置多个路由表项，数据包可以选择不同的路径来传输。
当某个路径发生故障时，数据包可以通过其他路径进行传输，以实现容错和冗余。
此外，冗余路由还可以提高网络的负载均衡能力，减轻网络拥堵的风险。
服务器容量规划中的容错与冗余设计
服务器容量规划中的容错与冗余设计在服务器容量规划中，容错与冗余设计是至关重要的。
随着企业对服务器的依赖性不断增加，任何服务器故障都可能导致业务中断和数据丢失，严重影响企业的正常运营。
因此，通过容错与冗余设计来提高服务器的可用性和可靠性是非常必要的。
本文将介绍容错与冗余设计的概念、原理和一些常用的设计方案。
一、容错与冗余设计的概念与原理容错与冗余设计是通过添加冗余系统组件来提高服务器的可用性和可靠性。
容错是指系统能够在部分组件发生故障的情况下，仍能够正常工作。
冗余是指系统中存在多个相同或相互备份的组件，当一部分组件发生故障时，可以自动切换到备份组件，保证系统的连续性。
容错与冗余设计的原理是通过将服务器的各个组件进行冗余化，当其中一个组件发生故障时，可以自动切换到备用组件，不影响系统的正常运行。
容错与冗余设计可以分为软件容错和硬件容错两个层面。
在软件容错方面，常用的设计方法包括备份与恢复、检测与恢复以及数据备份与恢复。
通过设立备份服务器、实时监测系统运行状态以及定期备份数据，可以在软件层面实现容错与冗余。
而在硬件容错方面，可以通过使用冗余硬件设备来保障服务器的可用性和可靠性。
常见的冗余硬件设备包括冗余电源、冗余硬盘阵列（RAID）、冗余网络接口卡（NIC）等。
二、常用的容错与冗余设计方案1. 冗余电源为服务器配置冗余电源是保障服务器稳定运行的重要手段。
当主电源发生故障时，备用电源可以自动接管，避免服务器的停机和数据丢失。
冗余电源常用的设计包括双电源设计和备用电源设计。
双电源设计是指服务器配置两个独立的电源输入，当一个电源故障时，另一个电源可以正常供电。
备用电源设计是指服务器配置备用电源模块，当主电源发生故障时，备用电源可以自动接管供电。
2. RAID技术RAID（Redundant Array of Independent Disks）技术是一种磁盘阵列技术，通过将多个硬盘组合成一个逻辑磁盘单元，提高存储系统的容错性和性能。
通信系统中的容错与冗余设计
通信系统中的容错与冗余设计在通信系统中，容错与冗余设计是非常重要的概念。
通信系统的目标是确保数据的可靠传输，而容错与冗余设计则是为了提高系统的可靠性和稳定性。
本文将探讨容错与冗余设计在通信系统中的应用。
一、引言通信系统是现代社会中不可或缺的一部分，它负责传输网上的各种信息，包括文字、声音、图像等。
在通信过程中，由于各种原因，如噪声、干扰、设备故障等，信息传输可能会受到影响。
为了确保数据的可靠传输，通信系统需要采取容错与冗余设计。
二、容错设计容错设计是通信系统中的一种技术手段，通过设计和实施适当的措施来预防和处理传输过程中可能出现的错误。
容错设计的主要目标是使系统能够快速检测错误并进行纠正，从而提高数据传输的可靠性。
1. 错误检测与纠正错误检测与纠正是容错设计中的一个重要方面。
通信系统通常使用各种校验和技术来检测和纠正传输过程中的错误。
常见的校验和技术包括循环冗余检验(CRC)、哈希校验、海明码等。
2. 心跳机制通信系统中的心跳机制是一种容错设计的方式，它用于监测系统状态和连接是否正常。
心跳机制通过定期发送探测信号来检测连接的可用性，一旦检测到连接中断，系统可以及时进行故障处理和修复。
三、冗余设计冗余设计是通信系统中常用的容错策略之一。
通过增加冗余元素和备用通路，冗余设计可以提高系统的可靠性和容错能力。
1. 冗余元素通信系统中的冗余元素包括硬件冗余和软件冗余。
硬件冗余常见的方式有冗余电源、冗余存储和冗余处理器等。
软件冗余则是通过备份关键软件、实施双机热备或冷备等方式来提高系统的可用性和容错性。
2. 备用通路备用通路是在通信系统中设置的备份传输路径。
当主通路发生故障时，备用通路可以自动接管数据传输，确保通信的连续性。
常见的备用通路设计包括主备链路、环形链路和网状链路等。
四、容错与冗余设计在通信系统中的应用容错与冗余设计在通信系统中广泛应用于各个层面，包括硬件设备、网络协议和通信应用程序等。
1. 硬件设备在通信系统的硬件设备中，采用容错与冗余设计可以提高设备的可靠性和稳定性。
容错与冗余技术..
容错与冗余技术容错控制的研究虽然面临着空前的挑战，但近些年来，相关研究领域，如鲁棒控制理论，模糊控制，神经网络控制研究的不断深入和发展，也给容错控制的研究带来了良好的机遇，提供了充分的条件。
而计算机控制技术、人工智能等技术的飞速发展，使得容错控制技术在实际工程中应用的可能性变得越来越大。
1.1 容错概念的提出提高系统的可靠性一般有两种办法：1、采用缜密的设计和质量控制方法来尽量减少故障出现的概率。
2、以冗余资源为代价来换取可靠性。
利用前一种方法来提高系统的可靠性是有限的，要想进一步的提高必须采用容错技术。
容错控制技术在国外发展的比较早，是由冯·诺依曼提出的。
随着八十年代微型计算机的迅速发展和广泛应用，容错技术也得到了飞速的发展，容错技术被应用到各个环境中。
我国的容错技术现在发展的也很迅速，一些重要的工作场合如航天、电厂等现在都采用了容错技术。
所谓容错：就是容许错误，是指设备的一个或多个关键部分法生故障时，能够自动地进行检测与诊断，并采取相应措施，保证设备维持其规定功能，或牺牲性能来保证设备在可接受范围内继续工作。
错误一般分为两类：第一类是先天性的固有错，如元器件生产过程中造成的错、线路与程序在设计过程中产生的错。
这一类的错误需对其拆除、更换或修正，是不能容忍的。
第二类的错后天性的错，它是由于设备在运行中产生了缺陷所导致的故障。
这种故障有瞬时性、间歇性和永久性的区别。
容错技术是提高系统可靠性的重要途径。
常采用的容错方法有硬件容错、软件容错、信息容错和时间容错。
1.1.1 智能容错的定义智能容错IFT(Intelligent Fault-Tolerance)：就是设备在运行过程中一个或多个关键部件发生故障或即将发生故障之前，利用人工智能理论和方法，通过采取有效措施，对故障自动进行补偿、抑制、消除、修复，以保证设备继续安全、高效、可靠运行，或以牺牲性能损失为代价，保证设备在规定的时间内完成其预定功能。
网络规划设计中的容错与冗余策略(五)
网络规划设计中的容错与冗余策略在当今数字化时代，网络的可靠性和高可用性对于企业和个人来说至关重要。
网络规划设计中的容错和冗余策略是确保网络系统不间断运行和保障数据安全的重要考虑因素。
本文将探讨技术方面的容错与冗余策略，并从实践角度探讨在网络规划设计中如何应用这些策略。
一、容错策略容错是指系统在面对故障或错误时能继续正常运行的能力。
在网络规划设计中，容错策略是指在网络故障发生时能保持网络的连通性，以确保业务的不中断和数据的可靠性。
容错策略的核心原则是冗余和备份。
1. 冗余冗余是指在系统中使用多个相同或相似的设备或组件，以增加系统的可靠性。
常见的冗余策略包括硬件冗余和链路冗余。
硬件冗余是通过在系统中增加备份设备或组件来提供容错。
例如，可以使用热备插槽，在主设备故障时自动切换到备用设备。
此外，还可以使用冗余电源或冗余风扇来确保设备在电源或风扇故障时正常工作。
链路冗余是通过建立多条互联的链路来提供容错。
在网络规划设计中，可以使用多条物理链路或虚拟链路，以确保当某条链路故障时，数据流可以通过备用链路传输。
链路冗余还可以通过使用路由协议来实现动态的流量分发和切换。
2. 备份备份是指将重要数据和配置信息保存在备用存储介质中，以便在发生故障时恢复数据。
备份策略包括数据备份和配置备份。
数据备份是将重要的业务数据定期备份到独立存储介质中，以防止因意外或设备故障导致的数据丢失。
备份可以是完全备份或增量备份，根据实际需求选择不同的备份策略。
配置备份是将网络设备的配置信息保存到备份文件中，以便当设备发生故障或配置错误时，可以轻松地恢复设备的配置。
配置备份是网络规划设计中至关重要的一部分，它可以帮助管理员快速恢复设备的运行状态，减少系统维护和故障排除的时间。
二、冗余策略冗余策略是指系统中使用多个独立的组件或路径，以提供可靠性和高可用性。
冗余策略更关注于系统的可用性，确保业务在发生故障时能够无缝切换到备用系统。
1. 服务器冗余在网络规划设计中，服务器冗余是非常重要的。
服务器容错和冗余技术的应用介绍
服务器容错和冗余技术的应用介绍服务器是现代信息技术发展中不可或缺的组成部分，而服务器容错和冗余技术则是确保服务器系统持续可用性和稳定性的重要手段。
本文将介绍服务器容错和冗余技术的应用，以及它们对服务器系统的影响。
一、服务器容错技术服务器容错技术是指在服务器系统遭遇故障时能够自动恢复并保障系统正常运行的技术手段。
主要包括以下几种技术：1. 硬件冗余：通过在服务器系统中配备冗余硬件，如冗余电源、冗余磁盘阵列等，当某个硬件组件出现故障时，备用组件能够自动接管工作，从而保障系统的连续运行。
2. 容错算法：服务器系统中的容错算法可以在某个模块或组件出现错误时自动检测并进行纠正，从而避免故障进一步蔓延，并保持服务器系统的稳定性。
3. 容错协议：服务器中使用容错协议可以实现在分布式环境下进行容错处理。
容错协议常用于保证数据一致性、均衡负载等方面，以提高服务器系统的可靠性和性能。
二、服务器冗余技术服务器冗余技术是指通过提供多个相同或相似功能的服务器来保证系统的可用性。
常见的冗余技术包括以下几种：1. 主备冗余：主备冗余是指设置一个主服务器和备用服务器的模式。
当主服务器发生故障时，备用服务器能够自动接管服务，确保业务的连续性。
2. 集群冗余：通过将多台服务器组成集群，实现业务的负载均衡以及高可用性。
当某台服务器发生故障时，其他服务器能够代替其工作，确保系统的稳定运行。
3. 数据冗余：通过将数据复制到多个独立的服务器或存储设备中，确保数据的可用性和安全性。
当其中一台服务器发生故障时，其他服务器可以提供备份数据，保证业务的连续进行。
三、应用介绍容错和冗余技术在服务器系统中得到了广泛的应用。
它们能够有效地提高服务器的可用性、稳定性和性能。
具体应用包括：1. 云计算：在云计算环境下，服务器容错和冗余技术是确保云服务可用性的基石。
通过提供冗余的服务器和数据存储资源，云计算平台能够在服务器故障或数据丢失时自动切换到备用资源，保障用户的业务不受影响。
通信系统的容错与冗余技术应用
通信系统的容错与冗余技术应用随着科技的不断发展，通信系统在我们的日常生活中扮演着至关重要的角色。
然而，由于各种原因，通信系统可能会遭受到信号干扰、传输错误、硬件故障等问题。
为了保证通信系统的可靠性和稳定性，容错与冗余技术在通信系统中得到广泛应用。
本文将详细介绍通信系统容错与冗余技术的应用，并列出步骤如下：1. 容错技术的应用- 奇偶校验：在数据传输过程中，通过在数据包中增加校验位，以检测并纠正出现的位错误。
- 前向纠错码：使用冗余信息（纠错码）来纠正传输中的错误。
常见的冗余信息包括海明码和纠删码。
- 重传机制：在发送方接收到丢失或错误的数据后，通过发送请求或等待确认来重新发送。
- 自适应调制：根据环境的变化动态调整调制方式，以提高信号稳定性和传输质量。
2. 冗余技术的应用- 冗余存储：将相同的数据存储在多个位置，以防止数据丢失。
- 冗余路径：使用冗余路径传输数据，以提高传输的可靠性和容错性。
常见的冗余路径包括备份路径和多路径传输。
- 冗余处理器：在系统中使用多个处理器进行冗余计算，以提高整体系统的可用性。
- 冗余电源：使用备用电源或电池来保证通信系统在电力故障时的正常运行。
3. 容错与冗余技术的步骤- 识别关键组件和数据：确定通信系统中最关键的组件和数据，对其进行容错与冗余处理。
- 设计冗余机制：根据系统需求和可靠性要求，设计合适的冗余机制，并将其应用于通信系统中。
- 实施容错与冗余技术：根据设计方案进行实施，包括配置容错设备、建立备份路径、部署冗余处理器等。
- 测试与监测：在实施容错与冗余技术后，进行系统测试，确保系统能够正常运行。
同时，定期对系统进行监测，及时发现并修复潜在问题。
- 不断改进：随着技术的不断进步和通信需求的变化，对容错与冗余技术进行不断改进和更新，以确保通信系统的稳定性和可靠性。
总结起来，容错与冗余技术是保障通信系统可靠性和稳定性的重要手段。
通过应用奇偶校验、前向纠错码、重传机制、自适应调制等容错技术以及冗余存储、冗余路径、冗余处理器、冗余电源等冗余技术，可以有效地提高通信系统的容错能力和故障恢复能力。
网络规划设计中的容错与冗余策略
网络规划设计中的容错与冗余策略在当前信息技术高速发展的时代，网络规划设计成为了各行各业中不可或缺的一环。
而在具体的网络规划设计中，容错与冗余策略则是非常重要的考虑因素。
本文将从容错技术和冗余策略两方面来探讨网络规划设计中的相关问题。
一、容错技术1. 容错的概念与意义容错是指网络系统设计中采取一定的技术手段，使得当某个部件或节点发生故障时，仍能保证系统的正常运行。
容错技术的目的是提高系统的可靠性和稳定性，减少系统因故障而产生的停机时间。
2. 容错技术的实现方式容错技术可以通过多种方式来实现。
其中，冗余备份是一种常用的容错技术手段。
通过在网络中增加冗余的备份组件或节点，当主要组件或节点发生故障时，备份组件或节点可以立即接管工作，避免系统中断。
此外，还可以使用热备份的方式来提高容错性能。
它通过实时同步主备组件或节点之间的状态，当主要组件或节点发生故障时，备份组件或节点可以立即接管工作，并提供无缝切换，保证服务的连续性。
3. 容错技术的应用场景容错技术在网络规划设计中的应用场景非常广泛。
例如，在企业的数据中心中，可以利用容错技术来确保服务器的高可用性，提高业务的连续性和稳定性。
在交通运输领域，容错技术可以应用于智能交通系统中，以防止因某个节点故障导致整个系统瘫痪。
在金融行业，容错技术可以用来保障交易系统的安全性和稳定性，防止因故障而导致交易损失。
二、冗余策略1. 冗余策略的概念与意义冗余策略是指在网络规划设计中采用冗余的组件或节点来提供备用资源，以保障网络系统的正常运行。
冗余策略的目的是增加系统的可用性和抗故障能力，降低因单点故障而引起的系统停机时间。
2. 冗余策略的实现方式冗余策略可以通过多种方式来实现。
例如，可以采用硬件冗余的方式，增加备用的服务器、交换机等网络设备，以确保系统在某个设备发生故障时，仍能正常运行。
另外，还可以利用软件冗余来实现。
例如，在网络规划设计中可以采用虚拟化技术，将多台物理服务器虚拟化为一台逻辑服务器，使得当某个物理服务器发生故障时，系统可以自动切换到其他物理服务器上，保证服务的连续性。
局域网组建中的网络容错与冗余设计
局域网组建中的网络容错与冗余设计网络容错与冗余设计在局域网组建中的重要性局域网作为一个较小范围的网络，通常连接着多个计算机和设备。
在局域网的组建过程中，网络容错与冗余设计是非常重要的，它们可以提高网络的可用性和稳定性，确保网络的正常运行。
本文将探讨在局域网组建中网络容错与冗余设计的应用。
一、容错技术1. 容错技术的概念容错技术是指在网络出现故障时，网络具备自动发现和修复故障的能力。
它通过多种技术手段，在网络故障发生时能够自动切换到备用路径或备用设备，以减少网络中断的时间和影响。
2. 容错技术的应用容错技术可以应用在多个方面，以下为几种常见的容错技术：- 冗余链路：通过使用多个链路连接设备，当其中一个链路发生故障时，可以自动切换到备用链路，确保网络的连通性。
- 冗余设备：通过在网络中添加冗余设备，如冗余交换机、冗余路由器等，当原设备故障时，可以自动切换到备用设备，维持网络的正常运行。
- 冗余电源：在关键设备上配置冗余电源供电，当主电源故障时，冗余电源可以立即接管，保持设备的持续工作。
二、冗余设计1. 冗余设计的概念冗余设计是在网络中加入冗余部件，通过提供备用路径或备用设备来增加网络的可靠性。
当网络中的某个部件发生故障时，冗余设计可以自动切换到备用部件，保证网络的连通性和正常运行。
2. 冗余设计的应用冗余设计可以在不同层级的网络中进行，以下为几种常见的冗余设计：- 冗余链路设计：在局域网中使用冗余链路连接交换机、路由器等设备，当一条链路发生故障时，可以自动切换到备用链路，确保网络的连通性。
- 冗余设备设计：在网络中使用冗余设备，如冗余交换机、冗余路由器等，当原设备故障时，可以自动切换到备用设备，维持网络的正常运行。
- 冗余协议设计：在网络中使用冗余协议，如热备份协议（HSRP）、虚拟路由冗余协议（VRRP）等，当主设备发生故障时，备用设备可以接替主设备的功能，确保网络的连通性。
三、网络容错与冗余设计的实践在局域网组建中，网络容错与冗余设计的实践是非常重要的。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
容错与冗余技术容错控制的研究虽然面临着空前的挑战，但近些年来，相关研究领域，如鲁棒控制理论，模糊控制，神经网络控制研究的不断深入和发展，也给容错控制的研究带来了良好的机遇，提供了充分的条件。
而计算机控制技术、人工智能等技术的飞速发展，使得容错控制技术在实际工程中应用的可能性变得越来越大。
1.1 容错概念的提出提高系统的可靠性一般有两种办法：1、采用缜密的设计和质量控制方法来尽量减少故障出现的概率。
2、以冗余资源为代价来换取可靠性。
利用前一种方法来提高系统的可靠性是有限的，要想进一步的提高必须采用容错技术。
容错控制技术在国外发展的比较早，是由冯·诺依曼提出的。
随着八十年代微型计算机的迅速发展和广泛应用，容错技术也得到了飞速的发展，容错技术被应用到各个环境中。
我国的容错技术现在发展的也很迅速，一些重要的工作场合如航天、电厂等现在都采用了容错技术。
所谓容错：就是容许错误，是指设备的一个或多个关键部分法生故障时，能够自动地进行检测与诊断，并采取相应措施，保证设备维持其规定功能，或牺牲性能来保证设备在可接受范围内继续工作。
错误一般分为两类：第一类是先天性的固有错，如元器件生产过程中造成的错、线路与程序在设计过程中产生的错。
这一类的错误需对其拆除、更换或修正，是不能容忍的。
第二类的错后天性的错，它是由于设备在运行中产生了缺陷所导致的故障。
这种故障有瞬时性、间歇性和永久性的区别。
容错技术是提高系统可靠性的重要途径。
常采用的容错方法有硬件容错、软件容错、信息容错和时间容错。
1.1.1 智能容错的定义智能容错IFT(Intelligent Fault-Tolerance)：就是设备在运行过程中一个或多个关键部件发生故障或即将发生故障之前，利用人工智能理论和方法，通过采取有效措施，对故障自动进行补偿、抑制、消除、修复，以保证设备继续安全、高效、可靠运行，或以牺牲性能损失为代价，保证设备在规定的时间内完成其预定功能。
智能容错技术的构成方法可以采用以下三步来实现：（1）建立系统的设计目标；（2）设计智能容错处理机构；（3）根据设计目标对所作的设计进行评价，如果满足目标则设计成功，否则将返回第二步进行重新设计，直到满足设计目标要求。
硬件智能容错HIFT (Hardware Intelligent Fault Tolerant) 主要采用硬件冗余技术。
其基本思想是对设备的关键部件配备多重相似或相同部件，一旦检测和诊断出设备发生故障就可以立刻切换到备份部件，以达到故障容错的目的。
图1 所示为二冗余结构原理图：图 1 二冗余结构原理图1.1.2 硬件智能容错方式的分类硬件智能容错按其工作方式可以分为：静态冗余、动态冗余和混合冗余。
静态冗余容错是通过表决和比较屏蔽系统中出现的故障，如图2所示：图 2 三模冗余（静态冗余）TMR系统结构图静态冗余容错的主要特点是：（1）由于故障被屏蔽，所以不需要识别故障；（2）容易与无冗余系统进行转换；（3）所有模件都消耗能量。
动态冗余的主要方式是多重模块相继运行来维持设备正常工作。
当检测到工作模块出现故障时，一个备用模块立即接替故障模块并投入工作。
动态冗余容错控制的主要特点是：（1）仅有一个模件消耗能量；（2）模件数目可随任务而改变，不会影响系统工作；（3）转换装置和检测装置中任一故障都会导致系统失效。
图 3 动态冗余容错控制结构图混合冗余兼动态冗余和静态冗余之所长，通常用H（n,k）来表示，如图4所示。
图中的V为表决器，n表示模块的总数，k代表以表决方式实现静态冗余的模块数，而其余N-K个模块则作为表决系统中模块的备份。
当参与表决的k个模块中（通常k>=3）有一个模块出现故障时，备份就替代该模块参与表决，维持静态冗余系统的完整。
当所有备份都被替换完后，系统就成为一般的表决系统。
如在硬件构成的逻辑系统中表决器是由开关电路实现的，而软件中表决需要通过软件断言SA(Software Assertions)来实现。
软件断言就是当软件在宿主系统中运行时，对其进程或功能的正确与否做出判断的条件。
图 4 H(n,k)系统结构1.1.3 智能容错的故障处理方式智能容错技术是一种外延广博的综合性技术。
为了消除故障的影响，可以采用以下处理方式来实现：（1）故障检测通过故障检测可以迅速准确地对故障进行定位。
故障检测是容错的基础。
故障检测方式可分两种：脱机检测，即进行检测时系统不能做有用的工作，联机检测，即检测与系统工作同步进行，它具有实时检测的能力。
（2）故障定位在给定的故障条件下，找出故障原因，确定发生故障元件的具体位置。
定位的详细程度视具体问题而定，一般定位到进行系统重构所需的最小单元。
（3）故障屏蔽故障屏蔽能够把故障效应掩盖起来，以防止故障对输出产生影响。
故障屏蔽只能容忍故障，而不能给出故障警告，当冗余资源耗尽时，将使设备产生错误输出。
常用的故障屏蔽方法有多模表决冗余和屏蔽逻辑两种，多模表决冗余就是在设备的多个装置中，只要至少有一个装置正常工作，系统就能完成其功能；屏蔽逻辑主要用于门级电路的故障屏蔽，它能有效地限制逻辑线路门输出的临界故障与亚临界故障。
（4）故障限制故障限制就是规定故障的传播范围，把故障效应的传播限制到某一区域内。
故障限制可以用软件和硬件来实现。
（5）故障隔离故障隔离就是将故障隔离起来以防其进一步扩散和对设备产生影响。
（6）故障修复当设备发生故障经检测和定位后，就可采取更换、修理、自修复等方式使设备复原。
（7）系统重组当设备发生故障时，通过任务的重新分配或内部器件的重新组合，以切除或替换故障部件。
（8）系统重构重构就是把修复的模件重新加入到系统中去。
（9）系统恢复系统恢复就是经过屏蔽,重组等,使故障恢复到故障前的工作状态，不丢失或少丢失信息，并保证下一步的正常运行，系统恢复通常用软件实现。
1.1.4 智能容错的实现方法智能容错的实现方法分为: （1）故障信号检测；（2）故障特征识别；（3）故障状态预测；（4）故障维修决策；（5）故障容错控制。
故障容错的目的在于针对不同的故障源和故障特征，采取相应的容错处理措施，对故障进行补偿、消除或自动修复，以保证设备继续安全可靠运行，或以牺牲性能损失为代价，保证设备在规定时间内完成其基本功能。
结构框图如图5所示。
图 5 故障容错控制过程框图2 冗余技术所谓冗余（Redundancy）就是多余资源，冗余技术可供用来处理故障，冗余技术分为:（1）硬件冗余法，硬件冗余HR（Hardware Redundancy）就是依靠附加硬件的冗余性和互补性来实现故障容错，附加硬件通常采用储备形式，当设备某个或某些关键部件发生故障后，可以用备份硬件替代故障部件，以削弱或消除故障的影响。
（2）软件冗余法，软件冗余SR(Software Redundancy)可以通过增加软件功能来实现，其中包括修改容错控制策略、重新配置系统软件、有效地降低设备的运行速度、多模块并行诊断决策等。
冗余附加技术指为实现上述荣誉另外所需的资源和技术，包括程序、指令、数据以及存放和调动他们的空间和通道。
他们和硬件冗余中冗余备份一样，在没有容错要求的系统中是不需要的，而在容错系统中却是必不可少的。
以屏蔽硬件故障为目的容错技术中，冗余附加技术包括：（1）关键程序和数据的荣誉存储和调用；（2）进行检测、表决、切换、重构、纠错、复算的实现。
在屏蔽软件故障的容错系统中，冗余附加件的构成不同。
冗余附加件包括：（1）独立设计的相同功能冗余备份程序的存储及调用；（2）实现纠错误检测及恢复的程序；（3）为实现容错软件所需固化了的程序。
冗余、容错技术发展现状伴随着大规模和超大规模集成电路的发展，硬件可靠性大大提高而价格却大幅度降低，使采用各种容错技术在经济上更易接受。
容错技术应用范围扩展于银行事务处理及各种实时控制系统，甚至许多通用计算机系统也采用了容错技术。
在七八十年代，容错技术应用已经很广泛，例如:1975年的美国贝尔实验室的3A号ESS处理系统和美国TANDEM16容错事务处理系统：1976年的美国AMDAHL470V/6 容错通用计算机和1978 年容错空间计算机FTSC；1979年BIM推出容错的4300通用计算机系列；1980年容错多处理机FTMP 及软件实现的容错计算机sift研制成功等等。
随着电子交易的日益广泛，出现了商用容错计算机市场和以分布式为体系的容错计算机系统。
容错的VLSI技术和人工智能在容错技术上的应用——计算机故障诊断专家系统，给冗余、容错技术的发展增添了新的活力。
冗余、容错技术理论的研究，也是相当活跃的。
1952 年，冯·诺依曼作了一系列关于用重复逻辑模块改善系统可靠性的报告；1956 年，他发表了论文《概率逻辑及用不可靠元件设计可靠的结构》。
1971 年以来，IEEE 计算机学会容错技术委员会每年召开一次国际容错计算学术会议；1987 年中国计算机学会成立了容错计算专业委员会等等。
基于容错控制(TFC)基本思想，FTC 的研究主要有被动容错控制(Passives)和主动容错控制(Activate)两种途径。
主动容错控制是在控制系统故障检测与FDD(Fau1t Detection and Diagnose)的基础上，当FDD 环节检测出系统故障后，重新调整控制器参数，甚至改变控制器结构，在保证系统稳定的前提下，尽量恢复系统故障前的性能。
被动容错控制是设计对故障具有容忍能力的强鲁棒控制器，被动容错控制的研究可以充分利用鲁棒控制技术的研究成果，且不受FDD 发展水平的限制，所以对于被动容错控制的研究取得的成果较多。
2. 1 主动容错控制主动容错控制一般需要两个基本步骤:控制系统的故障检测、诊断与隔离及控制系统重构。
控制系统故障检测、诊断与隔离是在现代控制理论、可靠性理论、数理统计、信号处理技术、模式识别技术，以及人工智能和计算机控制技术等技术基础上的一门应用型的边缘学科，FDD 技术是容错控制重要的支撑技术之一。
由于控制系统FDD 问题本身的复杂性和相关领域技术水平的限制，虽然人们对它的研究己达到了一定的水平，但至今仍没有解决这一问题特别有效的方法。
目前的控制系统FDD研究主要是沿着基于模型和基于知识两种途径展开。
控制系统重构的方法主要有:控制律重新调度、控制器重构设计和模型跟踪重组控制，控制律重新调度的基本思想是，在离线的情况下计算出各种故障条件下所需的控制律增益参数，存储在计算机中，系统根据FDD 单元所给出的结果，选择合适增益参数，实现对各种故障的容错控制;控制器重构设计是根据故障系统的新环境，重新设置系统的工作点，并给出可改善系统性能的新控制器，现有的控制器重构方法主要有基于直接状态反馈或输出反馈的方法，以及基于动态补偿器的设计方法等;模型跟踪重组控制的基本原理是采用模型参考自适应控制的思想，使得被控过程的输出自适应地跟踪参考模型的输出，因此这种容错控制不需要FDD单元。