Sistema redundant

Un sistema redundant en enginyeria de computadors, és aquell en el que com a mínim es dupliquen les dades o el maquinari de caràcter crític que vulgui assegurar davant els possibles errors que puguin sorgir durant l'ús continuat. Es presenta com una solució als problemes de protecció i fiabilitat. Aquest tipus de sistemes s'encarrega de realitzar el mateix procés en més d'una estació, ja que si per algun motiu alguna deixés de funcionar o es col·lapsés, immediatament l'altre hauria d'ocupar el seu lloc i realitzar les tasques de l'anterior. Les tècniques de redundància han estat utilitzades per la indústria militar i aeroespacial al llarg de molts anys per aconseguir una alta fiabilitat. Una base de dades replicada és un exemple de sistema distribuït redundant.

Font d'alimentació redundant comuna

Subsistema redundant "B"

Instal·lació d'il·luminació posterior molt redundant en un autobús turístic tailandès

Components redundants en els ordinadors.

A part dels servidors actuals, que tenen diverses CPU's i mòduls de memòria, els dispositius redundants en un servidor solen ser els discs durs, les targetes de xarxa i les fonts d'alimentació.

Sistemes de disc RAID

Un RAID (redundant array of indepedent disk) és un conjunt d'unitats de disc que apareixen lògicament com si fossin un sol disc. Així les dades, distribuïdes en bandes, es divideixen entre dos o més unitats. Aquesta tècnica incrementa el rendiment i proporciona una redundància que protegeix contra la fallada d'un dels discs de la formació. Existeixen implementacions per software i hardware i diferents configuracions RAID, sent les més comunes RAID1, RAID5 i RAID10.

Targeta de xarxa

És el component que comunica el servidor amb els clients. Per tractar de garantir aquesta comunicació, els servidors solen venir amb 2 d'aquests dispositius. Això és així no només per tractar de garantir que la comunicació no es talli en cas d'error, sinó que podem utilitzar 2 o més targetes com si fossin un únic dispositiu, sumant les seves capacitats (bonding).

Fonts d'alimentació

Avui en dia els servidors porten com a mínim dues fonts d'alimentació, que són les encarregades de proporcionar electricitat a l'ordinador. Aquestes fonts d'alimentació van connectades a diferents sistemes elèctrics, per garantir el subministrament, per fallida ja sigui de la mateixa font o del sistema elèctric. Aquesta redundància de la font d'alimentació no només afecta els servidors, sinó que també afecta els routers, els switches, etc.

Altres redundàncies

Al sistema elèctric

Una fallada en el subministrament elèctric a un servidor redundant, podria tenir conseqüències catastròfiques. No només necessitem un subministrament constant, sinó que tampoc tingui pujades i baixades brusques, per evitar danys en els seus components.

Per evitar aquests errors, podem utilitzar aquests components:

• sistema d'alimentació ininterrompuda (UPS) : Són bateries que es connecten entre el servidor i la font de subministrament elèctric, garantint aquest per un temps determinat.
• Generadors elèctrics : Funcionen generalment amb dièsel i es connecten entre els UPS i la xarxa de subministrament elèctric. Aquests motors es posen en marxa quan el subministrament es talla per més d'un temps determinat. El subministrament que generen aquests motors, queda condicionat per la quantitat de combustible que puguin emmagatzemar.
• Línies independents de subministrament : En els CPD grans, se solen tenir com a mínim 2 connexions diferents i independents a la xarxa de subministrament elèctric.

Aquest tipus de redundància afecta tots els components claus del sistema (servidors, switches, routers, etc.). Un sistema és tan segur, estable i redundant com ho és el component més feble que tingui.

Als components de xarxa

Per molt que tinguem un servidor redundant, si un d'aquests components fallés, no arribaríem mai a aquest servidor. Per evitar aquest error, se solen crear 2 camins diferents entre els dos components de la xarxa.

A la imatge veiem com configurar una xarxa amb redundància. D'aquesta manera es pot espatllar un router, un switch i una targeta de xarxa a la vegada sense que perdem connectivitat.

Els components més normals en una xarxa són:

• Routers (encaminador): interconnecta segments de xarxes o xarxes senceres.
• commutador de xarxa (switch): interconnecta dos o més segments de xarxa.
• Targeta de xarxa : permet que un dispositiu accedeixi a una xarxa.
• Cable de xarxa : hi ha molts i variats tipus (coaxial, fibra òptica).
• Línies de connexió : xarxa d'àrea àmplia, WAN (per exemple Internet).

En el balanceig de càrregues

Tracta d'evitar els errors produïts en un servidor amb components redundants i la caiguda d'aquest. Hi ha diferents tipus de configuracions amb diversos servidors (cluster). La més usual és el de balanceig de càrregues amb tolerància a errors. En aquest tipus de clústers, no només intenta que els servidors no fallen, sinó que si necessitem més recursos per a proporcionar un servei, podem incorporar nous servidors que incrementin la capacitat de procés del clúster.

Un exemple amb cluster amb balanceig de càrregues connectat a un gabinet de discs (disk array) per emmagatzemar la informació. Típic ús per a servidors de fitxers i web. Com la majoria d'aquests servidors estan en linux, el projecte més important en aquest sistema sobre el balanceig és el Linux Virtual Server (LVS).

Vegeu també

• Tolerància a fallades
• Multiprocessador
• Multiprocés
• Arquitectura (informàtica)
• Arquitectura Harvard
• Arquitectura de von Neumann
• Computació paral·lela
• Shortest Path Bridging

Bibliografia

• Brey. Barry B., The Intel Microprocessors 8086/8088, 80186/80188, 80286, 80386, 80486, Pentium, and Pentium Pro Processor Architecture, Programming, and Inter- facing (ISBN 9780139954085), Prentice Hall (2000), Autor:*Multiprocessing online community Arxivat 2012-01-07 a Wayback Machine.
• Chip_Multiprocessing

Enllaços externs

• multiprocessing online community Arxivat 2012-01-07 a Wayback Machine.