Parametry, wymagania i kryteria oceny odporności sieci
Poniżej zdefiniowano parametry określające sprawność działania sieci. Są to: odporność, nieuszkadzalność, przeżywalność, gotowość (A), niegotowość (U), czas przestoju (D), średni czas pomiędzy kolejnymi uszkodzeniami MTBF (Mean Time Between Failure), średni czas do przywrócenia zdatności MTTR (Mean Time To Repair) lub MDT (Mean Down Time), średni czas do uszkodzenia MTTF (Mean Time To Fail) lub MUT (Mean Up Time), średni czas do odzyskania gotowości MTTV (Mean Time To RecoVery), błędy na milion DPM (Defects Per Million) oraz uszkodzenia w czasie FIT (Failure In Time). Parametry odpornościowe sieci zostały zaczerpnięte z [0], [0] oraz [0].
Odporność i nieuszkadzalność
Zgodnie z [0] odporność jest to zdolność do wznowienia pracy po zaistnieniu błędów, a jej miarą jest prawdopodobieństwo. Natomiast w [0] zawarta została dokładniejsza definicja, zgodnie z którą cechą odporności jest określenie sposobu zachowania się ruchu
w łączu w przypadku zaistnienia uszkodzenia. Takie stwierdzenie powoduje,
że rozpatrywanie kwestii odporności związane jest z następującymi zagadnieniami:
detekcja uszkodzenia,
powiadomienie o uszkodzeniu,
wznowienie pracy sieci i świadczenia usług.
Nieuszkadzalność związana jest ze zdolnością danej sieci do wykonywania wymaganych funkcji i świadczenia określonych usług. Termin ten odnosi się do przedziału czasu, na początku którego dany system był w stanie spełniać te funkcje i je w nim spełniał
w określonych warunkach. Ta cecha sieci zależy ściśle od następujących czynników [0]:
nieuszkadzalności poszczególnych elementów sieci,
mechanizmów umożliwiających wznowienie działania sieci po wykryciu uszkodzenia (Rozdz. 4),
topologii sieci i zaimplementowanych w niej protokołów.
Przeżywalność sieci
Przeżywalność sieci jest to zdolność sieci do utrzymywania lub odtwarzania akceptowalnego poziomu jej pracy po wykryciu uszkodzeń. W tym celu wykorzystywane
są różne mechanizmy protekcyjne i odtwarzające (Rozdz. 4). Analiza przeżywalności sieci oraz obliczenia wskaźników przerw w pracy dla różnych sieci transportowych została przedstawiona w [0].
Średni czas pomiędzy kolejnymi uszkodzeniami
MTBF jest średnim oczekiwanym czasem między kolejnymi uszkodzeniami danego urządzenia, przy założeniu, że urządzenie przechodzi naprzemienne okresy uszkodzeń
i napraw. Poniższy wzór definiuje MTBF jako odwrotność częstotliwości występowania uszkodzeń λ.
MTBF = 1/λ (3.1)
Im większa jest wartość MTBF, tym dany element sieci jest lepszy. W przypadku dużych wartości MTBF i przy stosunkowo krótkich czasach napraw, wartość MTBF może być przybliżana poprzez średni czas do uszkodzenia MTTF. Czas ten jest zdefiniowany jako średnia wartość czasu upływającego od chwili odzyskania przez urządzenie zdatności
do wystąpienia ponownego uszkodzenia.
Średni czas do naprawy
MTTR jest wartością średnią przedziału czasu, w którym dane urządzenie jest w stanie przestoju na skutek uszkodzenia. MTTR jest również określany jako średni czas przestoju MDT. Obejmuje on czas wykrycia uszkodzenia, jego rozpoznanie i wyodrębnienie, obsługę zgłoszenia, zatrudnienie grupy mającej usunąć uszkodzenie, czas jego usuwania oraz próbę eksploatacyjną.
Wartości MTBF i MTTR urządzeń wykorzystywane są w analizie gotowości sieci.
Jej wyliczenie opiera się na uwzględnieniu gotowości poszczególnych elementów sieci. Dodatkowo, wartości MTBF i MTTR elementów sieci wykorzystywane są do losowego generowania uszkodzeń i ich napraw w symulatorach sprawdzających działanie sieci [0].
Średni czas pracy MUT lub średni czas do uszkodzenia są średnimi oczekiwanymi przedziałami czasu, w których dany element sieci poprawnie pracuje. Zatem MTBF jest równy sumie MUT i MDT lub MTTR i MTTF. Rys. 3.1 przedstawia zależności pomiędzy MTBF, MTTR, MTTF, MDT i MUT.
Rys. 3.1 Zależności pomiędzy MTBF, MTTR, MTTF, MDT i MUT
Średni czas do odzyskania gotowości
Odzyskanie gotowości jest to moment, w którym urządzenie odzyskuje możliwość prawidłowego funkcjonowania. Moment ten następuje w chwili wyjścia ze stanu uszkodzenia na skutek zadziałania mechanizmów protekcyjnych lub odtwarzających. Wartość MTTV jest na ogół jeden lub kilka rzędów mniejsza od wartości MTTR, co przedkłada się na poprawę gotowości usług.
Gotowość
Gotowość określa zdolność danego elementu utrzymywania się w takim stanie pracy, aby spełniać swoje funkcje w danym okresie czasu lub w danym momencie. Określana jest ona jako prawdopodobieństwo, że dane urządzenie będzie pracowało poprawnie w chwili, gdy będzie to wymagane. W przypadku systemów komunikacyjnych, w których mogą wystąpić częściowe lub całościowe przerwy w pracy, gotowość jest zazwyczaj określana zgodnie z poniższym wzorem:
A = 1 – To / Tw = 1 – Σ (Noi * Toi) / Nk * Tc (3.2)
gdzie: To całkowity czas trwania przerwy w pracy systemu,
Tw całkowity czas połączeń korzystających z usługi,
Noi liczba uszkodzonych połączeń w i-tym okresie przerwy w pracy systemu,
To czas trwania i-tej przerwy w pracy systemu,
Nk liczba połączeń w danej usłudze,
Tc czas eksploatacji.
W [0] gotowość została zdefiniowana jako uzgodniony pomiędzy operatorem
a klientem czas, w którym usługa jest dostępna na satysfakcjonującym poziomie.
Przy założeniu, że znany jest czas pracy oraz czas przestoju, gotowość może być wyliczona z poniższej zależności:
A = MUT/(MUT+MDT) (3.3)
Z punktu widzenia operatora, łatwiej jest zmierzyć wartości MTBF oraz MTTR. Mierzone przez dłuższy czas MDT może mieć wartość zbliżoną do MTTR, ponieważ średni czas do naprawy jest równy czasowi przestoju przy założeniu, że przestój jest spowodowany uszkodzeniami, a nie pracami serwisowymi. Analogicznie czas pomiędzy kolejnymi uszkodzeniami jest sumą czasu przestoju i czasu pracy, tak więc przy pomiarze
w odpowiednio długim przedziale czasu suma MUT i MDT może być przybliżona wartością MTBF. Opierając się na powyższym rozumowaniu gotowość można wyrazić następującym wzorem:
A=1 – MTTR/MTBF (3.4)
Natomiast niegotowość (U) zdefiniowana jest następującym wzorem:
U = 1 – A (3.5)
Czas przestoju (D)
Gotowość i niegotowość wyrażone są jako prawdopodobieństwo i ich wartości zawarte są w przedziale od 0 do 1. Zazwyczaj wartość gotowości mieści się w przedziale
od 98% do 99,999%, przy czym wartości te są trudne do porównania, dlatego zdefiniowano
w minutach na rok czas przestoju. Określa on przewidywany czas przestoju urządzenia
w danym okresie pracy. Jest to inny sposób wyrażenia gotowości. Zależność pomiędzy gotowością, a czasem przestoju wyraża poniższy wzór:
D = (1-A) *525600 (3.6)
Wartość 525600 określa liczbę minut w roku, tj. 365 dni/rok * 24 godziny/dzień * 60 minut/godzinę. Czas przestoju jest bardziej wygody i zrozumiały przy ocenie danego urządzeń, niż pojęcie gotowości. Jego typowe wartości zawierają się w przedziale od 5 minut do 50 minut (Tab. 3.1, [0]).
Tab. 3.1 Zależności pomiędzy gotowością a czasem przestoju
-
Gotowość Czas przestoju 99% 5256 min 99,9% 525,6 min 99,99% 52,56 min 99,999% 5,256 min
Błędy na milion
DPM, w zależności od rodzaju połączenia określa:
w przypadku łączy komutowanych jest to ilość utraconych pakietów (ramek, komórek) na milion przyjętych zgłoszeń,
w przypadku łączy zestawionych na stałe definiowany jest jako liczba minut trwania przerw w połączeniach na milion minut działania usługi.
DPM umożliwia ocenę nieuszkadzalności sieci, a jego wartość można wyrazić poniższym wzorem, zgodnie z którym gotowość na poziomie 99,999% odpowiada wartości DPM równej 10:
DPM = (1 – A) * 106 (3.7)
Uszkodzenia w czasie
FIT jest to miara wskaźnika awaryjności określana jako liczba uszkodzeń na 109 godzin pracy. Parametr ten wykorzystywany jest do opisu nieuszkadzalności urządzeń.
Dla λ = 10 FIT czas MTBF może być policzony jako MTBF = 1/λ = 108 godzin [0].
komentarze
Copyright © 2008-2010 EPrace oraz autorzy prac.