Сбои процессора в распределенных вычислениях, которые не являются сбоями или византийскими

13

Существует два основных типа сбоев процессора в моделях распределенных вычислений:

(1) Сбои: процессор останавливается и больше не запускается. (2) Византийские сбои: процессоры ведут себя соперничающе, злонамеренно.

Мой вопрос:

Каковы некоторые другие типы отказов процессора, которые были изучены, которые не сводятся к сбоям или византийским сбоям?

Также более конкретный вопрос:

Была ли исследована модель, в которой, с некоторой вероятностью, процесс включен на шаге и в противном случае выключен? Так что каждый процесс как бы мигает и выключается. $t$

Меня больше всего интересует, как эти неудачи связаны с консенсусом и другими проблемами распределенного соглашения.

Спасибо.

reference-request dc.distributed-comp

— Аарон Стерлинг
источник

@ Аарон: у меня был курс по «распределенным системам» и еще один по «отказоустойчивым системам» несколько лет назад, но я не особо разбираюсь в этих темах. Тем не менее, я думаю, что ключевое слово динамическая модель неисправности может помочь вам.

— MS Dousti

1

Я предполагаю, что модель отказов, используемая в области самостабилизации , не сводится к сбоям при сбоях или византийским сбоям. Один из способов связать это с византийскими неудачами: у вас может быть временное византийское поведение, но если и когда такое поведение прекращается, самостабилизирующаяся система должна достичь правильного состояния.

— Юкка Суомела

1

Относительно вашего более конкретного вопроса: если процессор «включен» с вероятностью

, это звучит для меня очень похоже на асинхронную модель, в которой процессоры всегда включены, но сообщения, скажем, выполняют

раунда в ожидании достижения своего места назначения. Не могли бы вы уточнить, чем это отличается от модели, которую вы имели в виду?

p

$p$

1 / p

$1/p$

— Юкка Суомела

1

@ Аарон: Я действительно не знаю, сколько таких моделей было изучено. Но я предполагаю, что если у вас есть какой-либо детерминированный синхронный алгоритм

со временем выполнения

, вы можете просто использовать

-синхронизатор для имитации

в асинхронной модели, и я предполагаю, что ожидаемое время выполнения будет примерно таким, как

. (

Синхронизатор просто гарантирует, что ваши соседи никогда не будут на шаг впереди или позади вас в симуляции

)

A

$A$

T

$T$

α

$\alpha$

A

$A$

T / p

$T/p$

α

$\alpha$

A

$A$

— Юкка Суомела

2

@ Аарон: Я взял теорию распределенных вычислений с Мишелем Рейналом, и он описал третью модель, где сообщения могут быть выброшены случайным образом. В этой модели сообщение может не быть доставлено без вывода сообщений, но это не обязательно означает, что узел вышел из строя. Речь идет о сбоях каналов, а не об отказах узлов. «Модель канала с справедливыми потерями», вы можете прочитать об этом подробнее здесь: Непрерывная равномерная надежная передача в качестве вводного опроса для детекторов ошибок ораторов - Мишель Рейнал ( ftp.irisa.fr/techreports/2000/ PI-1356.ps.gz )

— М. Алагган,

12

Скопировано из комментариев к вопросу по запросу.

Я взял теорию распределенных вычислений с Мишелем Рейналом, и он описал третью модель, где сообщения могут быть выброшены случайным образом. В этой модели сообщение может не быть доставлено без вывода сообщений, но это не обязательно означает, что узел вышел из строя. Речь идет о сбоях каналов, а не об отказах узлов. «Модель канала с справедливыми потерями», вы можете прочитать об этом подробнее здесь: Непрерывная равномерная надежная передача в качестве вводного опроса для детекторов ошибок ораторов - Мишель Рейнал (ftp.irisa.fr/techreports/2000/ PI-1356.ps.gz)

— М. Алагган
источник

10

Из-за высокой стоимости ресурсов, связанной с византийской отказоустойчивостью, конечно, были проанализированы модели отказов с более строгими допущениями, особенно в отношении требований к ресурсам, чтобы допускать отказы ограниченного типа. ( Азадманеш и Кикхафер, 2002 ) обеспечивают очень хорошую таксономию (см. Рис. 1).

$3f+1$ $f+1$ $2f+1$ $f$

Другой способ моделирования допущений в режиме сбоя - это отойти от ориентированной на узлы точки зрения, где потеря сообщения моделируется как ошибка отправителя, к модели сбоя линии связи, которая представляет собой просто двойное представление, после устранения несоответствий, которые они могут вызвать в система считается. Эта модель была исследована ( Schmid, Weiss, and Rushby, 2002 ), обойдя результат невозможности ( Grey, 1978 ), показывающий детерминистическое решение проблемы скоординированной атаки при отказах канала.

— Мартин Шварц
источник

8

Я не знаю, если @M. Алагган говорил об ошибках такого рода, но они, безусловно, похожи друг на друга: временные ошибки.

В модели DVFS , где можно изменить частоту и напряжение, чтобы уменьшить потребление энергии, Чжу и Айдын в этой статье (pdf) использовали модель неисправности для DVFS. Они рассматривают временные сбои, которые, например, являются ошибками, вызванными ошибками программного обеспечения. Они лишают законной силы только выполнение текущей задачи, и процессор, подверженный этой ошибке, сможет восстановить и выполнить назначенную ему последующую задачу (если таковая имеется).

Для переходных сбоев Шац и Ван представили модель надежности в этом $\lambda$

λ (е) знак равно λ_{п} е^{d \frac{е_{м a Икс} - е}{е_{м a Икс} - е_{м я N}}},

$\begin{equation} \label{fault} \lambda(f)=\lambda_p \; e^{d\frac{f_{max}-f}{f_{max}-f_{min}}}, \end{equation}$

f_{m i n} \leq f \leq f_{m a x}

$f_{min}\leq f \leq f_{max}$ скорость обработки, показатель степени

d \geq 0

$d\geq0$ является константой, указывающей чувствительность частоты отказов к DVFS, и

λ_{p}

$\lambda_p$ средняя частота отказов, соответствующая

f_{m a x}

$f_{max}$ на процессоре

p

$p$ , Мы видим, что снижение скорости энергосбережения увеличивает частоту отказов в геометрической прогрессии. Надежность задачи

T_{i}

$T_i$ выполняется на процессоре

p

$p$ на скорости

f_{i}

$f_i$ является:

р_{я} (е_{я}) знак равно е^{- λ (е_{я}) \times Е Икс е с U T я о N T я м е (T_{я}, е_{я})},

$R_i(f_i)=e^{-\lambda(f_i)\times Execution~Time(T_i,f_i)}.$

Sorry to post this so long after the original post, but I found this question as I was working on this subject :). When not studying DVFS, these faults still exist, the formulaes are probably still valid (or adaptable). You can find more information on transient failures without DVFS here.

— Гопи
источник

4

Что касается уже упомянутых моделей ошибок , посмотрите на NeigerToueg , который рассматривает различные виды из них.

Была ли исследована модель, в которой, с некоторой вероятностью, процесс включен на шаге t времени и в противном случае выключен? Так что каждый процесс как бы мигает и выключается.

Это звучит как модель восстановления после сбоя. Я не знаю ни одной модели, в которой процессы бывают вероятностными. Существуют также варианты, когда процессы в течение некоторого времени являются византийскими, а затем восстанавливаются, причем со временем все процессы могут становиться византийскими (хотя в основном они считаются синхронизирующими по времени).

Обратите внимание, что если вы отключены, вы просто имеете в виду, что процесс только не прогрессирует (он не теряет своего состояния и не теряет сообщения из-за того, что получатель отключен), тогда то, на что вы смотрите, называется асинхронным система. В контексте общей памяти ваш вопрос может быть тесно связан с этой статьей Аспнеса .

— Мартин Б.
источник

1

Могут быть и другие виды сбоев. Например, некоторые из процессоров (например, по широковещательным или многоадресным протоколам) могут быть перегружены и не смогут обрабатывать все входящие сообщения. Это приводит к тому, что процессор отображается в автономном режиме для некоторых процессоров в распределенной системе.

— Мухаммед Аль-Туркистани
источник