Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit

Verfügbarkeit: Anteil der Zeit den ein System funktionstüchtig ist (up and running): (verfügbare Zeit)/(maximal mögliche Zeit). Beispiel: 99 % Verfügbarkeit = maximal 864 Sekunden nicht verfügbar/Tag.
Zuverlässigkeit: Wahrscheinlichkeit, dass ein System keine Panne hat in einem gegebenen Zeitabschnitt. Gemessen in MTBF (Mean Time Between Failure).

Motivation für Verfügbarkeit:
In den letzten Jahren wurden Systeme immer komplexer und die Zuverlässigkeit hat darunter gelitten; gleichzeitig hat unsere Abhängigkeit von diesen Systemen zugenommen [J. Gray].
Beispiel: Ein Finanzdienstleister verliert SFr 400'000 pro Stunde downtime (4000 Benutzer * 100 sFr). Darin sind der Verlust für entgangene Geschäfte und den Image-Schaden nicht enthalten.

Verfügbarkeit	Downtime/Year	Pro Woche	Pro Tag
99 %
99.9 %
99.99 %
99.999 %

Als beste Verfügbarkeit wird heute allgemein 99.999 % (five nines) genannt.
Die Kosten für höhere Verfügbarkeit können bedeutend sein...

Typischer Betrieb eines Systems:

Man unterscheidet bei der Verfügbarkeit die Begriffe:
MTBF = Mean Time Between Failure
MTTR = Mean Time To Repair

Die Verfügbarkeit lässt sich berechnen als: MTBF/(MTBF+MTTR)

Gründe für die nicht-Verfügbarkeit:

• Software 40 %
• Geplante Wartung 30 %
• Operator Fehler 15 %
• Hardware Fehler 10 % (50 % davon Disk)
• Umgebung (Strom, Wasser usw) 5 %

Strategie für bessere Verfügbarkeit: Redundanz
Wichtige Frage: Welches ist das billigste System mit der verlangten Verfügbarkeit? Aber zu beachten: Nur 10 % der nicht-Verfügbarkeit geht auf das Konto der Hardware. Gewisse Software Fehler können mit Redundanz reduziert werden. Aber: Redundanz erhöht die Komplexität des Systems!

Strategie für bessere Verfügbarkeit: Reduktion der MTTR
Nicht-Verfügbarkeit = MTTR/(MTBF + MTTR) ~ MTTR/MTBF

$\Longrightarrow$ Reduktion der MTTR um einen Faktor 10 hat denselben Effekt wie die Erhöhung der MTBF um den Faktor 10.

$\Longrightarrow$ Vorteile der Verbesserung der MTTR:

• MTTR ist leichter zu verifizieren
• Zeitbereich der MTTR ist kürzer, das psychologisch günstiger ist

$\Longrightarrow$Wie wird die MTTR verkürzt?

• verbesserte (schnellere) Entdeckung des Problems durch aktives Monitoring
• verbesserte Problem Isolation
• schnellere Reparatur/Restart

Verbesserung der Zuverlässigkeit
Falls ein System mit einem Webserver eine MTBF von 10'000 Stunden hat, was ist die Verfügbarkeit des nachstehenden Systems?

Verfügbarkeits-Ketten: Serielle Systeme:

Verfügbarkeits-Ketten: Parallele Systeme: