第3章 數(shù)據(jù)中心的可靠性/可用度模型

在日常生活中，人們?cè)谫徺I一種商品或?qū)σ环N商品進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)，總會(huì)有這樣的問題：這商品能用多長時(shí)間？是否容易損壞？這就是可靠性問題，就是人們對(duì)可靠性的一般認(rèn)識(shí)。可見，可靠性的問題早已是人們生活中的一部分。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，特別是近十幾年來各種技術(shù)取得了突破性進(jìn)展，使得如今的系統(tǒng)越來越復(fù)雜，功能也越來越強(qiáng)大。由于系統(tǒng)功能的強(qiáng)大和復(fù)雜程度的提高，隨之產(chǎn)生的系統(tǒng)可靠性問題便日益突出。

如今的系統(tǒng)承載著大量的信息，一旦發(fā)生崩潰，所帶來的損失是無法估量的。特別是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，引發(fā)人類社會(huì)第三次技術(shù)革命“信息革命”，從根本上改變了人們的生活方式，人們?cè)絹碓蕉嗟匾蕾囉诰W(wǎng)絡(luò)、信息的存在，使得人們對(duì)信息系統(tǒng)可靠性的要求也越來越高，日益向著高可靠性和高可用性的趨勢發(fā)展。

如何設(shè)計(jì)具有高可靠性和高可用性系統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心一直以來是全球數(shù)據(jù)中心行業(yè)的研究熱點(diǎn)。本書將對(duì)數(shù)據(jù)中心的可靠性模型進(jìn)行研究和分析，為數(shù)據(jù)中心規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建設(shè)、評(píng)估等提供有效的可靠性分析方法。

3.1 可靠性研究的發(fā)展

可靠性問題涉及社會(huì)的各個(gè)方面，其概念的歷史幾乎與人類社會(huì)一樣的漫長。但是，可靠性作為一種概念最早是在第二次世界大戰(zhàn)期間提出的，當(dāng)時(shí)的武器系統(tǒng)遠(yuǎn)沒有現(xiàn)在的武器系統(tǒng)可靠性高，許多武器還未運(yùn)送到戰(zhàn)場就已經(jīng)癱瘓，更不用說在戰(zhàn)場上發(fā)揮作用，因此造成了很大的損失。據(jù)統(tǒng)計(jì)，當(dāng)時(shí)由于故障而損失的飛機(jī)是被擊落的飛機(jī)的2.5倍，這一結(jié)果引起了軍方的高度重視，從此促進(jìn)了可靠性的提出、研究與發(fā)展。

可靠性問題提出至今已經(jīng)60多年了，它的發(fā)展可以分為下列三個(gè)階段。

（1）第一階段：20世紀(jì)30—40年代的初期發(fā)展階段。這一時(shí)期經(jīng)歷了兩次世界大戰(zhàn)。戰(zhàn)爭中，運(yùn)輸工具和武器裝備因大比例“意外故障”而失效，使得人們注意到并開始研究這些“意外故障”發(fā)生的規(guī)律，這就是可靠性問題的提出。

第二次世界大戰(zhàn)末期，德國火箭專家R.Lussen首次把V-II火箭誘導(dǎo)裝置作為串聯(lián)系統(tǒng)，利用概率乘法，求出其可靠度為75%，標(biāo)志對(duì)系統(tǒng)可靠性研究的開始。

（2）第二階段：50—60年代可靠性技術(shù)發(fā)展形成階段。在這一時(shí)期，世界不少發(fā)達(dá)國家都注意到產(chǎn)品可靠性問題，并對(duì)可靠性問題進(jìn)行了深入的研究。

1952年，美國國防部成立了一個(gè)電子設(shè)備可靠性常設(shè)顧問團(tuán)（Advisory Group on Relia-bility of Electronic Equipment，AGREE），專門對(duì)電子設(shè)備的可靠性進(jìn)行研究。它成為世界上第一個(gè)主要的可靠性研究組織，并在1957年發(fā)表了第一份報(bào)告，包括可靠性的一些定義、可靠性測試要求等。

此后，日本、英國、法國、前蘇聯(lián)等相繼成立了許多新的可靠性研究組織。到20世紀(jì)60年代，可靠性已經(jīng)發(fā)展成為一門獨(dú)立的工程基礎(chǔ)研究。

（3）第三階段：70年代以后可靠性的國際化發(fā)展階段。這一階段隨著電子產(chǎn)品大量運(yùn)用，可靠性問題得到了全球各國重視，一些國際學(xué)術(shù)組織開始處理專門委員會(huì)推動(dòng)可靠性研究的國際化。

1977年，國際電子技術(shù)委員會(huì)（International Electrotechnical Commission，IEC）設(shè)立了可靠性與可維修性技術(shù)委員會(huì)，負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)各國的可靠性用語與定義、可靠性管理、數(shù)據(jù)收集等。可靠性研究已經(jīng)由電子、航空、宇航、核能等尖端工業(yè)部門擴(kuò)展到電動(dòng)機(jī)與電力系統(tǒng)、機(jī)械、動(dòng)力、土木等一般產(chǎn)業(yè)部門，擴(kuò)展到工業(yè)產(chǎn)品的各個(gè)領(lǐng)域。

根據(jù)世界發(fā)展趨勢，只有高可靠性的產(chǎn)品和企業(yè)才能在日趨激烈的競爭中生存下來。全球的企業(yè)把對(duì)可靠性的研究工作提高到節(jié)約資源和能源高度，力求通過可靠性研究來延長使用期限，通過有效的可靠性分析、設(shè)計(jì)達(dá)到有效利用材料、減小勞動(dòng)投入和提高產(chǎn)品質(zhì)量目的。