फॉल्ट-टॉलरेंट कंप्यूटर सिस्टम, जिसे फॉल्ट-टॉलरेंट सिस्टम या केवल एफटी सिस्टम के रूप में भी जाना जाता है, एक प्रकार का कंप्यूटिंग आर्किटेक्चर है जिसे इसके कुछ घटकों के विफल होने पर भी सही ढंग से कार्य करते हुए उच्च उपलब्धता और विश्वसनीयता प्रदान करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। दोष सहनशीलता की अवधारणा कंप्यूटिंग के शुरुआती दिनों से चली आ रही है जब यह स्पष्ट हो गया कि हार्डवेयर या सॉफ़्टवेयर घटकों में विफलताएँ अपरिहार्य थीं। ऐसी चुनौतियों से पार पाने के लिए, शोधकर्ताओं और इंजीनियरों ने निरंतर संचालन सुनिश्चित करने और डाउनटाइम को कम करने के लिए दोष-सहिष्णु तकनीक विकसित की।
दोष-सहिष्णु कंप्यूटर प्रणाली की उत्पत्ति का इतिहास और इसका पहला उल्लेख
दोष सहनशीलता की उत्पत्ति का पता 1940 के दशक में लगाया जा सकता है जब सबसे पहले इलेक्ट्रॉनिक कंप्यूटर विकसित किए जा रहे थे। उन दिनों, कंप्यूटिंग प्रणालियाँ बड़ी, धीमी और अपनी यांत्रिक प्रकृति के कारण बार-बार विफल होने की संभावना वाली थीं। जैसे-जैसे प्रौद्योगिकी की प्रगति हुई, दोष सहिष्णुता के विचार ने जोर पकड़ लिया, विशेष रूप से सैन्य, एयरोस्पेस और औद्योगिक नियंत्रण प्रणालियों जैसे महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों में। अकादमिक साहित्य में दोष सहिष्णुता का पहला उल्लेख 1940 के दशक के अंत में इलेक्ट्रॉनिक डिस्क्रीट वेरिएबल ऑटोमैटिक कंप्यूटर (ईडीवीएसी) के विकास के दौरान जॉन वॉन न्यूमैन और उनके सहयोगियों के कार्यों में पाया जा सकता है।
दोष-सहिष्णु कंप्यूटर प्रणाली के बारे में विस्तृत जानकारी। दोष-सहिष्णु कंप्यूटर प्रणाली विषय का विस्तार।
दोष-सहिष्णु कंप्यूटर प्रणाली अतिरेक के सिद्धांत पर बनाई गई है। रिडंडेंसी में सिस्टम के भीतर डुप्लिकेट या तीन प्रतियों वाले घटकों को शामिल करना शामिल है, यह सुनिश्चित करना कि यदि एक घटक विफल हो जाता है, तो बैकअप निर्बाध रूप से कार्यभार संभाल सकता है। दोष सहनशीलता विभिन्न तकनीकों के माध्यम से हासिल की जाती है, जिसमें अनावश्यक हार्डवेयर, त्रुटि का पता लगाने और सुधार तंत्र, और सुंदर गिरावट शामिल हो सकती है। इन प्रणालियों को अक्सर उच्च उपलब्धता, निरंतर संचालन और विफलताओं से शीघ्रता से उबरने की क्षमता प्राप्त करने के लक्ष्य के साथ डिज़ाइन किया गया है।
दोष-सहिष्णु कंप्यूटर प्रणाली की आंतरिक संरचना। दोष-सहिष्णु कंप्यूटर सिस्टम कैसे काम करता है.
दोष-सहिष्णु कंप्यूटर सिस्टम की आंतरिक संरचना विशिष्ट अनुप्रयोग और आवश्यक अतिरेक के स्तर के आधार पर भिन्न हो सकती है। हालाँकि, कुछ सामान्य घटक और तंत्र अक्सर मौजूद होते हैं:
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निरर्थक हार्डवेयर: दोष-सहिष्णु प्रणालियाँ डुप्लिकेट या ट्रिपलेट हार्डवेयर घटकों, जैसे प्रोसेसर, मेमोरी मॉड्यूल, बिजली आपूर्ति और स्टोरेज डिवाइस को नियोजित करती हैं। ये अनावश्यक तत्व अक्सर समानांतर में संचालित करने के लिए आपस में जुड़े होते हैं, जिससे विफलता का पता चलने पर सिस्टम को बैकअप पर निर्बाध रूप से स्विच करने की अनुमति मिलती है।
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त्रुटि का पता लगाना और सुधार करना: डेटा और निर्देशों में त्रुटियों की पहचान करने और उन्हें ठीक करने के लिए विभिन्न त्रुटि-पहचान तकनीकों, जैसे चेकसम, पैरिटी बिट्स और चक्रीय अतिरेक जांच (सीआरसी) का उपयोग किया जाता है। त्रुटियों का शीघ्र पता लगाकर, सिस्टम त्रुटि को फैलने से रोकने और इसकी अखंडता बनाए रखने के लिए उचित कार्रवाई कर सकता है।
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मतदान तंत्र: तीन प्रतियों वाले घटकों वाले सिस्टम में, सही आउटपुट निर्धारित करने के लिए एक वोटिंग तंत्र को नियोजित किया जा सकता है। इस प्रक्रिया में प्रत्येक अनावश्यक घटक से परिणामों की तुलना करना और बहुमत से मेल खाने वाले आउटपुट का चयन करना शामिल है। यदि एक घटक गलत परिणाम देता है, तो मतदान प्रक्रिया यह सुनिश्चित करती है कि सही डेटा का उपयोग किया गया है।
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विफलता और पुनर्प्राप्ति: जब किसी गलती का पता चलता है, तो सिस्टम अनावश्यक घटक पर स्विच करने के लिए एक फेलओवर प्रक्रिया शुरू करता है। इसके अतिरिक्त, दोष-सहिष्णु प्रणालियों में अक्सर त्रुटि पुनर्प्राप्ति के लिए तंत्र होते हैं, जहां सिस्टम के संचालन के दौरान दोषपूर्ण घटकों को अलग किया जाता है और मरम्मत या प्रतिस्थापित किया जाता है।
दोष-सहिष्णु कंप्यूटर प्रणाली की प्रमुख विशेषताओं का विश्लेषण
दोष-सहिष्णु कंप्यूटर प्रणाली की प्रमुख विशेषताएं हैं:
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उच्च उपलब्धता: दोष-सहिष्णु प्रणालियों को डाउनटाइम को कम करने और निरंतर संचालन प्रदान करने के लिए डिज़ाइन किया गया है, यह सुनिश्चित करते हुए कि विफलताओं की उपस्थिति में भी महत्वपूर्ण सेवाएं उपलब्ध रहें।
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विश्वसनीयता: विश्वसनीयता बढ़ाने और सिस्टम विफलताओं की संभावना को कम करने के लिए ये सिस्टम अनावश्यक घटकों और गलती का पता लगाने वाले तंत्र के साथ बनाए गए हैं।
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दोष का पता लगाना और पुनर्प्राप्ति: दोष-सहिष्णु सिस्टम सक्रिय रूप से दोषों का पता लगा सकते हैं और पुनर्प्राप्ति प्रक्रिया शुरू कर सकते हैं, यह सुनिश्चित करते हुए कि सिस्टम कार्यात्मक और लचीला बना हुआ है।
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उचित कमी: कुछ मामलों में, जब विफलता को संभालने के लिए अतिरेक पर्याप्त नहीं होता है, तो दोष-सहिष्णु सिस्टम को उनके प्रदर्शन को शानदार ढंग से कम करने के लिए डिज़ाइन किया जाता है, यह सुनिश्चित करते हुए कि आवश्यक संचालन को बनाए रखने के लिए गैर-महत्वपूर्ण कार्यों को अस्थायी रूप से अक्षम किया जा सकता है।
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अनुमापकता: कुछ दोष-सहिष्णु प्रणालियों को बढ़े हुए कार्यभार को समायोजित करने और सिस्टम लचीलेपन में सुधार करने के लिए अधिक अनावश्यक घटकों को जोड़कर क्षैतिज रूप से स्केल करने के लिए डिज़ाइन किया गया है।
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त्रुटि सुधार: त्रुटि का पता लगाने और सुधार तंत्र डेटा अखंडता की गारंटी देते हैं, जिससे क्षणिक दोषों के कारण डेटा भ्रष्टाचार का खतरा कम हो जाता है।
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त्रुटि का पृथक्करण: दोष-सहिष्णु प्रणालियाँ अक्सर दोषपूर्ण घटकों को अलग करने के लिए सुसज्जित होती हैं, जिससे सिस्टम के अप्रभावित भागों में त्रुटियों को फैलने से रोका जा सकता है।
दोष-सहिष्णु कंप्यूटर सिस्टम के प्रकार
दोष-सहिष्णु कंप्यूटर सिस्टम को उनके अतिरेक के स्तर और उपयोग की गई तकनीकों के आधार पर वर्गीकृत किया जा सकता है। यहां कुछ सामान्य प्रकार दिए गए हैं:
1. हार्डवेयर अतिरेक:
| प्रकार | विवरण |
|---|---|
| एन-मॉड्यूलर अतिरेक | तीन प्रतियों या अधिक हार्डवेयर मॉड्यूल जो समान कार्यों को निष्पादित करते हैं, सही आउटपुट तय करने के लिए वोटिंग तंत्र के साथ। |
| अतिरिक्त इकाई अतिरेक | बैकअप हार्डवेयर घटक जिन्हें प्राथमिक घटक के विफल होने पर सक्रिय किया जा सकता है। |
| दोहरी मॉड्यूलर रिडंडेंसी (डीएमआर) | दो निरर्थक मॉड्यूल दोषों का पता लगाने और उन्हें दूर करने के लिए वोटिंग के समानांतर काम करते हैं। |
2. सॉफ्टवेयर अतिरेक:
| प्रकार | विवरण |
|---|---|
| सॉफ़्टवेयर रोलबैक | विफलता की स्थिति में, सिस्टम पहले से ज्ञात स्थिर स्थिति में वापस आ जाता है, जिससे निरंतर संचालन सुनिश्चित होता है। |
| एन-संस्करण प्रोग्रामिंग | एक ही सॉफ़्टवेयर के कई संस्करण समानांतर में चलते हैं, और त्रुटियों की पहचान करने के लिए उनके परिणामों की तुलना की जाती है। |
| पुनर्प्राप्ति ब्लॉक | सॉफ़्टवेयर-आधारित घटक जो संचालन को बाधित किए बिना त्रुटियों और विफलताओं से सिस्टम को पुनर्प्राप्त कर सकते हैं। |
3. सूचना अतिरेक:
| प्रकार | विवरण |
|---|---|
| डेटा प्रतिकृति | डेटा हानि की स्थिति में पहुंच सुनिश्चित करने के लिए डेटा की कई प्रतियों को विभिन्न स्थानों पर संग्रहीत करना। |
| RAID (स्वतंत्र डिस्क की निरर्थक सारणी) | दोष सहनशीलता के लिए समता जानकारी के साथ डेटा को कई डिस्क में वितरित किया जाता है। |
दोष-सहिष्णु कंप्यूटर सिस्टम के अनुप्रयोग व्यापक हैं और आमतौर पर इसमें पाए जाते हैं:
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नाजूक आधारभूत श्रंचना: निर्बाध संचालन सुनिश्चित करने के लिए बिजली संयंत्रों, परिवहन प्रणालियों और चिकित्सा उपकरणों जैसे महत्वपूर्ण बुनियादी ढांचे में दोष-सहिष्णु प्रणालियों का बड़े पैमाने पर उपयोग किया जाता है।
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एयरोस्पेस: अंतरिक्ष यान, उपग्रह और विमान अंतरिक्ष की कठोर परिस्थितियों का सामना करने और विश्वसनीय संचार और नियंत्रण बनाए रखने के लिए दोष-सहिष्णु प्रणालियों का उपयोग करते हैं।
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वित्त और बैंकिंग: वित्तीय संस्थान निरंतर लेनदेन प्रसंस्करण और डेटा अखंडता सुनिश्चित करने के लिए दोष-सहिष्णु प्रणालियों पर भरोसा करते हैं।
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दूरसंचार: दूरसंचार नेटवर्क निर्बाध कनेक्टिविटी बनाए रखने और सेवा व्यवधानों को रोकने के लिए दोष-सहिष्णु प्रणालियों को नियोजित करते हैं।
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डेटा केंद्र: डाउनटाइम को रोकने और ऑनलाइन सेवाओं की उपलब्धता बनाए रखने के लिए डेटा केंद्रों में दोष सहिष्णुता महत्वपूर्ण है।
दोष-सहिष्णु प्रणालियों के उपयोग से संबंधित चुनौतियों में शामिल हैं:
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लागत: अतिरेक और दोष-सहिष्णु तंत्र को लागू करना महंगा हो सकता है, खासकर छोटे पैमाने के अनुप्रयोगों के लिए।
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जटिलता: दोष-सहिष्णु प्रणालियों को डिज़ाइन करना, परीक्षण करना और बनाए रखना जटिल हो सकता है, जिसके लिए विशेष ज्ञान और विशेषज्ञता की आवश्यकता होती है।
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भूमि के ऊपर: अतिरेक और त्रुटि सुधार तंत्र कुछ प्रदर्शन ओवरहेड ला सकते हैं, जिससे सिस्टम की गति और दक्षता प्रभावित हो सकती है।
इन चुनौतियों का समाधान करने के समाधान में सावधानीपूर्वक लागत-लाभ विश्लेषण, स्वचालित गलती का पता लगाने वाले उपकरणों को नियोजित करना और स्केलेबल दोष-सहिष्णु आर्किटेक्चर का उपयोग करना शामिल है।
मुख्य विशेषताएँ और समान शब्दों के साथ अन्य तुलनाएँ
| विशेषता | दोष-सहिष्णु कंप्यूटर प्रणाली | उच्च उपलब्धता प्रणाली | निरर्थक प्रणाली |
|---|---|---|---|
| उद्देश्य | निरंतर संचालन प्रदान करना और विफलताओं की स्थिति में डाउनटाइम को कम करना। | न्यूनतम व्यवधानों के साथ सेवाओं को उपलब्ध और क्रियाशील बनाए रखना। | यह सुनिश्चित करने के लिए कि विफलताओं को संभालने के लिए बैकअप या डुप्लिकेट घटक मौजूद हैं। |
| केंद्र | असफलताओं से लचीलापन और पुनर्प्राप्ति। | निरंतर सेवा उपलब्धता. | महत्वपूर्ण घटकों का दोहराव. |
| अवयव | अनावश्यक हार्डवेयर, त्रुटि का पता लगाना, पुनर्प्राप्ति तंत्र। | निरर्थक हार्डवेयर, लोड संतुलन, फेलओवर तंत्र। | डुप्लिकेट हार्डवेयर, स्वचालित स्विचओवर। |
| आवेदन | महत्वपूर्ण प्रणालियाँ, एयरोस्पेस, औद्योगिक नियंत्रण। | वेब सेवाएँ, क्लाउड कंप्यूटिंग, डेटा सेंटर। | औद्योगिक प्रक्रियाएँ, सुरक्षा-महत्वपूर्ण प्रणालियाँ। |
जैसे-जैसे प्रौद्योगिकी आगे बढ़ती है, दोष-सहिष्णु कंप्यूटर सिस्टम और भी अधिक परिष्कृत और सक्षम होने की उम्मीद है। इस क्षेत्र में कुछ भविष्य के दृष्टिकोण और प्रौद्योगिकियों में शामिल हैं:
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स्वायत्त दोष का पता लगाना: स्व-उपचार प्रणालियाँ मानवीय हस्तक्षेप के बिना स्वचालित रूप से दोषों का पता लगाने और उन्हें ठीक करने में सक्षम हैं।
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क्वांटम त्रुटि सुधार: त्रुटि-सुधार कोड के साथ दोष-सहिष्णु क्वांटम कंप्यूटर विकसित करने के लिए क्वांटम कंप्यूटिंग सिद्धांतों का लाभ उठाना।
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मशीन लर्निंग एकीकरण: संभावित विफलताओं की भविष्यवाणी करने और उन्हें रोकने के लिए मशीन लर्निंग एल्गोरिदम का उपयोग करना, सक्रिय दोष सहनशीलता में सुधार करना।
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वितरित दोष सहनशीलता: स्केलेबिलिटी और फॉल्ट आइसोलेशन को बढ़ाने के लिए वितरित घटकों के साथ फॉल्ट-टॉलरेंट सिस्टम विकसित करना।
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हार्डवेयर-सॉफ़्टवेयर सह-डिज़ाइन: सहयोगात्मक डिज़ाइन दृष्टिकोण जो दोष सहनशीलता के लिए हार्डवेयर और सॉफ़्टवेयर दोनों घटकों को अनुकूलित करते हैं।
प्रॉक्सी सर्वर का उपयोग कैसे किया जा सकता है या दोष-सहिष्णु कंप्यूटर सिस्टम से कैसे जुड़ा जा सकता है
प्रॉक्सी सर्वर विभिन्न अनुप्रयोगों के लिए दोष सहनशीलता बढ़ाने में महत्वपूर्ण भूमिका निभा सकते हैं। क्लाइंट और सर्वर के बीच मध्यस्थ के रूप में कार्य करके, प्रॉक्सी सर्वर यह कर सकते हैं:
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भार का संतुलन: प्रॉक्सी सर्वर क्लाइंट अनुरोधों को कई बैकएंड सर्वरों के बीच वितरित करते हैं, संसाधनों का समान उपयोग सुनिश्चित करते हैं और ओवरलोडिंग को रोकते हैं।
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पता लगाने के दोष: प्रॉक्सी सर्वर बैकएंड सर्वर के स्वास्थ्य और प्रतिक्रिया की निगरानी कर सकते हैं, दोषों का पता लगा सकते हैं और स्वचालित रूप से प्रभावित सर्वर से अनुरोधों को निर्देशित कर सकते हैं।
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कैशिंग: प्रॉक्सी सर्वर पर अक्सर अनुरोधित डेटा को कैशिंग करने से बैकएंड सर्वर पर लोड कम हो जाता है और समग्र सिस्टम प्रदर्शन में सुधार होता है।
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विफलता समर्थन: दोष-सहिष्णु प्रणालियों के संयोजन में, विफलताओं का पता चलने पर प्रॉक्सी सर्वर अनावश्यक घटकों को स्वचालित विफलता में सहायता कर सकते हैं।
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सुरक्षा: प्रॉक्सी सर्वर सुरक्षा की एक अतिरिक्त परत के रूप में कार्य कर सकते हैं, बैकएंड सर्वर को इंटरनेट के सीधे संपर्क से बचा सकते हैं और संभावित हमलों को कम कर सकते हैं।
सम्बंधित लिंक्स
दोष-सहिष्णु कंप्यूटर सिस्टम के बारे में अधिक जानकारी के लिए, आप निम्नलिखित संसाधनों का पता लगा सकते हैं:
- दोष सहनशीलता - विकिपीडिया
- दोष-सहिष्णु प्रणालियों का परिचय - टेक्सास विश्वविद्यालय
- दोष सहनशीलता और अतिरेक का परिचय - ओरेकल
याद रखें, गलती सहनशीलता आधुनिक कंप्यूटिंग सिस्टम का एक महत्वपूर्ण पहलू है, जो यह सुनिश्चित करता है कि असफलताओं की स्थिति में भी महत्वपूर्ण सेवाएं उपलब्ध और विश्वसनीय रहें। दोष-सहिष्णु तकनीकों को लागू करने और प्रॉक्सी सर्वर का उपयोग करने से सिस्टम के लचीलेपन और प्रदर्शन में काफी वृद्धि हो सकती है, जिससे यह किसी भी संगठन के लिए एक आवश्यक विचार बन जाता है।
