Классификация и анализ дефектов

В общем случае нарушение работоспособного состояния СВГ обусловлено проявлением множества видов неисправностей, имеющих различную природу. Данное множество можно разбить на подмножества по ряду признаков, например, по стадии проявления, различают конструктивные и эксплуатационные неисправности. Верхний уровень признаков классификации занимает деление видов неисправностей на три группы. Первая группа неисправностей обусловлена наличием физических дефектов (ДФ). Эти дефекты вызывают появление физических неисправностей (physical faults), которые приводят к устойчивым отказам или кратковременным сбоям АС СВГ. Ко второй группе относятся неисправности, вызванные дефектами проектирования и производства (ДП), которые являются следствием ошибочных действий, допущенных при создании системы. Эти дефекты проявляются при определенных условиях в процессе применения системы по назначению и приводят к появлению конструкционных неисправностей (design faults) как АС, так и ПС. К третьей группе относят неисправности (interaction faults), вызванные дефектами взаимодействия (ДВ), которые являются следствием влияния внешних факторов на АС и ПС системы. На рис. 1.4 приведена фасетная классификация неисправностей СВГ согласно [10].

Данная классификация обобщает 31 вид неисправностей, что с одной стороны определяет высокую степень полноты описания, с другой – значительно усложняет комплексное моделирование функционирования системы с учетом всех видов неисправностей. Для уменьшения размерности моделей надежности некоторые виды неисправностей не учитываются, и производится группировка видов неисправностей в условные группы.

Для определения видов неисправностей, которые необходимо учитывать при комплексной оценке надежности СВГ, используют накопленные статистические данные, полученные в ходе эксплуатации систем исследуемого класса, и экспертную оценку ведущих специалистов отрасли.

Например, для СВГ ЦСК был проведен анализ статистических данных, полученных в ходе эксплуатации систем, по показателю СМ (Customer minutes), который равен произведению количества пользователей ЦСК на среднюю длительность простоев системы, вызванных конкретным видом неисправностей. Значения данного показателя для наиболее характерных неисправностей приведены в таблице 1.1.

Таблица 1.1 – Оценивание последствий проявления видов неисправностей СВГ ЦСК

Рис. 1.4 – Фасетная классификация неисправностей СВГ

Кроме того, в силу развития мультисервисных сетей, ряд специалистов телекоммуникационной отрасли отмечают потенциальную угрозу готовности систем и телекоммуникационных сетей в целом со стороны злоумышленников, использующих изъяны или «дыры» в программах. Несмотря на то, что данные угрозы детально рассматриваются как вопросы информационной безопасности, они также должны учитываться и при оценке надежности, как потенциальные причины перехода системы в неработоспособное состояние. Так в [11] авторы предлагают рассматривать действия умышленных угроз (ДВ) по аналогии с неумышленными ошибками (погрешностями проектирования), проявляющимися нормировано на единицу сложности, но с иными количественными параметрами, определяемыми темпами и вероятностью действия угроз.

Анализ статистического материала и экспертных оценок относительно видов неисправностей СВГ с учетом того, что данные системы характеризуются пройденным этапом тестирования и верификации, позволяет объединить следующие виды неисправностей в условные группы:

- неисправности АС, вызванные ДФ (виды № 7-13) – несмотря на то, что современная техника характеризуется высокой безотказностью и ремонтопригодностью, проявление ДФ АС совместно с другими видами неисправностей может вызвать нарушение работоспособности станции;

- неисправности ПС, вызванные ДП (виды № 1-4) – так как сложность станционных ПС высока и обусловлена большим объемом программ (более миллиона строк исходного текста), тестирование и верификация ДП ПС не позволяют выявить сложные невоспроизводимые ошибки, в связи с чем разработка ПС ведется по спиральной модели [12];

- неисправности ПС, вызванные ДВ и связанные со случайными ошибками (СО) обслуживающего персонала и пользователей (виды № 26-31) – как показывает опыт эксплуатации систем постоянной готовности, ДВ СО обслуживающего персонала и пользователей более критичны для ПС, чем для АС;

- неисправности ПС, вызванные ДВ и связанные со злонамеренными действиями (ЗД) обслуживающего персонала и пользователей информационной системы (виды № 24 и 25) – так как возможно несанкционированное вмешательство посторонних лиц (злоумышленников) в процессы СВГ и нарушение работоспособности системы в целом.

Условные обозначения перечисленных групп видов неисправностей приняты соответственно ДФ АС, ДП ПС, ДВ СО и ДВ ЗД. Следует отметить, что первые три группы неисправностей являются характерными для СВГ и применительно к ним выработаны методы «борьбы», а последняя группа (ДВ ЗД) является на данный момент «ахиллесовой пятой» для систем рассматриваемого класса [13,14,15].