容错与冗余技术(DOC)
优化网络可靠性的冗余与容错技术
优化网络可靠性的冗余与容错技术随着互联网的迅猛发展，网络可靠性的要求变得越来越高。
网络的可靠性直接关系到信息的传输效率和稳定性。
为了应对各种网络问题，冗余与容错技术成为了一种重要的解决方案。
本文将介绍冗余与容错技术在优化网络可靠性方面的应用和作用。
一、冗余技术的概念与作用冗余技术是指通过增加冗余资源或信息，来提高系统的可靠性和稳定性的一种技术手段。
在网络中，冗余技术可以用于解决单点故障、链路故障以及设备故障等问题。
1. 单点故障在一个复杂的网络系统中，某个关键组件的故障可能会导致整个网络的瘫痪。
通过引入冗余技术，可以在关键组件上备份多个备用组件，当主组件发生故障时，备用组件会立即接管工作，以保证系统的正常运行。
2. 链路故障网络中的链路故障是导致数据传输中断的常见原因。
为了应对链路故障，可以在网络拓扑中采用冗余路径，当某条链路发生问题时，数据可以通过备用路径正常传输，提高网络的可靠性和可用性。
3. 设备故障每个网络中都存在着各种设备，包括路由器、交换机、服务器等。
当某个设备发生故障时，会影响到整个网络的正常运行。
通过采用冗余设备，可以实现设备的备份和冗余，并利用相关技术实现设备之间的热备，即当主设备出现故障时，备用设备可以立即接管工作，保证网络的可靠性。
二、容错技术的概念与作用容错技术是指通过设计和实现系统，使其在发生故障时能够自动检测、容忍故障，从而提供不中断的服务的技术手段。
容错技术的目标是通过尽可能少的干预和操作，使系统可以继续正常运行。
1. 容错检测容错技术通过引入冗余信息来检测和定位可能存在的故障。
例如，在网络中可以通过维护链路状态数据库、心跳检测等方式来实现对链路状态的检测和监控。
2. 容错恢复当系统发生故障时，容错技术可以通过自动切换、故障恢复等方式来保证系统的连续性和稳定性。
例如，在网络中可以采用备份路径、备份服务器等技术手段来实现故障的快速恢复。
3. 容错处理容错技术还提供了对故障的处理机制，可以在发生故障或错误时进行适当的处理。
数据中心的容错设计与冗余策略
数据中心的容错设计与冗余策略数据中心作为现代信息技术基础设施的核心，承载着大量重要数据和系统运行。
为了确保数据中心的高可用性和稳定性，在设计和构建过程中，需要考虑容错设计与冗余策略。
本文将对数据中心的容错设计和冗余策略进行探讨，重点介绍冗余电源、网络和存储方面的应用。
一、容错设计容错设计是指利用不同技术手段，保证数据中心在遭受硬件故障或人为错误时，仍然能够保持正常运行。
容错设计的目标是最大程度地降低故障对系统运行的影响，提升系统的可用性和可靠性。
1. 冗余电源对于数据中心来说，电力是最基础的要素之一。
因此，在容错设计中，冗余电源是必不可少的。
常见的冗余电源包括主电源、备用电源和UPS（不间断电源）系统。
主电源是指数据中心主要使用的供电系统，备用电源一般为发电机组，可以在主电源故障时继续供电。
UPS系统则可以提供临时电源，以便在主电源故障后有足够的时间完成切换操作。
2. 冗余网络冗余网络是指在数据中心中设置多个网络路径，以增加网络的可靠性。
这是通过使用冗余的网络设备、链路以及交换机实现的。
当一个网络设备或链路出现故障时，数据中心可以通过备用路径继续进行通信，不会导致服务中断。
此外，还可以利用网络负载均衡技术，将流量分散到不同路径上，提高网络带宽利用率。
3. 冗余存储冗余存储是为了防止数据中心在存储设备故障时丢失数据。
一种常用的冗余存储策略是使用RAID（独立冗余磁盘阵列）技术。
RAID通过将数据分布在多个物理磁盘上，实现数据冗余和故障恢复。
在RAID 中，常见的级别包括RAID 0、RAID 1、RAID 5和RAID 6等，每种级别都有其特定的容错能力和性能特征。
二、冗余策略冗余策略是指通过备份和复制等手段，保证数据在数据中心中的安全性和可用性。
冗余策略的实施可以分为数据冗余和服务冗余两个方面。
1. 数据冗余数据冗余是指将数据备份到多个物理设备中，以防止单点故障。
常见的数据冗余策略包括：(1) 数据备份：在数据中心中设置备份存储设备，将数据进行定期备份，以防止数据丢失。
互联网行业的网络容错与冗余技术
互联网行业的网络容错与冗余技术互联网的快速发展和普及给人们的生活带来了很多便利，但同时也带来了一些问题，比如网络的不稳定性和数据的丢失。
为了解决这些问题，互联网行业不断在网络容错和冗余技术上进行创新和改进。
本文将探讨互联网行业中常见的网络容错和冗余技术，并分析其应用和优势。
一、网络容错技术1. 高可用性技术高可用性技术是指互联网系统在面对网络中断或硬件故障时仍然能够运行的能力。
在实现高可用性的过程中，主要有以下几种技术：（1）负载均衡：通过将请求分发到多个服务器上，以实现对用户请求的平衡负载，提升系统的处理能力和稳定性。
（2）故障转移：一旦服务器出现故障，系统能够自动将请求转移到备份服务器上，确保服务的连续性。
（3）热备份：在主服务器发生故障时，备份服务器能够立即接管主服务器的工作，避免服务中断。
主备服务器之间通过心跳机制实现实时的状态同步。
2. 容错路由技术容错路由技术是指通过多条路径将数据传输到目的地，当某一条路径发生故障时，可以选择备用路径进行数据传输。
容错路由技术主要有以下几种：（1）多路径路由：源节点将数据同时发送到多个相邻节点，并根据不同的路径质量选择最优路径进行传输。
（2）路由备份：当某一节点发现网络中断时，可以选择备份节点进行数据传输，确保数据能够准确快速地到达目的地。
3. 容错协议技术容错协议技术是指通过合理设计和选择网络协议，使得互联网能够在面对故障和攻击时自动恢复或提供可靠的数据传输。
常用的容错协议技术包括：（1）UDP容错协议：UDP协议在数据传输过程中不对数据进行确认和重传，速度快，但不保证数据的可靠传输。
通过在应用层使用冗余校验方法，可以提高UDP传输的可靠性。
（2）TCP容错协议：TCP协议通过使用确认、重传和拥塞控制等机制，保证了数据的可靠传输。
当网络中断时，TCP协议能够自动重传丢失的数据，确保数据的完整性。
二、网络冗余技术网络冗余技术主要是为了保证系统的可用性和数据的安全性，在网络出现故障或攻击时能够进行自我修复和保护。
容错与冗余技术
容错与冗余技术容错控制的研究虽然面临着空前的挑战，但近些年来，相关研究领域，如鲁棒控制理论，模糊控制，神经网络控制研究的不断深入和发展，也给容错控制的研究带来了良好的机遇，提供了充分的条件。
而计算机控制技术、人工智能等技术的飞速发展，使得容错控制技术在实际工程中应用的可能性变得越来越大。
1.1 容错概念的提出提高系统的可靠性一般有两种办法：1、采用缜密的设计和质量控制方法来尽量减少故障出现的概率。
2、以冗余资源为代价来换取可靠性。
利用前一种方法来提高系统的可靠性是有限的，要想进一步的提高必须采用容错技术。
容错控制技术在国外发展的比较早，是由冯·诺依曼提出的。
随着八十年代微型计算机的迅速发展和广泛应用，容错技术也得到了飞速的发展，容错技术被应用到各个环境中。
我国的容错技术现在发展的也很迅速，一些重要的工作场合如航天、电厂等现在都采用了容错技术。
所谓容错：就是容许错误，是指设备的一个或多个关键部分法生故障时，能够自动地进行检测与诊断，并采取相应措施，保证设备维持其规定功能，或牺牲性能来保证设备在可接受范围内继续工作。
错误一般分为两类：第一类是先天性的固有错，如元器件生产过程中造成的错、线路与程序在设计过程中产生的错。
这一类的错误需对其拆除、更换或修正，是不能容忍的。
第二类的错后天性的错，它是由于设备在运行中产生了缺陷所导致的故障。
这种故障有瞬时性、间歇性和永久性的区别。
容错技术是提高系统可靠性的重要途径。
常采用的容错方法有硬件容错、软件容错、信息容错和时间容错。
1.1.1 智能容错的定义智能容错IFT(Intelligent Fault-Tolerance)：就是设备在运行过程中一个或多个关键部件发生故障或即将发生故障之前，利用人工智能理论和方法，通过采取有效措施，对故障自动进行补偿、抑制、消除、修复，以保证设备继续安全、高效、可靠运行，或以牺牲性能损失为代价，保证设备在规定的时间内完成其预定功能。
网络拓扑结构的容错与冗余设计
网络拓扑结构的容错与冗余设计现代社会离不开网络的存在，而网络的可靠性和稳定性对于数据传输和通信的重要性日益凸显。
网络拓扑结构的容错与冗余设计成为保障网络稳定性的关键因素之一。
本文将围绕这一主题展开，讨论网络拓扑结构的容错设计原理、常用的冗余技术及其应用。
一、网络拓扑结构的容错设计原理网络拓扑结构是指网络中各节点之间连接的方式，它决定了数据传输的路径和可用性。
在容错设计中，采用适当的网络拓扑结构是至关重要的。
常见的网络拓扑结构有总线型、环形、星型、网状等。
1. 总线型拓扑结构总线型拓扑结构是指所有节点通过一个公共的传输线连接起来，数据传输按照先到先服务的方式进行。
在总线型结构中，任何一个节点的故障都会导致整个网络的瘫痪。
因此，在保证网络传输速度的前提下，需要在总线两端设置冗余节点，以防止单点故障导致的中断。
2. 环形拓扑结构环形拓扑结构是指各节点按照环状连接，数据按照顺时针或逆时针方向传输。
在环形结构中，任何一个节点故障都会导致整个环路断开，因此需要设置冗余节点或采用双向链路来实现容错设计。
此外，还可通过添加从其他网络拓扑结构到环形结构的连接实现冗余备份，以提高网络的可靠性。
3. 星型拓扑结构星型拓扑结构是指所有节点以中心节点为核心通过独立的链路连接起来。
在星型结构中，如果中心节点故障，将导致所有的节点失去连接。
所以，在星型结构中添加冗余节点成为保证网络稳定性的主要方法之一。
4. 网状拓扑结构网状拓扑结构是指各节点通过多个链路相互连接，形成一个复杂的网络结构。
网状结构的特点是具有高度的冗余性和容错性，因为其中的任何一个节点故障都不会影响整个网络的正常运行。
但是，网状结构的缺点是链路数量多、布线复杂，成本较高。
二、常用的冗余技术及其应用冗余技术是实现网络拓扑结构容错与冗余设计的重要手段，常见的冗余技术有冗余链路、冗余节点和冗余路径。
1. 冗余链路冗余链路指的是在网络中为主链路设置备用链路，以备主链路故障时能够自动切换到备用链路。
数据存储的冗余和容错机制
数据存储的冗余和容错机制数据存储的冗余和容错机制数据存储的冗余和容错机制是现代信息技术领域中非常重要的概念。
在大规模数据处理和存储的环境中，冗余和容错机制可以保证数据的安全性和可靠性，提高系统的可用性和稳定性。
本文将从冗余和容错两个方面来介绍数据存储的相关机制。
首先，冗余是指在数据存储系统中存储了冗余数据，以提供备份和修复功能。
冗余的主要目的是防止数据丢失和损坏，保持数据的完整性。
常见的冗余机制包括备份、镜像和编码等。
备份是最基本的冗余机制之一。
通过将数据复制到不同的存储设备或位置，可以在原始数据丢失或损坏时恢复数据。
备份通常由定期的数据复制操作完成，可以是完全备份（全盘复制）或增量备份（只复制新增或修改的数据）。
备份的优势在于恢复速度快，可靠性高，但也存在存储空间占用大和备份操作对系统性能的影响等问题。
镜像是一种将数据同时存储在多个存储设备上的冗余机制。
通过实时同步数据的写入，镜像可以提供高可用性和容错性，一旦某个存储设备发生故障，可以快速切换到备用设备上继续工作。
镜像的优点是恢复速度快，但缺点是成本高，存储空间占用大。
编码是一种将数据进行分块和编码处理的冗余机制。
通过将数据分为多个块，并对每个块进行冗余编码，可以在一部分编码块丢失的情况下通过其他编码块进行恢复。
编码的优点是存储空间利用率高，但缺点是编码和解码的计算开销较大。
除了冗余机制外，容错机制也是数据存储中不可或缺的一部分。
容错是指系统能够在出现故障或错误的情况下继续正常工作和提供服务的能力。
常见的容错机制包括错误检测和纠正、故障转移和自愈等。
错误检测和纠正是容错机制中的基础。
通过添加冗余校验位或编码，可以检测和纠正数据传输或存储中的错误。
常见的错误检测和纠正技术包括奇偶校验、循环冗余校验（CRC）、海明码等。
这些技术可以检测出错误，并根据冗余信息进行纠正。
故障转移是一种在系统故障或错误发生时，将任务或数据从故障节点自动切换到备用节点的机制。
网络容错与冗余备份技术
网络容错与冗余备份技术在现代社会中，网络已经成为我们生活中不可或缺的一部分。
随着互联网和科技的快速发展，人们对网络的可靠性和稳定性提出了更高的要求。
然而，由于各种原因，网络中断和数据丢失问题时有发生。
为了解决这些问题，网络容错与冗余备份技术应运而生。
一、网络容错技术的概念和原理网络容错是指在网络中的设备或系统出现故障时，通过一系列的措施提供无缝的服务，确保网络的稳定性和正常运行。
它主要依靠冗余设计和数据恢复机制来实现。
1.冗余设计：网络容错技术通过冗余设计来提高系统的可用性。
冗余设计包括硬件冗余和软件冗余两种方式。
硬件冗余通常是指在关键设备上进行备份，当主设备出现故障时，备份设备会自动接管，保证系统的连续性。
软件冗余则是通过在系统中运行多个相同或相似的软件来提供冗余功能，当某个软件出现故障时，其他软件会自动接替其工作。
2.数据恢复机制：数据恢复机制是网络容错技术中的重要组成部分。
它主要通过备份和恢复来确保数据的完整性和可靠性。
备份可以包括离线备份和在线备份两种方式。
离线备份是指将数据定期备份到物理介质中，如磁带、硬盘等。
在线备份则是将数据复制到其他系统或服务器上，以保证数据即使在主系统故障时也能得到恢复。
二、网络容错与冗余备份技术的应用网络容错与冗余备份技术在各个领域中都有广泛的应用。
下面以几个常见的场景为例进行说明：1.数据中心：数据中心是存储和管理大量数据的场所。
在数据中心中，大量的服务器和存储设备工作在一个极高的负载环境下。
为了保证数据的安全和运行的稳定性，网络容错和冗余备份技术成为不可或缺的一部分。
通过实现冗余设计和数据备份，在服务器或存储设备发生故障时，能够实现系统的平稳切换和数据的快速恢复。
2.云计算：云计算已经成为现代企业和个人的重要工具。
云计算提供了大规模的计算和存储资源，并且能够根据需求对资源进行动态调配。
在云计算中，网络容错和冗余备份技术能够保证云服务的高可用性和数据的安全性。
通信网络的容错与冗余设计
通信网络的容错与冗余设计通信网络是现代社会不可或缺的重要组成部分，它承载着人们的信息传递和数据交流。
然而，由于各种原因，通信网络在运行过程中可能会发生故障或中断。
为了提供稳定可靠的通信服务，网络设计中通常会考虑容错和冗余策略。
本文将详细介绍通信网络的容错与冗余设计，并列出实际应用中的几个常见步骤。
一、什么是容错与冗余设计容错与冗余设计是指在通信网络中采取措施，以确保在故障或中断发生时，仍能够维持通信的进行。
容错设计是指在网络中添加冗余节点或路径，当某些节点或路径发生故障时，其他节点或路径可继续提供服务。
冗余设计是指在网络中增加冗余设备或系统，以备份主设备或系统，一旦主设备或系统故障，备份设备或系统能够顶替其工作。
二、容错与冗余设计的重要性1. 提高网络可靠性和稳定性：容错与冗余设计能够防止单点故障，当某个节点或路径发生故障时，其他节点或路径能够提供替代功能，确保通信的连续性。
2. 减少数据丢失和传输延迟：容错与冗余设计能够在发生故障时自动切换，避免数据丢失，同时提供更快的切换速度，降低传输延迟。
3. 提高用户体验和满意度：通过容错与冗余设计，用户能够获得更稳定、可靠的通信服务，减少因网络故障而导致的影响，提高用户体验和满意度。
三、通信网络容错与冗余设计的实际步骤1. 流量监测和管理：通过实时监测网络流量，了解网络负载情况，及时发现异常情况，并进行流量管理和调整，避免网络过载和拥堵，减少故障风险。
2. 网络拓扑优化：通过对网络拓扑结构进行优化和调整，减少单个节点或路径的负载，提高整个网络的容错性和冗余度。
例如，采用冗余路径和多级互联等方式。
3. 设备和系统冗余配置：在关键节点和路径上增加冗余设备或系统，通过实时备份和同步机制，确保在主设备或系统故障时，备份设备或系统能够顶替其工作，保持通信的正常进行。
4. 安全策略和措施：通过网络安全策略和措施，加强对网络的保护和监控，减少外部攻击和恶意操作对通信网络的影响，提高网络的容错性和安全性。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
容错与冗余技术容错控制的研究虽然面临着空前的挑战，但近些年来，相关研究领域，如鲁棒控制理论，模糊控制，神经网络控制研究的不断深入和发展，也给容错控制的研究带来了良好的机遇，提供了充分的条件。
而计算机控制技术、人工智能等技术的飞速发展，使得容错控制技术在实际工程中应用的可能性变得越来越大。
1.1 容错概念的提出提高系统的可靠性一般有两种办法：1、采用缜密的设计和质量控制方法来尽量减少故障出现的概率。
2、以冗余资源为代价来换取可靠性。
利用前一种方法来提高系统的可靠性是有限的，要想进一步的提高必须采用容错技术。
容错控制技术在国外发展的比较早，是由冯·诺依曼提出的。
随着八十年代微型计算机的迅速发展和广泛应用，容错技术也得到了飞速的发展，容错技术被应用到各个环境中。
我国的容错技术现在发展的也很迅速，一些重要的工作场合如航天、电厂等现在都采用了容错技术。
所谓容错：就是容许错误，是指设备的一个或多个关键部分法生故障时，能够自动地进行检测与诊断，并采取相应措施，保证设备维持其规定功能，或牺牲性能来保证设备在可接受范围内继续工作。
错误一般分为两类：第一类是先天性的固有错，如元器件生产过程中造成的错、线路与程序在设计过程中产生的错。
这一类的错误需对其拆除、更换或修正，是不能容忍的。
第二类的错后天性的错，它是由于设备在运行中产生了缺陷所导致的故障。
这种故障有瞬时性、间歇性和永久性的区别。
容错技术是提高系统可靠性的重要途径。
常采用的容错方法有硬件容错、软件容错、信息容错和时间容错。
1.1.1 智能容错的定义智能容错IFT(Intelligent Fault-Tolerance)：就是设备在运行过程中一个或多个关键部件发生故障或即将发生故障之前，利用人工智能理论和方法，通过采取有效措施，对故障自动进行补偿、抑制、消除、修复，以保证设备继续安全、高效、可靠运行，或以牺牲性能损失为代价，保证设备在规定的时间内完成其预定功能。
智能容错技术的构成方法可以采用以下三步来实现：（1）建立系统的设计目标；（2）设计智能容错处理机构；（3）根据设计目标对所作的设计进行评价，如果满足目标则设计成功，否则将返回第二步进行重新设计，直到满足设计目标要求。
硬件智能容错HIFT (Hardware Intelligent Fault Tolerant) 主要采用硬件冗余技术。
其基本思想是对设备的关键部件配备多重相似或相同部件，一旦检测和诊断出设备发生故障就可以立刻切换到备份部件，以达到故障容错的目的。
图1 所示为二冗余结构原理图：图 1 二冗余结构原理图1.1.2 硬件智能容错方式的分类硬件智能容错按其工作方式可以分为：静态冗余、动态冗余和混合冗余。
静态冗余容错是通过表决和比较屏蔽系统中出现的故障，如图2所示：图 2 三模冗余（静态冗余）TMR系统结构图静态冗余容错的主要特点是：（1）由于故障被屏蔽，所以不需要识别故障；（2）容易与无冗余系统进行转换；（3）所有模件都消耗能量。
动态冗余的主要方式是多重模块相继运行来维持设备正常工作。
当检测到工作模块出现故障时，一个备用模块立即接替故障模块并投入工作。
动态冗余容错控制的主要特点是：（1）仅有一个模件消耗能量；（2）模件数目可随任务而改变，不会影响系统工作；（3）转换装置和检测装置中任一故障都会导致系统失效。
图 3 动态冗余容错控制结构图混合冗余兼动态冗余和静态冗余之所长，通常用H（n,k）来表示，如图4所示。
图中的V为表决器，n表示模块的总数，k代表以表决方式实现静态冗余的模块数，而其余N-K个模块则作为表决系统中模块的备份。
当参与表决的k个模块中（通常k>=3）有一个模块出现故障时，备份就替代该模块参与表决，维持静态冗余系统的完整。
当所有备份都被替换完后，系统就成为一般的表决系统。
如在硬件构成的逻辑系统中表决器是由开关电路实现的，而软件中表决需要通过软件断言SA(Software Assertions)来实现。
软件断言就是当软件在宿主系统中运行时，对其进程或功能的正确与否做出判断的条件。
图 4 H(n,k)系统结构1.1.3 智能容错的故障处理方式智能容错技术是一种外延广博的综合性技术。
为了消除故障的影响，可以采用以下处理方式来实现：（1）故障检测通过故障检测可以迅速准确地对故障进行定位。
故障检测是容错的基础。
故障检测方式可分两种：脱机检测，即进行检测时系统不能做有用的工作，联机检测，即检测与系统工作同步进行，它具有实时检测的能力。
（2）故障定位在给定的故障条件下，找出故障原因，确定发生故障元件的具体位置。
定位的详细程度视具体问题而定，一般定位到进行系统重构所需的最小单元。
（3）故障屏蔽故障屏蔽能够把故障效应掩盖起来，以防止故障对输出产生影响。
故障屏蔽只能容忍故障，而不能给出故障警告，当冗余资源耗尽时，将使设备产生错误输出。
常用的故障屏蔽方法有多模表决冗余和屏蔽逻辑两种，多模表决冗余就是在设备的多个装置中，只要至少有一个装置正常工作，系统就能完成其功能；屏蔽逻辑主要用于门级电路的故障屏蔽，它能有效地限制逻辑线路门输出的临界故障与亚临界故障。
（4）故障限制故障限制就是规定故障的传播范围，把故障效应的传播限制到某一区域内。
故障限制可以用软件和硬件来实现。
（5）故障隔离故障隔离就是将故障隔离起来以防其进一步扩散和对设备产生影响。
（6）故障修复当设备发生故障经检测和定位后，就可采取更换、修理、自修复等方式使设备复原。
（7）系统重组当设备发生故障时，通过任务的重新分配或内部器件的重新组合，以切除或替换故障部件。
（8）系统重构重构就是把修复的模件重新加入到系统中去。
（9）系统恢复系统恢复就是经过屏蔽,重组等,使故障恢复到故障前的工作状态，不丢失或少丢失信息，并保证下一步的正常运行，系统恢复通常用软件实现。
1.1.4 智能容错的实现方法智能容错的实现方法分为: （1）故障信号检测；（2）故障特征识别；（3）故障状态预测；（4）故障维修决策；（5）故障容错控制。
故障容错的目的在于针对不同的故障源和故障特征，采取相应的容错处理措施，对故障进行补偿、消除或自动修复，以保证设备继续安全可靠运行，或以牺牲性能损失为代价，保证设备在规定时间内完成其基本功能。
结构框图如图5所示。
图 5 故障容错控制过程框图2 冗余技术所谓冗余（Redundancy）就是多余资源，冗余技术可供用来处理故障，冗余技术分为:（1）硬件冗余法，硬件冗余HR（Hardware Redundancy）就是依靠附加硬件的冗余性和互补性来实现故障容错，附加硬件通常采用储备形式，当设备某个或某些关键部件发生故障后，可以用备份硬件替代故障部件，以削弱或消除故障的影响。
（2）软件冗余法，软件冗余SR(Software Redundancy)可以通过增加软件功能来实现，其中包括修改容错控制策略、重新配置系统软件、有效地降低设备的运行速度、多模块并行诊断决策等。
冗余附加技术指为实现上述荣誉另外所需的资源和技术，包括程序、指令、数据以及存放和调动他们的空间和通道。
他们和硬件冗余中冗余备份一样，在没有容错要求的系统中是不需要的，而在容错系统中却是必不可少的。
以屏蔽硬件故障为目的容错技术中，冗余附加技术包括：（1）关键程序和数据的荣誉存储和调用；（2）进行检测、表决、切换、重构、纠错、复算的实现。
在屏蔽软件故障的容错系统中，冗余附加件的构成不同。
冗余附加件包括：（1）独立设计的相同功能冗余备份程序的存储及调用；（2）实现纠错误检测及恢复的程序；（3）为实现容错软件所需固化了的程序。
冗余、容错技术发展现状伴随着大规模和超大规模集成电路的发展，硬件可靠性大大提高而价格却大幅度降低，使采用各种容错技术在经济上更易接受。
容错技术应用范围扩展于银行事务处理及各种实时控制系统，甚至许多通用计算机系统也采用了容错技术。
在七八十年代，容错技术应用已经很广泛，例如:1975年的美国贝尔实验室的3A号ESS处理系统和美国TANDEM16容错事务处理系统：1976年的美国AMDAHL470V/6 容错通用计算机和1978 年容错空间计算机FTSC；1979年BIM推出容错的4300通用计算机系列；1980年容错多处理机FTMP 及软件实现的容错计算机sift研制成功等等。
随着电子交易的日益广泛，出现了商用容错计算机市场和以分布式为体系的容错计算机系统。
容错的VLSI技术和人工智能在容错技术上的应用——计算机故障诊断专家系统，给冗余、容错技术的发展增添了新的活力。
冗余、容错技术理论的研究，也是相当活跃的。
1952 年，冯·诺依曼作了一系列关于用重复逻辑模块改善系统可靠性的报告；1956 年，他发表了论文《概率逻辑及用不可靠元件设计可靠的结构》。
1971 年以来，IEEE 计算机学会容错技术委员会每年召开一次国际容错计算学术会议；1987 年中国计算机学会成立了容错计算专业委员会等等。
基于容错控制(TFC)基本思想，FTC 的研究主要有被动容错控制(Passives)和主动容错控制(Activate)两种途径。
主动容错控制是在控制系统故障检测与FDD(Fau1t Detection and Diagnose)的基础上，当FDD 环节检测出系统故障后，重新调整控制器参数，甚至改变控制器结构，在保证系统稳定的前提下，尽量恢复系统故障前的性能。
被动容错控制是设计对故障具有容忍能力的强鲁棒控制器，被动容错控制的研究可以充分利用鲁棒控制技术的研究成果，且不受FDD 发展水平的限制，所以对于被动容错控制的研究取得的成果较多。
2. 1 主动容错控制主动容错控制一般需要两个基本步骤:控制系统的故障检测、诊断与隔离及控制系统重构。
控制系统故障检测、诊断与隔离是在现代控制理论、可靠性理论、数理统计、信号处理技术、模式识别技术，以及人工智能和计算机控制技术等技术基础上的一门应用型的边缘学科，FDD 技术是容错控制重要的支撑技术之一。
由于控制系统FDD 问题本身的复杂性和相关领域技术水平的限制，虽然人们对它的研究己达到了一定的水平，但至今仍没有解决这一问题特别有效的方法。
目前的控制系统FDD研究主要是沿着基于模型和基于知识两种途径展开。
控制系统重构的方法主要有:控制律重新调度、控制器重构设计和模型跟踪重组控制，控制律重新调度的基本思想是，在离线的情况下计算出各种故障条件下所需的控制律增益参数，存储在计算机中，系统根据FDD 单元所给出的结果，选择合适增益参数，实现对各种故障的容错控制;控制器重构设计是根据故障系统的新环境，重新设置系统的工作点，并给出可改善系统性能的新控制器，现有的控制器重构方法主要有基于直接状态反馈或输出反馈的方法，以及基于动态补偿器的设计方法等;模型跟踪重组控制的基本原理是采用模型参考自适应控制的思想，使得被控过程的输出自适应地跟踪参考模型的输出，因此这种容错控制不需要FDD单元。