یکی از مواردی که باید به آن پرداخت احتمال وقوع یک رویداد است. برای این منظور باید ابتدا اشکال را مدل کرد تا بتوان بر اساس مدل اشکال و قوانین احتمال، احتمال درست پیش­بینی کردن وضیعت سیستم را در هر لحظه محاسبه نمود. از پیش­بینی برای ارزش­گذاری کردن و محاسبه جریمه مدل‌های پیشنهادی که در قسمت‌های بعدی در مورد آن صحبت خواهیم کرد استفاده می‌نماییم. در این قسمت ابتدا مدل اشکال را معرفی و بعد از آن مفاهیم اولیه احتمال را بررسی می‌نماییم. احتمال‌های مختلف و تاثیر پارامترهای مختلف بر درستی پیش­بینی و حالت بهینه تصمیم­گیری مباحث بعدی این تحقیق می‌باشند.

1-1       مدل اشکال

به‌طور شهودی، نرخ خرابی[1] تعداد خرابی‌های مورد انتظار یک وسیله یا سیستم در یک بازه زمانی مشخص است [88]. برای مثال، اگر یک کامپیوتر به‌طور میانگین هر 2000 ساعت یک بار خراب شود، نرخ خرابی آن  خرابی در ساعت است که آن را با λ نشان می‌دهند. نرخ خرابی یکی از معیار‌های مقایسه سیستم‌ها و یا اجزا می‌باشد. برای فهم بهتر ایده نرخ خرابی از نظر ریاضی تابع قابلیت اعتماد[2] را تعریف می‌نماییم و آن را با  نشان می‌دهیم. قابلیت اعتماد یک جزء یا سیستم، احتمال درست کار کردن یک جزء در بازه زمانی  می‌باشد با شرط این­که جزء مفروض در زمان t₀ درست کار می‌کند.   را تعداد اجزایی که در مدت زمان t خراب شده است و  را تعداد اجزایی را که در زمان  به درستی کار کرده­اند را در نظر بگیرید. 

با توجه به این كه تمایل در مراکز داده به سمت استفاده از سیستم‌های پردازش موازی كلاستر با تعداد پردازنده خیلی زیاد می‌رود، توجه به خرابی این سیستم‌ها بسیار اهمیت پیدا می‌كند. لذا توجه به تحمل اشکال و قابلیت دسترسی­بالا در سیستم‌های كلاستر امری اجتناب‌ناپذیر است.

مسائل مهم در این ارتباط پیش­گیری از وقوع اشکال، پیدا كردن اشکال­ها و بازگرداندن جزء خراب شده به حالت قبل از خرابی است. پیش­گیری اشکال در سیستم‌‌های پردازش موازی مبتنی بر كلاستر را می‌توان با طراحی مناسب و دارای افزونگی[1] اجزایی چون شبكه‌های ارتباطی یا پردازنده‌ها به وجود آورد. در مورد پیدا كردن اشکال‌ها نیز می‌توان از انواع ابزارهای نظارت و هشداردهندۀ سیستم‌های كلاستر بهره برد. در زمینه بازگرداندن سیستم در صورت وقوع خرابی به حالت قبل خود، با توجه به نوع سیستم مورد استفاده در محیط كلاستر این بحث بررسی خواهد شد. به ­عنوان مثال سیستم­های سرویس­دهنده در صورت وقوع اشکال تنها باید تقاضای سرویس­گیرنده را به دیگر گره‌ها هدایت كنند ولی در مراکز داده سرویس دهنده به ابر كه وقوع خرابی در حین اجرای یك برنامه به وقوع می‌پییوندد، باید این قابلیت دسترسی­بالا ایجاد شود تا در مدت زمان کوتاهی به شرایط قبل از وقوع اشکال بازگردند.

در این تحقیق ابتدا به مفاهیم پایه قابلیت دسترسی بالا و مباحث مرتبط با آن خواهیم پرداخت و در ادامه برای بررسی قابلیت دسترسی­ بالا در ابر به­ طور خاص، روش­های دستیابی به قابلیت دسترسی ­بالا در مراکز داده را توضیح خواهیم داد.