نقطة فشل واحدة

This article needs additional citations for verification. Please help improve this article by adding citations to reliable sources. Unsourced material may be challenged and removed. Find sources: "Single point of failure" – news · newspapers · books · scholar · JSTOR (May 2014) (Learn how and when to remove this message)

نقطة الفشل الفردية ( SPOF ) هي جزء من النظام، إذا فشل ، سيتوقف النظام بأكمله عن العمل . ^[1] نقاط الفشل الفردية غير مرغوب فيها في أي نظام يهدف إلى تحقيق توفر أو موثوقية عالية ، سواء كان ممارسة تجارية أو تطبيق برمجي أو نظام صناعي آخر. إذا كان هناك نقطة فشل فردية موجودة في النظام، فإنها تنتج انقطاعًا محتملاً للنظام أكثر إزعاجًا بشكل كبير من الخطأ في أي مكان آخر في النظام.

يمكن جعل الأنظمة قوية من خلال إضافة التكرار في جميع عمليات SPOF المحتملة. ويمكن تحقيق التكرار على مستويات مختلفة.

يتضمن تقييم احتمال حدوث عطل في النظام تحديد المكونات الحرجة للنظام المعقد والتي قد تؤدي إلى فشل النظام بالكامل في حالة حدوث عطل. ^{[2] لا ينبغي} للأنظمة عالية الموثوقية أن تعتمد على أي مكون فردي من هذا القبيل.

على سبيل المثال، قد يمتلك مالك شركة صغيرة للعناية بالأشجار آلة تقطيع خشب واحدة فقط . إذا تعطلت الآلة، فقد لا يتمكن من إكمال وظيفته الحالية وقد يضطر إلى إلغاء الوظائف المستقبلية حتى يتمكن من الحصول على بديل. يمكن للمالك الاستعداد لذلك بعدة طرق. قد يكون لدى مالك شركة العناية بالأشجار قطع غيار جاهزة لإصلاح آلة تقطيع الخشب، في حالة تعطلها. على مستوى أعلى، قد يكون لديهم آلة تقطيع خشب ثانية يمكنهم إحضارها إلى موقع العمل. أخيرًا، على أعلى مستوى، قد يكون لديهم ما يكفي من المعدات المتاحة لاستبدال كل شيء تمامًا في موقع العمل في حالة حدوث أعطال متعددة.

• 
  SPOFs المحتملة في إعداد بسيط
• 
  استخدام التكرار لتجنب بعض أخطاء SPOF
• 
  نظام زائد تمامًا بدون SPOFs (ملاحظة: يفترض أن مصادر المولدات والشبكة مصنفة عند N، وأن كل UPS مصنف عند N، وأن "A/C" و"Electric" هي في حد ذاتها أنظمة مقاومة للأخطاء تمامًا)

This section needs to be updated. The reason given is: Needs updating for public cloud computing. Please help update this article to reflect recent events or newly available information. (May 2022)

يمكن تحقيق نظام كمبيوتر مقاوم للأخطاء على مستوى المكونات الداخلية، أو على مستوى النظام (أجهزة متعددة)، أو على مستوى الموقع (التكرار).

من المعتاد أن يتم نشر موازن التحميل لضمان توفر عالٍ لمجموعة خوادم على مستوى النظام. ^[3] في مجموعة خوادم ذات توفر عالٍ، قد يحقق كل خادم فردي التكرار الداخلي للمكونات من خلال وجود مصادر طاقة متعددة ومحركات أقراص صلبة ومكونات أخرى. يمكن الحصول على التكرار على مستوى النظام من خلال وجود خوادم احتياطية تنتظر القيام بعمل خادم آخر في حالة فشله.

نظرًا لأن مركز البيانات غالبًا ما يكون مركز دعم لعمليات أخرى مثل منطق الأعمال، فإنه يمثل SPOF محتملًا في حد ذاته. وبالتالي، على مستوى الموقع، يمكن تكرار المجموعة بأكملها في موقع آخر، حيث يمكن الوصول إليها في حالة عدم توفر الموقع الأساسي. يتم التعامل مع هذا عادةً كجزء من برنامج استرداد الكوارث في تكنولوجيا المعلومات . في حين كان الحل السابق لـ SPOF هو التكرار المادي للمجموعات، إلا أن الطلب المرتفع على هذا التكرار دفع العديد من الشركات إلى الاستعانة بمصادر خارجية للتكرار باستخدام الحوسبة السحابية . ومع ذلك، فقد زعم العلماء أن القيام بذلك يحرك ببساطة SPOF وقد يزيد حتى من احتمالية حدوث فشل أو هجوم إلكتروني . ^[4]

قام بول باران ودونالد ديفيز بتطوير تقنية تبديل الحزم ، وهي جزء أساسي من "شبكات الاتصالات القابلة للبقاء". تم تصميم مثل هذه الشبكات - بما في ذلك شبكة ARPANET والإنترنت - بحيث لا تحتوي على نقطة فشل واحدة. تسمح المسارات المتعددة بين أي نقطتين على الشبكة  لهذه النقاط بمواصلة الاتصال ببعضها البعض، حيث تتسبب "مسارات الحزم حول" التلف ، حتى بعد أي فشل واحد لأي مسار معين أو أي عقدة وسيطة.

في هندسة البرمجيات ، يحدث الاختناق عندما تكون سعة التطبيق أو نظام الكمبيوتر محدودة بمكون واحد. يكون الاختناق هو الأقل إنتاجية بين جميع أجزاء مسار المعاملة. ومن الأمثلة الشائعة على ذلك عندما تكون لغة برمجة مستخدمة قادرة على المعالجة المتوازية ، ولكن جزءًا معينًا من التعليمات البرمجية يحتوي على عدة عمليات مستقلة يتم تشغيلها بشكل متسلسل بدلاً من التشغيل في وقت واحد.

يُطلق على تعقب الاختناقات (المعروفة أحيانًا باسم النقاط الساخنة - أقسام الكود التي يتم تنفيذها بشكل متكرر - أي التي لديها أعلى عدد من عمليات التنفيذ) تحليل الأداء . عادةً ما يتم تحقيق التخفيض بمساعدة أدوات متخصصة، تُعرف باسم محللي الأداء أو ملفات تعريف الأداء. والهدف هو جعل تلك الأقسام المعينة من الكود تعمل بأسرع ما يمكن لتحسين كفاءة الخوارزمية الإجمالية .

يمكن أن يؤدي وجود ثغرة أمنية أو استغلال أمني في مكون واحد فقط إلى تعريض النظام بأكمله للخطر. أحد أكبر المخاوف في مجال أمان الكمبيوتر هو محاولة القضاء على SPOFs دون التضحية بالكثير من الراحة للمستخدم. مع اختراع الإنترنت وشعبيته ، أصبحت العديد من الأنظمة متصلة بالعالم الأوسع من خلال العديد من الاتصالات التي يصعب تأمينها. ^[4] في حين طورت الشركات عددًا من الحلول لهذا، فإن الشكل الأكثر ثباتًا لـ SPOFs في الأنظمة المعقدة يميل إلى أن يظل خطأ المستخدم ، إما عن طريق سوء التعامل العرضي من قبل المشغل أو التدخل الخارجي من خلال هجمات التصيد الاحتيالي . ^[5]

تم تطبيق مفهوم نقطة الفشل الفردية أيضًا في مجالات خارج الهندسة وأجهزة الكمبيوتر والشبكات، مثل إدارة سلسلة التوريد للشركات ^[6] وإدارة النقل. ^[7]

تتضمن هياكل التصميم التي تخلق نقاط فشل واحدة الاختناقات والدوائر التسلسلية (على النقيض من الدوائر المتوازية ).

في مجال النقل، تضمنت بعض الأمثلة الحديثة البارزة لتطبيق المفهوم جسر نهر نيبجون في كندا، حيث أدى فشل جزئي للجسر في يناير 2016 إلى قطع حركة المرور على الطرق بين شرق كندا وغرب كندا تمامًا لعدة أيام لأنه يقع على طول جزء من الطريق السريع عبر كندا حيث لا يوجد طريق بديل للمركبات لتتخذه؛ ^[8] وجسر سكة حديد نهر نورووك في نورووك بولاية كونيتيكت ، وهو جسر متأرجح قديم يتعطل أحيانًا عند فتحه أو إغلاقه، مما يعطل حركة السكك الحديدية على خط الممر الشمالي الشرقي . ^[7]

وقد تم تطبيق مفهوم نقطة الفشل الوحيدة على مجالات الاستخبارات أيضًا. فقد تحدث إدوارد سنودن عن مخاطر كوننا ما وصفه بـ "نقطة الفشل الوحيدة" ـ المستودع الوحيد للمعلومات. ^[9]

This section needs expansion. You can help by adding to it. (October 2019)

إن أي مكون من مكونات نظام دعم الحياة الذي من شأنه أن يشكل نقطة فشل واحدة لابد أن يكون موثوقًا به للغاية.

• عامل الحافلة  – مفهوم في إدارة المخاطر
• الفشل المتتالي  – خطر الفشل النظامي
• تأثير الدومينو  – التأثير التراكمي الناتج عن حدوث حدث واحد يؤدي إلى سلسلة من الأحداث الأخرى
• قانون لوسر  – قانون حاصل ضرب الاحتمالات لمكونات السلسلة
• التكرار  – تكرار المكونات الهامة لزيادة موثوقية النظام
• اتفاقية مستوى الخدمة  – التزام رسمي بين مقدم الخدمة والعميل

• مفتاح الرجل الميت  – جهاز يتفاعل مع فقدان المشغل
• صمولة يسوع  – مصطلح عامي للصمولة الرئيسية التي تثبت الدوار في بعض المروحيات
• مفتاح الإيقاف  – آلية أمان لإيقاف تشغيل النظام بسرعة
• هندسة الموثوقية  – فرع من فروع هندسة الأنظمة يركز على الموثوقية
• هندسة السلامة  - تخصص هندسي يضمن أن الأنظمة الهندسية توفر مستويات مقبولة من السلامة

• نقطة  ضعف خطيرة قد تؤدي إلى السقوط على الرغم من القوة الشاملة
• هامارتيا  – خطأ البطل في النظرية الدرامية اليونانية