آخر تحديث: 2026-07-13

التوافر المركّب

التوافر هو النسبة الزمنية طويلة الأمد التي يكون فيها المكوّن في وضع التشغيل. لكل خادم أو وصلة أو خدمة توافرها الخاص، ويُعبَّر عنه غالبًا بـ«التسعات»، مثل 99.9 % (ثلاث تسعات). غير أن الأنظمة الحقيقية مبنية من أجزاء كثيرة من هذا النوع، والتوافر الذي يختبره المستخدمون فعليًا يعتمد على كيفية توصيل تلك الأجزاء معًا. التوافر المركّب هو توافر النظام بأكمله، محسوبًا من توافر كل مكوّن ومن طوبولوجيا مخطط كتل الموثوقية الذي يربطها.

يغطّي ترتيبان معظم الحالات. على التوالي، يجب أن يعمل كل مكوّن حتى يعمل النظام. على التوازي، تكون المكوّنات احتياطية: يكفي أي واحد منها لإبقاء النظام قيد التشغيل. الترتيبات على التوالي تُنقص التوافر، والترتيبات على التوازي تبنيه. تدمج هذه الحاسبة مكوّنَين أو ثلاثة بأي من الترتيبين وتُظهر التوافر المركّب مع زمن التعطّل الذي يترتب عليه خلال عام.

الصيغة

ليكن توافر كل مكوّن $i$ هو $A_i$، وهو عدد بين 0 و1.

للمكوّنات على التوالي، يكون النظام متاحًا فقط حين تكون جميعها متاحة. بافتراض أن الأعطال مستقلة، تُضرب قيم التوافر:

النتيجة دائمًا أقل من أقل المكوّنات توافرًا، فكل جزء إضافي على التوالي شيء آخر قابل للعطل.

للمكوّنات على التوازي (الاحتياطي)، يكون النظام غير متاح فقط حين تكون جميع المسارات غير متاحة في الوقت نفسه. من الأسهل التفكير بـعدم التوافر $1 - A_i$ لكل جزء، لأنها هي التي يجب أن تتزامن:

النتيجة دائمًا أعلى من أفضل مكوّن، لأن النسخة الاحتياطية يمكن أن تغطّي عن نسخة تعطّلت.

بمجرد معرفة التوافر المركّب، يكون زمن التعطّل المتوقّع خلال عام هو نسبة عدم التوافر مضروبة في طول السنة:

مثال محلول

لنأخذ مكوّنَين، كل منهما بتوافر 99.9 % ($A_1 = A_2 = 0.999$)، ولندمجهما بالطريقتين.

على التوالي:

وضع المكوّنَين على التوالي يخفض التوافر من 99.9 % إلى 99.8 %، مضاعفًا زمن التعطّل المتوقّع تقريبًا. يصبح النظام غير متاح نحو 17.5 ساعة في السنة.

على التوازي:

جعل المكوّنَين احتياطيَّين يرفع التوافر من ثلاث تسعات إلى ست، فيقلّص زمن التعطّل المتوقّع من ساعات إلى نحو نصف دقيقة في السنة. الجزءان نفساهما، بترتيب مختلف، يختلفان في زمن التعطّل بمعامل نحو 2000.

التوالي ينزع التسعات والتوازي يضيفها

لأن قيم التوافر على التوالي تُضرب، فإن ربط المكوّنات معًا ينزع التسعات باطّراد. عشر خدمات متطابقة بتوافر 99.9 % في سلسلة توالٍ واحدة تعطي $0.999^{10} \approx 0.990$؛ فقد هبطت السلسلة إلى نحو تسعتين رغم أن كل حلقة عند ثلاث. لهذا قد يكون مسار طلب يمرّ عبر خدمات كثيرة أقل موثوقية بكثير من أي خدمة واحدة عليه.

يعمل التكرار الاحتياطي في الاتجاه المعاكس. كل نسخة على التوازي تضرب عدم التوافر الصغير أصلًا في عدد صغير آخر، فتتراكم التسعات بسرعة:

هذا الصعود الحاد هو جوهر جاذبية التصميم الاحتياطي: مضاعفة العتاد تحوّل ثلاث تسعات إلى ست.

التسعات وزمن التعطّل

رقم زمن التعطّل السنوي هو عادةً أكثر الطرق ملموسية لقراءة رقم توافر. كل تسعة إضافية تقلّص زمن التعطّل المسموح به بنحو عشرة أضعاف:

دمج المكوّنات على التوالي ينزل في هذا الجدول، وإضافة التكرار على التوازي يصعد فيه.

الافتراضات والحدود

تفترض قواعد الضرب أن أعطال المكوّنات مستقلة — أي أن تعطّل جزء لا يجعل تعطّل جزء آخر أكثر احتمالًا. لا يقدّم التكرار الاحتياطي مكاسبه الهائلة إلا حين تتعطّل النسخ فعلًا باستقلالية. أما مصدر الطاقة المشترك، أو الشبكة المشتركة، أو موزّع حمل واحد أمام زوج احتياطي، أو خلل برمجي موجود في كل نسخة، فتُدخل جميعها أعطالًا مترابطة لا تلتقطها الصيغة البسيطة؛ والتوافر الفعلي لمثل هذا النظام أقل مما توحي به نتيجة التوازي.

كما تعامل الحسبة التوافر كمتوسط مستقر طويل الأمد، وتتجاهل زمن الإصلاح وتأخير التحويل الاحتياطي ونوافذ الصيانة المخطّطة ما لم تكن مضمّنة سلفًا في رقم توافر كل مكوّن. ومع ذلك، لتقدير أولي لسلوك ترتيب من المكوّنات، تبقى قاعدتا التوالي والتوازي الأداتين المعياريتين، وتُظهران بوضوح المفاضلة بين إضافة أجزاء وإضافة تكرار احتياطي.

للاطلاع على أرقام التعطّل خلف هدف توافر مفرد، راجع حاسبة وقت التشغيل واتفاقية مستوى الخدمة.