Fehlerrobustheit

Fehlerrobustheit bezeichnet die Fähigkeit eines Systems, trotz Fehlern in Bausteinen, Eingaben oder Umgebungsbedingungen weiterhin funktionsfähig zu bleiben oder in einen sicheren bzw. reduzierten Betriebszustand überzugehen. Ziel ist es, Ausfälle einzelner Komponenten zu tolerieren, Fehler zu erkennen, zu isolieren und zu beheben, ohne dass das Gesamtsystem unbrauchbar wird. Dazu gehören Mechanismen wie Redundanz, Fehlererkennung und -korrektur, Fehlertoleranz sowie Strategien zur Wiederherstellung und zum sanften Funktionsumbau (Graceful Degradation).

Typische Ansätze umfassen zeitliche und räumliche Redundanz, diverse Implementierungen, Mehrheitsabstimmung (Triple Modular Redundancy), Checksummen, ECC, Parität, CRC sowie Isolierung durch Grenzziehungen, Watchdog-Timer, Transaktionen und Failover-Verfahren. Bei Fehlern erfolgt oft eine automatische Fehlerbehandlung, Wiederholung, Rollback oder Rollforward, um konsistente Zustände zu halten. Selbstheilung kann durch Checkpoints, Reconfiguration oder dynamische Neuverteilung von Ressourcen erreicht werden.

Anwendungsbereiche reichen von Software- und Netzwerksystemen über eingebettete Steuerungen bis hin zu kritischen Infrastruktur- und Flugzeugsystemen. Die Bewertung der Fehlerrobustheit erfolgt durch Verfügbarkeitsmetriken (Verfügbarkeit, MTBF, MTTR) sowie durch Sicherheits- und Belastungstests (Fehlerinjektion, Chaos-Engineering). Wichtige Planungsaspekte sind Kosten, Komplexität, Leistungs- bzw. Latenzeinbußen und das gewünschte Schutzniveau. Fehlerrobustheit ist eng mit Reliability und Sicherheit verknüpft und ergänzt herkömmliche Ansätze der Zuverlässigkeit, indem sie explizit das Verhalten unter Störungen adressiert.