ในระบบคอมพิวเตอร์แบบกระจายตัวตรวจจับความล้มเหลวคือแอปพลิเคชันคอมพิวเตอร์หรือระบบย่อยที่รับผิดชอบในการตรวจจับความล้มเหลวหรือการขัดข้องของโหนด[ ^{1 ] ตัว}ตรวจจับความล้มเหลวได้รับการแนะนำครั้งแรกในปี 1996 โดย Chandra และ Toueg ในหนังสือUnreliable Failure Detectors for Reliable Distributed Systemsหนังสือเล่มนี้แสดงให้เห็นว่าตัวตรวจจับความล้มเหลวเป็นเครื่องมือในการปรับปรุงความเห็นพ้อง (การบรรลุความน่าเชื่อถือ) และการกระจายเสียงแบบอะตอมิก (ลำดับข้อความเดียวกัน) ในระบบแบบกระจาย กล่าวอีกนัยหนึ่ง ตัวตรวจจับความล้มเหลวจะค้นหาข้อผิดพลาดในกระบวนการและระบบจะรักษาระดับความน่าเชื่อถือในทางปฏิบัติ หลังจากที่ตัวตรวจจับความล้มเหลวตรวจพบการขัดข้อง ระบบจะแบนกระบวนการที่ทำผิดพลาดเพื่อป้องกันการขัดข้องหรือข้อผิดพลาดร้ายแรงเพิ่มเติม^{[ 2 ] [ 3 ]}

ในศตวรรษที่ 21 ตัวตรวจจับความล้มเหลวถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในระบบคอมพิวเตอร์แบบกระจายเพื่อตรวจจับข้อผิดพลาดของแอปพลิเคชันเช่นแอปพลิเคชันซอฟต์แวร์หยุดทำงานอย่างถูกต้อง เนื่องจากโครงการคอมพิวเตอร์แบบกระจาย (ดูรายชื่อโครงการคอมพิวเตอร์แบบกระจาย ) ได้รับความนิยมมากขึ้นเรื่อยๆ การใช้งานตัวตรวจจับความล้มเหลวจึงมีความสำคัญและจำเป็นอย่างยิ่ง^{[ 4 ] [ 5 ]}

Chandra และ Toueg ผู้ร่วมเขียนหนังสือUnreliable Failure Detectors for Reliable Distributed System (1996) ได้เข้าถึงแนวคิดของการตรวจจับโหนดความล้มเหลวโดยการแนะนำตัวตรวจจับความล้มเหลวที่ไม่น่าเชื่อถือ^{[ 6 ]}พวกเขาอธิบายพฤติกรรมของตัวตรวจจับความล้มเหลวที่ไม่น่าเชื่อถือในระบบคอมพิวเตอร์แบบกระจายดังนี้: หลังจากแต่ละกระบวนการในระบบเข้าสู่ส่วนประกอบตัวตรวจจับความล้มเหลวในพื้นที่แล้วส่วนประกอบ ในพื้นที่แต่ละส่วน จะตรวจสอบส่วนหนึ่งของกระบวนการทั้งหมดภายในระบบ^{[ 5 ]}นอกจากนี้ แต่ละกระบวนการจะต้องมีโปรแกรมที่ตัวตรวจจับความล้มเหลวสงสัยอยู่ด้วย^{[ 5 ]}

Chandra และ Toueg อ้างว่าตัวตรวจจับความล้มเหลวที่ไม่น่าเชื่อถือยังคงสามารถตรวจจับข้อผิดพลาดที่เกิดขึ้นในระบบได้อย่างน่าเชื่อถือ^{[ 6 ]}พวกเขาสรุปตัวตรวจจับความล้มเหลวที่ไม่น่าเชื่อถือไปยังตัวตรวจจับความล้มเหลวทุกรูปแบบ เนื่องจากตัวตรวจจับความล้มเหลวที่ไม่น่าเชื่อถือและตัวตรวจจับความล้มเหลวมีคุณสมบัติเดียวกัน นอกจากนี้ Chandra และ Toueg ยังชี้ให้เห็นข้อเท็จจริงที่สำคัญว่าตัวตรวจจับความล้มเหลวไม่สามารถป้องกันการหยุดทำงานของระบบได้ แม้ว่าโปรแกรมที่หยุดทำงานจะถูกสงสัยไว้ก่อนหน้านี้แล้วก็ตาม การสร้างตัวตรวจจับความล้มเหลวเป็นปัญหาที่สำคัญแต่ยากมากที่เกิดขึ้นในการพัฒนา ส่วนประกอบ ที่ทนต่อความผิดพลาดในระบบคอมพิวเตอร์แบบกระจาย ส่งผลให้มีการคิดค้นตัวตรวจจับความล้มเหลวขึ้นมาเนื่องจากความจำเป็นในการตรวจจับข้อผิดพลาดในการทำธุรกรรมข้อมูลจำนวนมากในระบบคอมพิวเตอร์แบบกระจาย^{[ 1 ] [ 3 ] [ 5 ]}

คลาสของตัวตรวจจับความล้มเหลวจะแตกต่างกันด้วยคุณสมบัติสำคัญสองประการ ได้แก่ความสมบูรณ์และความถูกต้องความสมบูรณ์หมายความว่าตัวตรวจจับความล้มเหลวจะพบโปรแกรมที่เกิดข้อผิดพลาดในกระบวนการ ในขณะที่ความถูกต้องหมายความว่าตัวตรวจจับความล้มเหลวจะตัดสินใจได้อย่างถูกต้องในกระบวนการ^{[ 5 ]}

ระดับความสมบูรณ์ขึ้นอยู่กับจำนวนกระบวนการที่ขัดข้องซึ่งตัวตรวจจับความล้มเหลวสงสัยในช่วงเวลาหนึ่ง^{[ 5 ]}

• ความสมบูรณ์แบบที่แข็งแกร่ง: "กระบวนการ ที่ผิดพลาดทุกกระบวนการจะถูกสงสัยอย่างถาวรโดยกระบวนการที่ไม่ผิดพลาดทุกกระบวนการ" ^{[ 6 ]}
• ความสมบูรณ์ที่อ่อนแอ: " กระบวนการ ที่ผิดพลาด ทุก กระบวนการจะถูกสงสัยอย่างถาวรโดยกระบวนการที่ไม่ผิดพลาดบางกระบวนการ" ^{[ 6 ]}

ระดับความแม่นยำขึ้นอยู่กับจำนวนข้อผิดพลาดที่เครื่องตรวจจับความล้มเหลวทำในช่วงเวลาหนึ่ง^{[ 5 ]}

• ความแม่นยำสูง: "ไม่มีใครสงสัยกระบวนการใดๆ ก่อนที่จะเกิดการขัดข้อง" ^{[ 6 ]}
• ความแม่นยำต่ำ: "กระบวนการที่ไม่ผิดพลาดบางอย่างไม่เคยถูกสงสัย" ^{[ 6 ]}
• ความแม่นยำที่แข็งแกร่งในที่สุด: "ไม่มีกระบวนการที่ไม่ผิดพลาดใด ๆ ที่สงสัยหลังจากผ่านไประยะหนึ่งนับตั้งแต่สิ้นสุดช่วงเริ่มต้นของความวุ่นวาย นับตั้งแต่เวลาที่การชนครั้งสุดท้ายเกิดขึ้น" ^{[ 6 ]}
• ความแม่นยำที่อ่อนแอในที่สุด: "หลังจากช่วงเวลาแห่งความสับสนเบื้องต้น กระบวนการที่ไม่ผิดพลาดบางอย่างจะไม่ถูกสงสัยเลย" ^{[ 6 ]}

ตัวตรวจจับความล้มเหลวสามารถจำแนกได้เป็น 8 ประเภทดังต่อไปนี้: ^{[ 1 ] [ 7 ]}

1. เครื่องตรวจจับความล้มเหลวที่สมบูรณ์แบบ ( P)
2. ในที่สุดเครื่องตรวจจับความล้มเหลวที่สมบูรณ์แบบ ( ♦P )
3. ตัวตรวจจับความล้มเหลวที่มีประสิทธิภาพ ( S )
4. ในที่สุด ตัวตรวจจับความล้มเหลวที่แข็งแกร่ง ( ♦S )
5. ตัวตรวจจับความล้มเหลวที่อ่อนแอ ( W )
6. ในที่สุด ตัวตรวจจับความล้มเหลวที่อ่อนแอ ( ♦W )
7. ตัวตรวจจับความล้มเหลวแบบกึ่งสมบูรณ์แบบ ( Q )
8. ในที่สุดเครื่องตรวจจับความล้มเหลวที่เกือบสมบูรณ์แบบ ( ♦Q )

คุณสมบัติของตัวตรวจจับความล้มเหลวเหล่านี้มีรายละเอียดดังต่อไปนี้: ^{[ 1 ]}

โดยสรุป คุณสมบัติของตัวตรวจจับความล้มเหลวขึ้นอยู่กับความเร็วในการตรวจจับความล้มเหลวที่เกิด ขึ้นจริง และประสิทธิภาพในการหลีกเลี่ยงการตรวจจับที่ผิดพลาด ตัวตรวจจับความล้มเหลวที่สมบูรณ์แบบจะพบข้อผิดพลาดทั้งหมดโดยไม่มีข้อผิดพลาดใดๆ ในขณะที่ตัวตรวจจับความล้มเหลวที่อ่อนแอจะไม่พบข้อผิดพลาดใดๆ และจะทำผิดพลาดมากมาย^{[ 3 ] [ 8 ]}

สามารถสร้างตัวตรวจจับความล้มเหลวประเภทต่างๆ ได้โดยการเปลี่ยนคุณสมบัติของตัวตรวจจับความล้มเหลว^{[ 3 ] [ 6 ]}ตัวอย่างแรกแสดงให้เห็นถึงวิธีการเพิ่มความสมบูรณ์ของตัวตรวจจับความล้มเหลว และตัวอย่างที่สองแสดงให้เห็นถึงวิธีการเปลี่ยนตัวตรวจจับความล้มเหลวประเภทหนึ่งไปเป็นอีกประเภทหนึ่ง

ต่อไปนี้เป็นตัวอย่างที่ดึงมาจากภาควิชาวิทยาการคอมพิวเตอร์ มหาวิทยาลัยเยล โดยทำงานโดยการเพิ่มความสมบูรณ์ของตัวตรวจจับความล้มเหลว^{[ 6 ]}

ผู้ต้องสงสัยเบื้องต้น = ∅ ทำตลอดไป: สำหรับแต่ละกระบวนการ p: ถ้าตัวตรวจจับที่อ่อนแอของฉันสงสัย p ให้ส่ง p ไปยังทุกกระบวนการ เมื่อได้รับค่า p จากกระบวนการ q บางอย่าง: ผู้ต้องสงสัย := ผู้ต้องสงสัย + p - q 

จากตัวอย่างข้างต้น หาก p เกิดข้อผิดพลาด ตัวตรวจจับที่อ่อนแอจะสงสัยในที่สุด ตัวตรวจจับความล้มเหลวทั้งหมดในระบบจะสงสัย p ในที่สุดเนื่องจากลูปอนันต์ที่สร้างขึ้นโดยตัวตรวจจับความล้มเหลว ตัวอย่างนี้ยังแสดงให้เห็นว่าตัวตรวจจับความล้มเหลวความสมบูรณ์ที่อ่อนแอสามารถสงสัยข้อผิดพลาดทั้งหมดได้ในที่สุด^{[ 6 ]}การตรวจสอบโปรแกรมที่เกิดข้อผิดพลาดไม่ขึ้นอยู่กับความสมบูรณ์^{[ 5 ]}

ต่อไปนี้เป็นข้อโต้แย้งที่ถูกต้องเพื่อตอบสนองอัลกอริธึมของการเปลี่ยนตัวตรวจจับความล้มเหลวWเป็นตัวตรวจจับความล้มเหลวS ^{[ 1} ] ตัวตรวจจับความ ล้มเหลว Wมีความสมบูรณ์ที่อ่อนแอ และตัวตรวจจับความล้มเหลวSมีความสมบูรณ์ที่แข็งแกร่ง ทั้งสองตัวมีความแม่นยำที่^{อ่อนแอ[ 6 ]}

1. มันเปลี่ยนความสมบูรณ์ที่อ่อนแอให้เป็นความสมบูรณ์ที่แข็งแกร่ง^{[ 1 ]}
2. รักษาความถูกต้องแม่นยำตลอดไป^{[ 1 ]}
3. มันรักษาความถูกต้องในที่สุด^{[ 1 ]}

หากข้อโต้แย้งทั้งหมดข้างต้นเป็นไปตามเงื่อนไข การลดตัวตรวจจับความล้มเหลวที่อ่อนแอWให้เป็นตัวตรวจจับความล้มเหลวที่แข็งแกร่งSจะสอดคล้องกับอัลกอริทึมภายในระบบการประมวลผลแบบกระจาย^{[ 1 ]}

• การประมวลผลแบบกระจาย
• รายชื่อโครงการคอมพิวเตอร์แบบกระจาย
• โปรโตคอล SWIM
• อุบัติเหตุ (คอมพิวเตอร์)
• ความทนทานต่อความผิดพลาด
• ฉันทามติ
• การออกอากาศอะตอม

• http://www.cs.yale.edu/homes/aspnes/pinewiki/FailureDetectors.html
• https://www.cs.cornell.edu/home/sam/FDpapers.html