<div>
	Гарантированные оценки гамма-процентного остаточного ресурса оборудования систем хранения данных</div>

Ломакин Михаил Иванович, Докукин Александр Владимирович, Олтян Ирина Юрьевна, Ниязова Юлия Михайловна

doi:10.17586/2226-1494-2024-24-5-815-823

2024 , ТОМ 24, НОМЕР 5 ( сентябрь-октябрь )

ISSN 2226-1494 (print), ISSN 2500-0373 (online)

Меню

Публикации

Главный редактор

НИКИФОРОВ
Владимир Олегович
д.т.н., профессор

Партнеры

doi: 10.17586/2226-1494-2024-24-5-815-823

УДК 004.052

Гарантированные оценки гамма-процентного остаточного ресурса оборудования систем хранения данных

Ломакин М.И., Докукин А.В., Олтян И.Ю., Ниязова Ю.М.

Читать статью полностью

Язык статьи - русский

Ссылка для цитирования:

Ломакин М.И., Докукин А.В., Олтян И.Ю., Ниязова Ю.М. Гарантированные оценки гамма-процентного остаточного ресурса оборудования систем хранения данных // Научнотехнический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2024. Т. 24, № 5. С. 815–823. doi: 10.17586/2226-1494-2024-24-5-815-823

Аннотация

Введение. Активное развитие цифровых технологий, технологии интернета вещей, виртуальных испытаний требуют увеличения объемов собираемой и используемой информации, которая размещается в системах хранения данных (СХД). Стремительный рост объема данных ведет к ужесточению требований к СХД, например, основного их них — повышение надежности хранения больших объемов информации. Данное требование предполагает необходимость оценки надежности оборудования СХД. Для этих целей требуется оценка таких показателей надежности как вероятность безотказной работы, вероятность отказов, средний остаточный ресурс, гамма-процентный ресурс. Традиционно показатели надежности оцениваются при экспоненциальном распределении времени отказа. В реальной ситуации выборки времени отказов оборудования СХД являются малыми, по которым невозможно однозначно идентифицировать исходное распределение. В работе предложена модель оценки показателей надежности как гамма-процентный остаточный ресурс в условиях неполных данных, представленных малыми выборками случайных величин времени безотказной работы оборудования. Научная новизна работы состоит в получении общего решения задачи определения гарантированного гамма-процентного остаточного ресурса оборудования в условиях неполных данных, представленной малыми выборками наработок до отказа оборудования. Метод. Математическая формализация задачи оценки гамма-процентного остаточного ресурса оборудования СХД в условиях неполных данных, представленных малыми выборками, выполнена в виде модели стохастического уравнения. Решением уравнения является гарантированная (нижняя, верхняя) оценка гамма-процентного остаточного ресурса оборудования. Основные результаты. Предложена модель оценки гамма-процентного остаточного ресурса оборудования СХД в условиях неполных данных. Решена в общем случае задача нахождения гарантированных (нижних и верхних) оценок гамма-процентного остаточного ресурса оборудования на множестве функций распределения времени безотказной работы оборудования с заданными моментами, равными выборочным моментам, определяемым по малым выборкам. При двух моментах времени безотказной работы оборудования получены аналитические соотношения для определения гамма-процентного остаточного ресурса. Работоспособность модели продемонстрирована на примере определения нижней гарантированной оценки гамма-процентного остаточного ресурса модели дискового массива HP EVA P6500. Обсуждение. Полученные результаты могут быть использованы специалистами при оценке и оптимизации гамма-процентного остаточного ресурса оборудования СХД.

Ключевые слова: система хранения данных, гамма-процентный ресурс, модель, моменты распределения, вероятность, гарантированные оценки

Список литературы

Глобальный кризис хранения данных. Почему места в хранилищах на всех не хватит [Электронный ресурс]. URL: https://habr.com/ru/companies/first/articles/710838/ (дата обращения: 17.04.2024).
Volume of data/information created, captured, copied, and consumed worldwide from 2010 to 2020, with forecasts from 2021 to 2025 [Электронный ресурс]. URL: https://www.statista.com/statistics/871513/worldwide-data-created/ (дата обращения: 17.04.2024).
Фарли М. Сети хранения данных / 2-е изд. М.: Лори, 2004. 576 с.
Иваничкина Л.В. Математические модели надежности и методы ее повышения в современных распределенных отказоустойчивых системах хранения данных: диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. М.: МФТИ, 2018. 114 с.
Poymanova E.D., Tatarnikova T.M. Models and methods for studying network traffic // Proc. of the Wave Electronics and its Application in Information and Telecommunication Systems (WECONF). 2018. P. 1–5. https://doi.org/10.1109/weconf.2018.8604470
Советов Б.Я., Татарникова Т.М., Пойманова Е.Д. Организация многоуровневого хранения данных // Информационно-управляющие системы. 2019. № 2(99).С. 68–75. https://doi.org/10.31799/1684-8853-2019-2-68-75
Tatarnikova T.M., Poymanova E.D. Energy model of data storage process // Proc. of the Wave Electronics and its Application in Information and Telecommunication Systems (WECONF). 2019. P. 1–4. https://doi.org/10.1109/WECONF.2019.8840111
Poymanova E.D., Tatarnikova T.M. Tiered data storage model // Proc. of the Wave Electronics and its Application in Information and Telecommunication Systems (WECONF). 2019. P. 1–4. https://doi.org/10.1109/weconf.2019.8840589
Sovetov B.Ya., Tatarnikova T.M., Poymanova E.D. Storage scaling management mode // Информационно-управляющиесистемы. 2020. № 5(108). С. 43–49. https://doi.org/10.31799/1684-8853-2020-5-43-49
Крылов Д.Р., Пойманова Е.Д., Тюрликов А.М. Модель реплицируемой системы хранения данных с использованием среднего возраста информации в качестве показателя актуальности данных // Информационно-управляющие системы. 2024. № 3(130). С. 11–23. https://doi.org/10.31799/1684-8853-2024-3-11-23
Богатырев В.А., Богатырев С.В., Богатырев А.В. Оценка готовности компьютерной системы к своевременному обслуживанию запросов при его совмещении с информационным восстановлением памяти после отказов // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2023. T. 23. № 3. C. 608–617. https://doi.org/10.17586/2226-1494-2023-23-3-608-617
Татарникова Т.М., Пойманова Е.Д. Модель многоуровневой системы хранения данных // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2019. Т. 19. № 2. С. 271–279. https://doi.org/10.17586/2226-1494-2019-19-2-271-279
Татарникова Т.М., Пойманова Е.Д. Методика дифференцированного наращивания емкости системы хранения данных с многоуровневой структурой // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2020. Т. 20. № 1. С. 66–73. https://doi.org/10.17586/2226-1494-2020-20-1-66-73
Рахман П.А., Каяшев А.И., Шарипов М.И. Модели надежности отказоустойчивых систем хранения данных // Вестник УГАТУ. 2015. Т. 19. № 1(67). С. 155–166.
Каяшев А.И., Рахман П.А., Шарипов М.И. Анализ показателей надежности двухуровневых магистральных сетей // Вестник УГАТУ. 2014. Т. 18. № 2(63). С. 197–207.
Rakhman P.A., Muraveva E.A., Sharipov M.I. Reliability model of fault-tolerant dual-disk redundant array // Key Engineering Materials. 2016. V. 685. P. 805–810. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/kem.685.805
Shooman M.L. Reliability of Computer Systems and Networks: Fault Tolerance, Analysis, and Design. John Wiley & Sons Inc., 2002. 552 p.
Elerath J.G. Reliability model and assessment of redundant arrays of inexpensive disks (RAID) incorporating latent defects and non-homogeneous Poisson process events: PhD dissertation. University of Maryland, 2007.
Пономарев В.А. Моделирование и оптимизация функционирования твердотельной системы хранения данных: диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Петрозаводск: ПетрГУ, 2019. 190 с.
Rumyantsev A., Ivashko E., Chernov I., Kositsyn D., Shabaev A., Ponomarev V. Latency/Wearout in a flash-based storage system with replication on write // Proc. of the 24^th Conference of Open Innovations Association (FRUCT). 2019. P. 360–366. https://doi.org/10.23919/fruct.2019.8711984
Атрощенко В.А., Тымчук А.И. К вопросу выбора наилучшего уровня RAID для хранилищ данных информационной системы, обеспечивающей быструю обработку больших данных // Современные наукоемкие технологии. 2007. № 4. С. 12–16.
Гуз И.Д., Острейковский В.А. Анализ эксплуатационной надежности оборудования систем хранения данных // Вестник кибернетики. 2019. № 3(35). С. 35–42. https://doi.org/10.34822/1999-7604-2019-3-35-42
Nelub V., Gantimurov A., Borodulin A. Economic analysis of data protection in systems with complex architecture using neural network methods // Economic Annals-XXI. 2020. V. 185. N 9-10. Р. 178–188. https://doi.org/10.21003/ea.v185-17
Гантимуров А.П. Анализ и синтез распределенных систем хранения данных: диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2022. 94 с.
Bogatyrev V.A., Bogatyrev S.V., Bogatyrev A.V. Reliability and timeliness of servicing requests in infocommunication systems, taking into account the physical and information recovery of redundant storage devices // Proc. of the International Conference on Information, Control, and Communication Technologies (ICCT). 2022. P. 1–4. https://doi.org/10.1109/icct56057.2022.9976800
Фунг В.К., Богатырев В.А., Кармановский Н.С., Лэ В.Х. Оценка вероятностно-временных характеристик компьютерной системы с контейнерной виртуализацией // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2024. Т. 24. № 2. С. 249–255. https://doi.org/10.17586/2226-1494-2024-24-2-249-255
Садыхов Г.С., Савченко В.П., Елисеева О.В. Основы оценок остаточного ресурса изделий // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Естественные науки. 2011. № S3. С. 83–99.
Савченко В.П., Садыхов Г.С., Кузнецов В.И. Новая методология сверхсрочной безопасной эксплуатации технических объектов // Петербургский журнал электроники. 2004. № 3-4. С. 184–188.
Соколов С.В. Оценка остаточного ресурса подсистем СУЗ реактора РБМК-1000 первого блока Смоленской АЭС // Известия вузов. Ядерная энергетика. 2009. № 3. C. 37–43.
Байхельт Ф., Франкен П. Надёжность и техническое обслуживание. Математический подход. М.: Радио и связь, 1988. 390 с.
Ломакин М.И., Ниязова Ю.М., Смекалов Д.Г. Оценка моментов остаточного времени функционирования производственной системы // Надежность и долговечность машин и механизмов: сборник материалов XV Всероссийской научно-практической конференции. 2024. С. 155–158.
Ломакин М.И., Докукин А.В., Мошков В.Б., Олтян И.Ю., Ниязова Ю.М., Смекалов Д.Г. Гарантированные оценки остаточного среднего времени развития чрезвычайной ситуации // Технологии гражданской безопасности. 2024. Т. 21. № 1(79). С. 45–49.
Ломакин М.И. Гарантированные оценки вероятности безотказной работы в классе распределений с фиксированными моментами // Автоматика и телемеханика. 1991. № 1. С. 154–161.
Lomakin M., Buryi A., Dokukin A., Strekha А., Niyazova J., Balvanovich A. Estimation of quality indicators based on sequential measurements analysis // International Journal for Quality Research. 2020. V. 41. N 1. P. 147–162. https://doi.org/10.24874/ijqr14.01-10
Ломакин М.И., Докукин А.В. Оценка моментов квантованной случайной величины // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2023. Т. 23. № 3. С. 646–651. https://doi.org/10.17586/2226-1494-2023-23-3-646-651
HPEVAP6500 / P6550 STORAGE(QK720A) [Электронный ресурс]. URL: https://www.karma-roup.ru/catalog/snyatye-s-proizvodstva-skhd-hpe/hp_eva_p6550/?ysclid=lyzu635lga642184594 (дата обращения: 17.04.2024).

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License