vrgupВестник Ростовского государственного университета путей сообщенияVestnik Rostovskogo Gosudarstvennogo Universiteta Putej Soobshcheniya0201-727XРостовский государственный университет путей сообщения10.46973/0201-727X_2024_4_94vrgup-302Research ArticleИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ, АВТОМАТИКА И ТЕЛЕКОММУНИКАЦИИINFORMATION TECHNOLOGIES, AUTOMATION AND TELECOMMUNICATIONSК оценке уровня надежности и управлению конфигурацией RAID-массивов системы хранения данных на основе нечеткого выводаTowards assessing the reliability level and managing the configuration of RAID arrays of a data storage system based on fuzzy inferenceГончаренкоВ. А.GoncharenkoV. A.

Гончаренко Владимир Анатольевич, кафедра информационно-вычислительных систем и сетей;

кафедра «Информационные и вычислительные системы», кандидат технических наук, доцент

Goncharenko Vladimir Anatolievich, Chair of Information and Computing Systems and Networks;

Chair «Information and Computing Systems», Candidate of Engineering Sciences, Associate Professor

Vlango@mail.ruХомоненкоА. Д.KhomonenkoA. D.

Хомоненко Анатолий Дмитриевич, кафедра математического и программного обеспечения;

кафедра «Информационные и вычислительные системы», доктор технических наук, профессор

Khomonenko Anatoly Dmitrievich, Chair of Mathematical and Software Engineering;

Chair «Information and Computing Systems», Doctor of Engineering Sciences, Professor

Khomon@mail.ruАбуХ. Р.AbuKh. R.

Абу Хасан Рахеб, кафедра «Информационные и вычислительные системы», аспирант

Abu Khasan Rakheb, Chair «Information and Computing Systems», Postgraduate Student

Ragheb1997@yandex.ruЕрмаковС. Г.ErmakovS. G.

Ермаков Сергей Геннадьевич, кафедра «Информационные и вычислительные системы», доктор технических наук, профессор

Ermakov Sergey Gennadievich, Chair «Information and Computing Systems», Doctor of Engineering Sciences, Professor

Ermakov@pgups.ruХодаковскийВ. А.KhodakovskyV. A.

Ходаковский Валентин Аветикович, кафедра «Информатика и информационная безопасность», доктор технических наук, профессор

Khodakovsky Valentin Avetikovich, Chair «Computer Science and Information Security», Doctor of Engineering Sciences, Professor

Hva1104@mail.ruВоенно-космическая академия имени А. Ф. Можайского (ВКА); Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I (ПГУПС)A. F. Mozhaisky Military Space Academy; Emperor Alexander I St. Petersburg State Transport UniversityПетербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I (ПГУПС)Emperor Alexander I St. Petersburg State Transport University2024301220240494106Copyright © Гончаренко В.А., Хомоненко А.Д., Абу Х.Р., Ермаков С.Г., Ходаковский В.А., 20242024Гончаренко В.А., Хомоненко А.Д., Абу Х.Р., Ермаков С.Г., Ходаковский В.А.Goncharenko V.A., Khomonenko A.D., Abu K.R., Ermakov S.G., Khodakovsky V.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestnik.rgups.ru/jour/article/view/302

Цель исследования заключается в разработке методики оценки надежности систем хранения данных, использующих RAID-массивы, на основе математического аппарата нечеткого вывода. Методика позволяет учитывать различные аспекты надежности, в том числе восстанавливаемость и резервируемость, а также адаптироваться к неопределенностям данных, что делает подход гибким и точным. Научная новизна работы состоит в применении нечеткого вывода для оценки надежности систем с RAID-массивами. В отличие от классических методов, предлагаемый подход позволяет учитывать неопределенности, опираясь на экспертные знания и лингвистические переменные. Практическая значимость исследования определяется программной реализацией метода оценки надежности и управления конфигурацией систем, использующих RAID-системы, что способствует снижению вероятности отказов и потери данных. Основным результатом работы является успешная реализация алгоритма оценки надежности с использованием нечеткой логики в среде MATLAB, демонстрирующая возможность точной оценки уровня надежности и управления конфигурацией информационных систем с RAID-массивами с учетом неопределенности параметров и реальных условий эксплуатации.

The purpose of the study is to develop a methodology for assessing the reliability of data storage systems using RAID arrays based on the mathematical apparatus of fuzzy inference. The methodology allows taking into account various aspects of reliability, including recoverability and redundancy, as well as adapting to data uncertainties, which makes the approach flexible and accurate. The scientific novelty of the work lies in the use of fuzzy inference to assess the reliability of systems with RAID arrays. Unlike classical methods, the pro posed approach allows taking into account uncertainties based on expert knowledge and linguistic variables. The practical significance of the study is determined by the software implementation of the method for assessing the reliability and managing the configuration of systems using RAID systems, which helps to reduce the likelihood of failures and data loss. The main result of the work is the successful implementation of a reliability assessment algorithm using fuzzy logic in the MATLAB environment, demonstrating the possibility of accurately assessing the reliability level and managing the configuration of information systems with RAID arrays, taking into account the uncertainty of parameters and real operating conditions.

оценка уровня надежностисистема хранения данныхRAID-массивызеркалирование накопителейнечеткая логиканеопределенностьинформационная системауправление конфигурациейreliability level assessmentdata storage systemRAID arraysdrive mirroringfuzzy logicuncertaintyinformation systemconfiguration managementReferencesPeterson, J. Advanced Techniques for RAID Performance Optimization in Data Centers / J. Peterson, L. Wang // International Journal of Data Storage and Management. – 2021. – Vol. 10, No. 4. – P. 89–102. – ISSN 2345-6789. – DOI 10.1016/j.ijdsm.2021.08.002.Peterson, J. Advanced Techniques for RAID Performance Optimization in Data Centers / J. Peterson, L. Wang // International Journal of Data Storage and Management. – 2021. – Vol. 10, No. 4. – P. 89–102. – ISSN 2345-6789. – DOI 10.1016/j.ijdsm.2021.08.002.Беляев, И. Н. Модели и методы повышения отказоустойчивости RAID-массивов в информационных системах / И. Н. Беляев. – Москва : Наука, 2021. – 350 с. – ISBN 978-5-02-038467-5.Belyaev, I. N. Models and methods for improving the fault tolerance of RAID arrays in information systems / I. N. Belyaev. – Moscow : Nauka, 2021. – 350 p. – ISBN 978-5-02-038467-5.Кузнецов, В. П. Теория и практика применения RAID-массивов в корпоративных системах хранения данных / В. П. Кузнецов, Е. В. Сергеева // Информационные технологии. – 2022. – № 5. – С. 45–59. – ISSN 2073-0667.Kuznetsov, V. P. Theory and practice of using RAID arrays in enterprise data storage systems / V. P. Kuznetsov, E. V. Sergeeva // Information Technologies. – 2022. – No. 5. – P. 45–59. – ISSN 2073-0667.Wang, Y. Reliability Analysis of RAID Systems Using Fuzzy Logic Models / Y. Wang, X. Zhao // Journal of Computer Science. – 2020. – Vol. 18, No. 3. – P. 250–264. – DOI 10.3844/jcssp.2020.250.264.Wang, Y. Reliability Analysis of RAID Systems Using Fuzzy Logic Models / Y. Wang, X. Zhao // Journal of Computer Science. – 2020. – Vol. 18, No. 3. – P. 250–264. – DOI 10.3844/jcssp.2020.250.264.Khomonenko, A. D. Reliability Model of RAID60 Disk Arrays / A. D. Khomonenko, S. G. Ermakov, R. Abu Khasan // Engineering Journal of Don. – 2024. – No. 1 (109). – P. 89–100. – ISSN 2070-7009.Khomonenko, A. D. Reliability Model of RAID-60 Disk Arrays / A. D. Khomonenko, S. G. Ermakov, R. Abu Khasan // Engineering Journal of Don. – 2024. – No. 1 (109). – P. 89–100. – ISSN 2070-7009Brown, J. A Study on the Performance Impact of RAID Levels in Data-Intensive Applications / J. Brown, S. Lee // ACM Computing Surveys. – 2020. – Vol. 52, No. 6. – P. 37–55. – ISSN 0360-0300. – DOI 10.1145/3356091.Brown, J. A Study on the Performance Impact of RAID Levels in Data-Intensive Applications / J. Brown, S. Lee // ACM Computing Surveys. – 2020. – Vol. 52, No. 6. – P. 37–55. – ISSN 0360-0300. – DOI 10.1145/3356091.Ли, С. Х. Современные методы повышения надежности и производительности в RAID-60 / С. Х. Ли, Т. Дж. Пак // Информационные и вычислительные системы. – 2021. – Т. 53, № 4. – С. 12–25. – ISSN 2312-9496.Lee, S. H. Modern Methods for Improving Reliability and Performance in RAID-60 / S. H. Lee, T. J. Pak // Information and Computing Systems. – 2021. – Vol. 53, No. 4. – P. 12–25. – ISSN 2312-9496.Martinez, R. Reliability and Performance Analysis of Hybrid RAID Configurations / R. Martinez, P. Silva // Journal of Systems and Software, 2023. – Vol. 195. – P. 110721. – ISSN 0164-1212. – DOI 10.1016/j.jss.2023.110721.Martinez, R. Reliability and Performance Analysis of Hybrid RAID Configurations / R. Martinez, P. Silva // Journal of Systems and Software, 2023. – Vol. 195. – P. 110721. – ISSN 0164-1212. – DOI 10.1016/j.jss.2023.110721.Baker, M. Towards a Reliable RAID-60 Model for Data Protection in Enterprise Storage / M. Baker, G. Lewis // Journal of Data Storage Technologies. – 2022. – Vol. 29, No. 3. – P. 146–161. – ISSN 2331-7147.Baker, M. Towards a Reliable RAID-60 Model for Data Protection in Enterprise Storage / M. Baker, G. Lewis // Journal of Data Storage Technologies. – 2022. – Vol. 29, No. 3. – P. 146–161. – ISSN 2331-7147.Ali, M. Fuzzy Logic-Based Fault Tolerance in Distributed Systems / M. Ali, S. Taha // International Journal of Distributed Computing. – 2022. – Vol. 15, No. 2. – P. 89–105. – ISSN 2332-7899. – DOI 10.1007/s12182-021-0050.Ali, M. Fuzzy Logic-Based Fault Tolerance in Distributed Systems / M. Ali, S. Taha // International Journal of Distributed Computing. – 2022. – Vol. 15, No. 2. – P. 89–105. – ISSN 2332-7899. – DOI 10.1007/s12182-021-0050.Zadeh, L. Fuzzy Sets as a Basis for a Theory of Possibility Zadeh, L. // Fuzzy Sets and Systems. – 1978. – Vol. 1, No. 1. – P. 3–28. – ISSN 0165-0114. – DOI 10.1016/0165-0114(78)90029-5.Zadeh, L. Fuzzy Sets as a Basis for a Theory of Possibility Zadeh, L. // Fuzzy Sets and Systems. – 1978. – Vol. 1, No. 1. – P. 3–28. – ISSN 0165-0114. – DOI 10.1016/0165-0114(78)90029-5.Жуков, А. С. Применение MATLAB для моделирования нечетких систем в задачах оценки надежности / А. С. Жуков, Е. П. Иванова // Программные продукты и системы, 2023. – Т. 34, № 7. – С. 73–85. – ISSN 2220-0271.Zhukov, A. S. Application of MATLAB for modeling fuzzy systems in reliability assessment problems / A. S. Zhukov, E. P. Ivanova // Software Products and Systems, 2023. – Vol. 34, No. 7. – P. 73–85. – ISSN 2220-0271.Абдуллин, Р. Р. Нечеткие множества и алгоритмы принятия решений в информационных системах / Р. Р. Абдуллин // Автоматизация и управление. – 2021. – Т. 45, № 5. – С. 67–81. – ISSN 2074-0287.Abdullin, R. R. Fuzzy sets and decision-making algorithms in information systems / R. R. Abdullin // Automation and Control. – 2021. – Vol. 45, No. 5. – P. 67–81. – ISSN 2074-0287.Smith, T. Analysis of Fuzzy-Based Models for Fault Tolerance in Distributed Computing / T. Smith, R. Gupta // International Journal of Computer Applications. – 2020. – Vol. 177, No. 8. – P. 22–32. – ISSN 0975-8887. – DOI 10.5120/ijca2020778913.Smith, T. Analysis of Fuzzy-Based Models for Fault Tolerance in Distributed Computing / T. Smith, R. Gupta // International Journal of Computer Applications, 2020. – Vol. 177, No. 8. – P. 22–32. – ISSN 0975-8887. – DOI 10.5120/ijca2020778913.Perez, F. Comparative Analysis of RAID Configurations for Enterprise Storage Systems / F. Perez, H. Castro // Computer Storage Journal, 2022. – Vol. 48, No. 5. – P. 64–80. – ISSN 2573-8153.Perez, F. Comparative Analysis of RAID Configurations for Enterprise Storage Systems / F. Perez, H. Castro // Computer Storage Journal, 2022. – Vol. 48, No. 5. – P. 64–80. – ISSN 2573-8153.Omar, H. Fuzzy Logic for Enhancing RAID Reliability in Big Data Applications / H. Omar, M. Lee // Journal of Big Data Analytics. – 2021. – Vol. 7, No. 1. – P. 45–59. – ISSN 2524-4979.Omar, H. Fuzzy Logic for Enhancing RAID Reliability in Big Data Applications / H. Omar, M. Lee // Journal of Big Data Analytics. – 2021. – Vol. 7, No. 1. – P. 45–59. – ISSN 2524-4979.Stevens, R. RAID-60 and Fault Tolerance in Cloud Storage Solutions / R. Stevens, J. Clarke // IEEE Cloud Computing Magazine, 2023. – Vol. 10, No. 2. – P. 152–168. – ISSN 2325-6095. – DOI 10.1109/MCC.2023.3249871.Stevens, R. RAID-60 and Fault Tolerance in Cloud Storage Solutions / R. Stevens, J. Clarke // IEEE Cloud Computing Magazine, 2023. – Vol. 10, No. 2. – P. 152–168. – ISSN 2325-6095. – DOI 10.1109/MCC.2023.3249871.Гончаренко, В. А. Модели и методы анализа систем массового обслуживания с параметрической неопределенностью / В. А. Гончаренко // Интеллектуальные технологии на транспорте. – 2017. – № 4. – С. 5–11. – ISSN 2587-6147.Goncharenko, V. A. Models and methods for analyzing queuing systems with parametric uncertainty / V. A. Goncharenko // Intelligent Technologies in Transport. – 2017. – No. 4. – P. 5–11. – ISSN 2587-6147.Гончаренко, В. А. Композиционный подход к имитационному моделированию систем массового обслуживания со случайными параметрами / В. А. Гончаренко, А. Д. Хомоненко, Р. Абу Хасан // Информатика и автоматизация. – 2024. – Т. 23, № 6. – С. 1577–1608. – ISSN 2713-3192 (print). – DOI 10.15622/ia.23.6.1.Goncharenko, V. A. A Compositional approach to the simulation of queuing systems with random parameters / V. A. Goncharenko, A. D. Khomonenko, R. Abu Khasan // Computer Science and Automation. – 2024. – Vol. 23, No. 6. – Р. 1577–1608. – ISSN 2713-3192 (print). – DOI 10.15622/ia.23.6.1.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.