МЕТОД ПОВЫШЕНИЯ ЦЕЛОСТНОСТИ ИНФОРМАЦИИ В СИСТЕМАХ ХРАНЕНИЯ ДАННЫХ, ЗА СЧЕТ КОМБИНАЦИИ СИНДРОМНОГО И ВЕРОЯТНОСТНОГО ДЕКОДИРОВАНИЯ

Алина А. Ланина, Алла Б. Левина

Аннотация


В современном мире возрастают объемы информации, подлежащие хранению. Для хранения информации используются специализированные системы хранения данных (СХД), способные хранить постоянно растущие объемы данных. Из-за проблем с электроснабжением, информация, хранимая в СХД, может быть искажена, или утрачена. В хранимой информации возможно возникновение ошибок – это могут быть ошибки в операциях чтения или записи или возникающие из-за внешнего воздействия на диск и износа его механизмов, при повреждении каналов передачи данных. Контроль целостности данных в СХД осуществляется через регулярные проверки и автоматическое обнаружение ошибок, что позволяет своевременно выявлять и устранять проблемы в хранимой информации. Целью данной работы является разработка метода, способного исправлять на 31% больше ошибок в хранимой информации, по сравнению с существующими методами. Разработанный метод повышения целостности информации, основан на сочетании синдромного и мягкого декодирования. Разработанный метод реализован на языке программирования Python. В статье приведены результаты сравнения предлагаемого метода со стандартными средствами восстановления информации, используемых в RAID-массивах. Показано, что предлагаемый метод имеет лучшие характеристики по времени работы и способен исправлять большее количество ошибок по сравнению со стандартными механизмами восстановления информации, предусмотренными в RAID-массивах.

Ключевые слова


теория кодирования, синдромное декодирование, мягкое декодирование, системы хранения данных, RAID-массив.

Полный текст:

PDF

Литература


1. Гуз И.Д., Острейковский В.А. Анализ эксплуатационной надежности оборудования центра обработки данных крупной компании. НиКСС. 2019, № 4(28), с. 87–93. DOI: 10.21685/2307-4205-2019-4-9. – EDN: FWWVTL.

2. Диченко С.А., Финько О.А. Обобщенный способ применения хэш-функции для контроля целостности данных. Наукоемкие технологии в космических исследованиях Земли. 2020, т. 12, № 6, с. 48–59.
DOI: 10.36724/2409-5419-2020-12-6-48-59.

3. Диченко С.А. Контроль и обеспечение целостности информации в системах хранения данных. Наукоемкие технологии в космических исследованиях Земли. 2019, т. 11, № 1, c. 49–57. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/kontrol-i-obespechenie-tselostnosti-informatsii-v-sistemah-hraneniya-dannyh (дата обращения: 14.05.2025).

4. David A Peterson, Garth Gibson, Randy H Katz. A Case for Redundant Arrays of Inexpensive Disks (RAID). ACM SIGMOD Conference. 1988. URL: https://www.researchgate.net/publication/23595136_A_case_for_Redundant_Arrays_of_Inexpensive_Disks_RAID (дата обращения: 15.05.25).

5. Чечин И.В., Маринин А.А., Сафонов КР., Новиков П. А., Диченко С.А., Самойленко Д.В. О преимуществах применения комбинационного кодирования с учетом анализа ценности защищаемой информации. Известия ТулГУ. Технические науки. 2023, № 9, c. 278–282. DOI: 10.24412/2071-6168-2023-9-278-279.

6. Исалёв А.С. Анализ надежности технологии храненния данных raid. Актуальные проблемы авиации и космонавтики. 2016, № 12. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/analiz-nadezhnosti-tehnologii-hranenniya-dannyh-raid (дата обращения: 16.05.2025).

7. Dixit H.D. et al. Silent data corruptions at scale. arXiv preprint arXiv:2102.11245. – 2021.
DOI: https://doi.org/10.48550/arXiv.2102.11245.

8. Савин И.В. Особенности обеспечения отказоустойчивости, сохранности и доступности данных. Известия ТулГУ. Технические науки. 2019, № 3. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/osobennosti-obespecheniya-otkazoustoychivosti-sohrannosti-i-dostupnosti-dannyh (дата обращения: 21.05.2025).

9. Костюков А.С., Башкиров А.В., Никитин Л.Н., Бобылкин И.С., Макаров О.Ю. Помехоустойчивое кодирование в современных форматах связи. Вестник ВГТУ. 2019, № 2. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/pomehoustoychivoe-kodirovanie-v-sovremennyh-formatah-svyazi (дата обращения: 21.05.2025).

10. Иванов, Ф.И. Помехоустойчивое кодирование в задачах достоверной и защищенной передачи данных: диссертация доктора физико-математических наук: 2.3.1. М., 2022. – 332 с.

11. Мак-Вильямс Ф. Дж., Слоэн Н. Дж. А. Теория кодов, исправляющих ошибки. М.: Связь, 1979. – 744 с.

12. Питерсон У., Уэлдон Э. Коды, исправляющие ошибки: М.: Мир, 1976. – 594 с.

13. Плотников А.И., Левина А.Б., Ланина А.А., Зикратов И.А. Сравнение методов синдромного и мягко го декодирования для кода Хэмминга. Вестник компьютерных и информационных технологий. 2024, т. 21, № 11, с. 46–53.
DOI: 10.14489/vkit.2024.11.pp.046-053.

14. Патент RU 2738724 С1 Российская Федерация, МПК H03M 13/13 (2006.01). Способ мягкого декодирования помехоустойчивого кода: № 2020119192; заявл. 02.06.2020; опубл. 16.12.2020. Квашенников В.В.; заявитель и патентообладатель АО «КНИИТМУ». 9 с. URL: https://rusneb.ru/catalog/000224_000128_0002546070_20150410_C1_RU/ (дата обращения: 20.04.2025).

15. Brian Kroth, Suli Yang, CheckSumming RAID, 2013. URL: https://gradebuddy.com/doc/233998/checksumming-raid/ (дата обращения: 20.10.2024).




DOI: http://dx.doi.org/10.26583/bit.2025.3.04

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


Лицензия Creative Commons
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.