Разработка нового поколения облачных технологий хранения и управления данными с интегрированной системой безопасности и гарантированным уровнем доступа и отказоустойчивости

Соглашение № 14.612.21.0001 от 03.10.2014 г. на период 2014 – 2016 гг. с Министерством образования и науки Российской Федерации в целях реализации Федеральной целевой программы "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014-2020 годы"

Руководитель проекта: ректор Университета Иннополис -Тормасов А.Г.

Соисполнители по проекту: ООО «АКРОНИС», ФГОУ ВПО «МФТИ»

Индустриальный партнер: ПАО «Ростелеком»

Средства субсидии: 290 млн. рублей

Внебюджетные средства: 45,1 млн рублей

Актуальность

На фоне проблем, появляющихся в результате взрывного роста объемов данных, создаваемых пользователями и невозможности всецело удовлетворить потребности пользователей и бизнеса, за последние несколько лет стало заметным увеличение в сети информации о новых решениях в области распределенного хранения данных — программно-определяемые хранилища (software defined storage).

Наш проект направлен на создание отечественной высокомасштабируемой системы хранения и управления данными, обеспечивающая значения характеристик, превышающие представленные на рынке, более чем на 20%. Разработки отечественной платформы, будучи в тренде, ведутся согласно общим принципам построения SDS, предоставляя автоматизированные и политико-ориентированные сервисы хранения, учитывающие особенности клиентов и приложений, использующие базовую инфраструктуру хранения и поддержку в целом программно-определяемой среды.

Цель проекта: Разработка комплекса научно-технических решений в сфере облачных технологий для создания высокомасштабируемой системы хранения и управления данными с регулируемой избыточностью и гарантированным уровнем доступа и отказоустойчивости.

Задачи проекта:

  • Оптимизация существующих технологий хранения и обработки данных;
  • Оптимизация технологий защиты данных от потерь;
  • Достижение показателей, существенно превышающих по сравнению с представленными решениями на рынке;
  • Разработка экспериментального образца программной платформы хранения и управления данными.
          cloud2.png

          Функциональная схема Высокомасштабируемой системы хранения и управления данными

Результаты исследовательской работы, полученные в 2014 и 2015 г.

  1. Разработаны модели многопоточной передачи данных и увеличения скорости передачи.
  2. Исследованы и разработаны решения по снижению себестоимости хранения данных.
  3. Реализовано объектное хранилище (Acronis):
    •        Поддержка протокола Amazon S3;
    •        Поддержка протокола WebDAV
  4. Разработаны тесты и протестированы производительность и масштабирование объектного и файлового хранилища (Acronis).
  5. Разработаны технологии снижения избыточности хранения данных.
  6. Разработаны технологии обеспечения гарантированного уровня доступа и отказоустойчивости.
  7. Разработаны тесты и проведено тестирование экспериментальных образцов разработанных технологий (Университет Иннополис совместно с Acronis).
  8. Произведено комплексное сравнительное тестирование экспериментального образца программного обеспечения с аналогичным программным обеспечением Ceph (Университет Иннополис совместно с Acronis).
  9. Проведены патентные исследования, определены патентоспособные объекты: система и способ взаимодействия пользователей с облачным объектным хранилищем через корпоративный шлюз. Объекты соответствуют условию патентоспособности «новизна».

Разработан и введен в эксплуатацию уникальный демонстрационный стенд для проведения экспериментальных исследований.

            cloud3.png

            Уникальный демонстрационный стенд для проведения экспериментальных исследований

Результаты исследовательской работы, полученные в 2016 г.

  1. Проведены теоретические исследования и разработаны методики и модели технологии защиты данных в дата центрах (ТЗДЦ).
  2. Выявлены основные методы и алгоритмы для предсказания надёжности как отдельного устройства хранения, так и узлов высокомасштабируемой системы хранения и управления данными (ВСХУД).
  3. Произведён анализ защищённости алгоритмов «декларируемых полномочий», а также адаптация данных алгоритмов для работы в распределённой среде.
  4. Проведены исследовательские испытания экспериментального образца программного обеспечения технологии защиты данных в дата центрах (ИИ ЭО ПО ТЗДЦ).
  5. Выявлены особенности работы SVM алгоритма и произведена замена на более производительный алгоритм Random Forest, без потери качества предсказания.
  6. Доработан комплект технической документации (КТД) и программного обеспечения (ПО) по результатам ИИ ЭО ПО ТЗДЦ в части технологии предсказания и профилактики сбоев в аппаратных носителях данных.
  7. Проведены дополнительные патентные исследования.
  8. Доработан КТД и ПО по результатам ИИ ЭО ПО ТЗДЦ, в части технологии шифрования данных, находящихся в хранилище ВСХУД.
  9. Проведены теоретические исследования и разработаны методики и модели технологии защиты данных в дата центрах (ТЗДЦ).
  10. Выявлены основные методы и алгоритмы для предсказания надёжности как отдельного устройства хранения, так и узлов высокомасштабируемой системы хранения и управления данными (ВСХУД).
  11. Произведён анализ защищённости алгоритмов «декларируемых полномочий», а также адаптация данных алгоритмов для работы в распределённой среде.
  12. Проведены работы по обобщению полученных результатов прикладных научных исследований и экспериментальных разработок технологии распределенного облачного хранения данных в датацентрах, технологии обеспечения гарантированного уровня доступа и отказоустойчивости, ТЗДЦ и ВСХУД.
  13. Проведены комплексные исследовательские испытания (КИИ) ВСХУД:
    •        Около 700 проведенных тестов;
    •        Более 2-х месяцев испытаний;
    •        Более 4 тыс. часов работы стенда;
    •        Объем данных 2 петабайта.
  14. Доработан комплект технической документации и программного обеспечения по результатам КИИ для увеличения производительности экспериментального образца.
  15. Разработаны рекомендации по использованию результатов, проведенных ПНИЭР в реальном секторе экономики.
  16. Разработан проект Технического задания на проведение опытно-конструкторских и технологических работ.

Участие в мероприятиях, с целью демонстрации полученных результатов:

  1. Конференция «Облачные вычисления: образование, исследования, разработки», РАН, г. Москва.
  2. Тематические конференции HighLoad++ (г. Москва, Россия) и Netflix (Los Gatos, California, USA).

  3. cloud5.png cloud6.png

    Конференции HighLoad++ и Netflix

  4. Цифровая индустрия промышленной России, г. Иннополис.
  5. Научно-техническая конференция «Новые информационные технологии и системы», г. Пенза.
  6. Выставка-форум ВУЗПРОМЭКСПО - 2016, г. Москва.

          photo_5.jpg

          Выставка-форум ВУЗПРОМЭКСПО - 2016

Соисполнители проекта:

ООО «АКРОНИС» - задачами в проекте являются исследования и разработки с целью создания системы хранения данных нового поколения, c использованием инновационных технологий геораспределенного хранения, оптимизированного мобильного доступа и защиты данных.

ФГОУ ВПО «МФТИ» - задачами в проекте являются проведение патентных исследований первого этапа и разработка математических моделей технологии многопоточной передачи данных второго этапа.

Индустриальный Партнер проекта:

ПАО «РОСТЕЛЕКОМ» - телекоммуникационная компания национального масштаба. Выполняет софинансирование проекта в размере 45 100 000 (Сорок пять миллионов сто тысяч) рублей.

Перспективы практического использования

Целевой потребитель – Индустриальный Партнёр проекта ПАО «РОСТЕЛЕКОМ».

Результаты ПНИЭР соответствуют техническому заданию и будут использованы ПАО «РОСТЕЛЕКОМ» в качестве основы для последующего создания новых видов продукции и технологий в сфере облачных услуг и надежного безопасного хранения данных.

Использование результатов ПНИЭР является реализацией программы импортозамещения программного обеспечения, в соответствии с Приказом Минкомсвязи России №96 от 01.04.2015 «Об утверждении плана импортозамещения программного обеспечения».


В центре внимания

Сайт находится в технической разработке