基于RAID 6編碼的分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)檢驗(yàn)盤(pán)故障修復(fù)算法研究.pdf

1、近年來(lái)，隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展及多媒體應(yīng)用的廣泛普及，信息資源呈爆炸式增長(zhǎng)。如何對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行安全高效存儲(chǔ)，成為學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的研究熱點(diǎn)。分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)利用網(wǎng)絡(luò)連接將數(shù)據(jù)進(jìn)行分散存儲(chǔ)，實(shí)現(xiàn)海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)并具備容災(zāi)能力，有效克服了集中式存儲(chǔ)系統(tǒng)的弊端。
　　 相比于集中式存儲(chǔ)，分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)提升了數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量及數(shù)據(jù)并行操作能力。然而，在帶來(lái)性能提升的同時(shí)，由于大量存儲(chǔ)設(shè)備的存在，節(jié)點(diǎn)故障變得更為普遍。工業(yè)界已將節(jié)點(diǎn)故障作為日常事務(wù)而

2、非異常進(jìn)行處理。如何在發(fā)生節(jié)點(diǎn)故障時(shí)，快速高效恢復(fù)數(shù)據(jù)以保證系統(tǒng)的可靠性成為研究熱點(diǎn)。
　　 本文將主要研究分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)中校驗(yàn)盤(pán)故障的快速修復(fù)問(wèn)題。提高故障節(jié)點(diǎn)的恢復(fù)速度，可以從提高再生數(shù)據(jù)的生成效率及提高再生數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中的傳輸效率兩方面入手。據(jù)此，本文的工作內(nèi)容主要為以下兩個(gè)方向:
　　 1)高效的數(shù)據(jù)再生算法。本文在選擇基于糾刪碼的編碼算法時(shí)，選擇僅需異或(XOR)操作便能實(shí)現(xiàn)的編碼方案，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的快速高效生成。本

3、文主要研究基于RAID6理論體系的編碼算法:RDP編碼和EVENODD編碼。RAID6技術(shù)實(shí)現(xiàn)了較低冗余較高容錯(cuò)能力、高效的隨機(jī)數(shù)據(jù)存取、數(shù)據(jù)的并行處理及消除對(duì)校驗(yàn)盤(pán)的訪問(wèn)瓶頸。RAID6技術(shù)的良好特性對(duì)整個(gè)系統(tǒng)性能的提升具有重要意義。
　　 2)縮短再生數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中的傳輸時(shí)間。在網(wǎng)絡(luò)鏈路狀況不可改變的情況下，只有通過(guò)減少數(shù)據(jù)傳輸數(shù)量來(lái)節(jié)省修復(fù)時(shí)間，即減小修復(fù)帶寬。網(wǎng)絡(luò)編碼思想改變傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)僅進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)的現(xiàn)狀，充分利用網(wǎng)

4、絡(luò)節(jié)點(diǎn)的計(jì)算編碼能力，中間節(jié)點(diǎn)參與編碼和解碼，提高單位數(shù)據(jù)的信息量，提高整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的吞吐量。將網(wǎng)絡(luò)編碼思想應(yīng)用到故障修復(fù)領(lǐng)域中，可以減少修復(fù)帶寬，提高修復(fù)效率。
　　 同時(shí)，由于單節(jié)點(diǎn)故障的概率遠(yuǎn)大于多個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)發(fā)生故障的概率，本文主要研究單節(jié)點(diǎn)故障的快速修復(fù)問(wèn)題。傳統(tǒng)的單節(jié)點(diǎn)故障修復(fù)算法僅針對(duì)原始數(shù)據(jù)盤(pán)故障進(jìn)行修復(fù);對(duì)于校驗(yàn)盤(pán)修復(fù)則需要下載所有原始數(shù)據(jù)，修復(fù)效率較低。
　　 本文針對(duì)RDP編碼和EVENODD編碼，分別提