面向快速恢復(fù)的RAID-6編碼擴(kuò)展技術(shù)研究.pdf

1、大數(shù)據(jù)時代背景下，數(shù)據(jù)量的爆炸式增長，給數(shù)據(jù)存儲帶來巨大挑戰(zhàn)。一方面，傳統(tǒng)磁盤以及新型存儲介質(zhì)失效出錯的概率隨存儲規(guī)模激增，導(dǎo)致設(shè)備級失效趨于常態(tài)化，但現(xiàn)有編碼無法滿足可靠性要求，需要尋求更高可靠性編碼；另一方面，存儲系統(tǒng)性能提升遠(yuǎn)遠(yuǎn)滯后于存儲容量的攀升，重構(gòu)時間過長。在此背景下，本文針對現(xiàn)有容三錯編碼中恢復(fù)性能差、等待時間長，冗余利用低等問題，從編碼入手，對存儲可靠性的問題進(jìn)行研究，從實際需求出發(fā)，將陣列碼與局部編碼相結(jié)合，提出了一種

2、新的編碼擴(kuò)展思想并基于兩種常用編碼進(jìn)行了擴(kuò)展，主要工作和創(chuàng)新如下：
　　首先，研究表明現(xiàn)有糾刪碼擴(kuò)展編碼僅提供可靠性，并不提升性能，同時也沒有關(guān)注失效概率問題，如RTP編碼中第三個冗余校驗冗余盤僅在三個盤同時失效時才會發(fā)揮作用，而這種情況發(fā)生的概率不足1％；不僅如此，現(xiàn)有糾刪碼并沒有考慮到系統(tǒng)所處降級狀態(tài)時的可靠性問題。針對以上問題，本文提出面向快速恢復(fù)的RA ID-6編碼擴(kuò)展思想。該思想關(guān)注大概率的單盤失效情況并加快其恢復(fù)速率。

3、該冗余添加方法以二元組為基本冗余添加單元，在減少單個設(shè)備失效時恢復(fù)所需讀取數(shù)據(jù)塊的同時，滿足最大數(shù)據(jù)塊重用數(shù)量，減少數(shù)據(jù)塊傳輸開銷，從而提高恢復(fù)效率、減少系統(tǒng)處于降級時的時間的目的。不僅大幅提高恢復(fù)速度,還在一定程度上增加原有RAID-6系統(tǒng)的可靠性。
　　其次，本文將上述編碼思想進(jìn)行實踐，分別以RDP編碼、EV EN O DD編碼為基礎(chǔ)進(jìn)行擴(kuò)展，得到擴(kuò)展后的編碼：RDP+編碼、F R2 E編碼。通過嚴(yán)密的理論分析論述本文提出的擴(kuò)

4、展編碼相比傳統(tǒng)容三錯編碼的優(yōu)越性。分析得到RDP+擴(kuò)展編碼在快速恢復(fù)性能方面的提升可達(dá)到18.5%；而 FR2E編碼由將 EVENODD編碼中特有調(diào)節(jié)因子整合到擴(kuò)展的冗余中去，使得恢復(fù)性能進(jìn)一步提高達(dá)到21.6%。
　　另外，本文還提出了一個新的度量指標(biāo)：單位冗余提升性能系數(shù) Q，即：糾刪碼性能提升與存儲開銷比率，用來衡量冗余添加方法的性價比。
　　最后，對本文對所提出的兩種擴(kuò)展編碼的編解碼過程進(jìn)行模擬實現(xiàn)，實驗結(jié)果表明：本