基于最小修復(fù)帶寬的分布式存儲系統(tǒng)編碼機制構(gòu)造的研究.pdf

1、隨著大數(shù)據(jù)時代的到來，全球信息數(shù)據(jù)資源開始呈現(xiàn)出爆炸性增長。圖靈獎獲得者James Gray甚至提出了關(guān)于全球數(shù)據(jù)總量的摩爾定律:全球數(shù)據(jù)總量每18個月就將翻一番，也即未來每18個月就能產(chǎn)生出與人類有史以來全部數(shù)據(jù)總量相同規(guī)模的數(shù)據(jù)。為了滿足大數(shù)據(jù)時代各種大規(guī)模存儲應(yīng)用的存儲需求，人們開始越來越多地關(guān)注分布式存儲技術(shù)。
　　分布式存儲系統(tǒng)(Distributed Storage System，DSS)就是利用一定的技術(shù)手段將原始數(shù)

2、據(jù)分別存儲在相互獨立的若干臺設(shè)備上，并能通過不同程度的數(shù)據(jù)冗余來提供對數(shù)據(jù)的可靠訪問。然而分布式存儲系統(tǒng)中相互獨立的各個節(jié)點本身會因為各種原因發(fā)生失效。隨著分布式存儲系統(tǒng)規(guī)模的不斷擴大，這種節(jié)點失效的情況出現(xiàn)得越來越普遍。因此，構(gòu)建分布式存儲系統(tǒng)需要面臨的一個問題便是節(jié)點修復(fù):為了使系統(tǒng)能夠保持相同的可靠性，當一個存儲了編碼信息的節(jié)點發(fā)生失效后，必須在新的節(jié)點再生出丟失的編碼信息。
　　本文對采用糾刪碼的分布式存儲系統(tǒng)進行研究發(fā)現(xiàn)

3、，即使為了修復(fù)某一獨立的失效節(jié)點，修復(fù)的過程也必需先恢復(fù)出完整的原始數(shù)據(jù)，再根據(jù)原始數(shù)據(jù)再生出有效的數(shù)據(jù)片段。為了更加有效地進行節(jié)點修復(fù)，降低修復(fù)帶寬，提高存儲效率，本文重點研究了基于最小修復(fù)帶寬的分布式存儲系統(tǒng)編碼機制。Dimakis等人創(chuàng)造性地將網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)與分布式存儲結(jié)合起來，定義了針對節(jié)點修復(fù)問題的若干種再生碼(Regenerating codes)，并得到了存儲容量與修復(fù)帶寬之間的基本權(quán)衡關(guān)系。Wu等人在此基礎(chǔ)上，利用最大距離

4、可分離碼(Maximum distanceseparable code)以及系統(tǒng)性(Systematic)碼的特點設(shè)計了相應(yīng)的系統(tǒng)性MDS編碼(Systematic MDS codes)機制，當d=k+l時實現(xiàn)了理論上的最小修復(fù)帶寬。本文分析比較了Wu的編碼機制與其他實現(xiàn)最小修復(fù)帶寬的編碼機制，指出了Wu的構(gòu)造客觀上所存在的局限，然后對Wu提出的系統(tǒng)性MDS編碼機制進行了拓展。拓展后的構(gòu)造形式簡潔，并且比Wu的構(gòu)造更具一般性，在不提高有