【摘 要】
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随着存储数据的剧增,系统中的数据失效情况频发。现有的容错手段主要包括副本冗余和纠删码两种,纠删码因其具有相较副本存储开销小的优点成为存储系统中重要的容错策略,数据重构是纠删码解决问题的重点,其针对重构技术的研究主要从编码方案和重构过程两个方面展开。纠删码中的分组码通过将数据块分组降低数据重构时读取数据量,编码结构简单,但现有分组码各分组之间由于关联性差会导致容错率降低等问题,且目前关于分组码在重构
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随着存储数据的剧增,系统中的数据失效情况频发。现有的容错手段主要包括副本冗余和纠删码两种,纠删码因其具有相较副本存储开销小的优点成为存储系统中重要的容错策略,数据重构是纠删码解决问题的重点,其针对重构技术的研究主要从编码方案和重构过程两个方面展开。纠删码中的分组码通过将数据块分组降低数据重构时读取数据量,编码结构简单,但现有分组码各分组之间由于关联性差会导致容错率降低等问题,且目前关于分组码在重构过程中的研究较少,难以将分组码的重构过程和编码方案结合研究。针对上述问题,本文将从编码方案和重构过程两个方面对纠删码的重构技术进行改进以提升容错存储系统中数据的重构效率。论文的研究工作分为以下两个部分:（1）针对分组码多组之间关联性差导致的容错率低等问题,本文基于分组码的思想提出一种跳跃纠删码JLRC,通过将初始数据分组并在每组选取单块数据,跳跃再生成校验块,以加强组间联系。然后给出JLRC码的编码结构和编码算法,提出并分析JLRC进行重构时的主要流程。通过调节JLRC码自身参数来对比重构性能变化,并且与其它常用类型纠删码进行对比实验,实验结果表明,JLRC码可在同等或牺牲少量存储开销的前提下,提高容错能力、容错率以及降低重构开销。（2）在上述跳跃纠删码JLRC码的基础上,提出一种基于网络带宽和计算能力的树型重构方法TRBCC。首先以节点间的带宽大小为权值生成新生节点与参与重构节点间的带权无向图,然后根据TRBCC算法构建最大重构树,并判断最大重构树的个数是否唯一。当最大重构树唯一时,则该树为最优重构树;如若最大重构树不唯一,则判断不同重构树之间的计算能力的差异,选择计算能力最强的组合进行重构。最后通过实验对比不同重构方法的瓶颈带宽,比较不同参与重构节点组合的重构时间来说明TRBCC重构方法的瓶颈带宽大,重构时间短,性能较优。
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