【摘 要】
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现代信息技术不断发展,使得关键数据的重要性已经远高于存储工具本身的价值。但是,现如今存储规模不断扩大,数据磁盘损坏的概率直线上升,同时存储系统的可靠性也在不断下降。冗余技术可以用于保障磁盘故障状态下数据的可靠性,是并行存储系统的一个核心策略。该技术主要分为备份和纠删码两种方式,备份作为其中一种方式,当数据丢失时,可以通过其他副本复制还原。纠删码是将原始数据进行编码,当发生磁盘故障时,可以通过算法逆
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现代信息技术不断发展,使得关键数据的重要性已经远高于存储工具本身的价值。但是,现如今存储规模不断扩大,数据磁盘损坏的概率直线上升,同时存储系统的可靠性也在不断下降。冗余技术可以用于保障磁盘故障状态下数据的可靠性,是并行存储系统的一个核心策略。该技术主要分为备份和纠删码两种方式,备份作为其中一种方式,当数据丢失时,可以通过其他副本复制还原。纠删码是将原始数据进行编码,当发生磁盘故障时,可以通过算法逆向恢复丢失的数据。与备份方式相比,系统性能和磁盘空间利用率更高。当单个磁盘故障时,如果数据重构时间过长,其他磁盘发生故障的概率就会增加,造成整个存储系统瘫痪。对于当前的纠删码策略,在单磁盘故障条件下,数据重构时间有待进一步缩短。为了进一步缩短数据重构时间,本文提出一种水平编码结构——W-Code（Well-Code）编码,该编码通过构建公共数据块,在磁盘故障的情况下,尽可能多地读取公共块,并将第一次读取的公共块存储到内存中,当需要再次读取该数据块时,可以直接从内存中获取。由于从内存读取的速度远高于磁盘,因此,通过这种方式可以有效缩短整体的重构时间。针对重构数据的存储问题,本文提出了一种垃圾重用机制GW-Code（Garbage Well-Code）,利用ms-SP（maximum span-Storage Path）算法寻找一条存储路径,该算法首先根据一条恢复序列串构建多根树,然后迭代进行筛选,筛选的节点存储到存储路径中,最后根据存储路径节点所在的磁盘将重构数据块存储到对应磁盘的垃圾块中。利用垃圾块存储重构数据,不仅可以在磁盘替换前重构丢失的数据,降低其它磁盘失效的可能性;而且能够使尽可能多地磁盘参与重构数据的存储,有效提高其存储效率。本文将EVENODD-RDOR、RDP-RDOR、N-Code和W-Code在不同磁盘个数和条带大小的情况下进行对比,同时,将W-Code与GW-Code在不同磁盘个数的情况下进行对比,通过大量实验验证了W-Code可以有效地减少单磁盘失效的重构时间,GW-Code可以提高对重构数据的存储效率。
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