面向分布式存储系统的具有最优存取/更新性质的最小存储再生码的设计与分析

发布时间：2022-07-20 14:38

　　随着数据规模的爆炸式增长,传统的集中式存储系统已不再能满足日益增长的存储需求。分布式存储系统因具有高可靠性、可扩展性、廉价性等优点因而在大数据中心,P2P存储系统等方面得到了广泛的应用。为确保可靠性,冗余对这些系统来说是至关重要的。常见的生成冗余数据的方法是采用纠删码,它能高效的存储数据且能抵抗节点失效。然而,传统的纠删码如RS （Reed-Solomon）码等MDS（Maximum Distance Separable）码的修复带宽太大。为了刻画存储开销和修复带宽,Dimakis等人给出了在功能修复下的存储-修复带宽的最优折中,得到了给定存储开销下的最小（优）修复带宽,并提出了最小存储再生（Minimum Storage Regenerating MSR）码,即具有最优修复性质的MDS存储码。目前大多数已知的高码率MDS存储码只有系统节点能被最优修复,且有些高码率MDS存储码在其它方面如更新性质、存取性质、系统节点的个数存在不足,而已知的高码率MSR码（即所有节点均能被最优修复的MDS存储码）非常稀少。本文给出了多类性质优良的系统节点具有最小修复带宽的高码率MDS存储码的构造,以及给... 

【文章页数】：117 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 选题背景及意义
    1.2 国内外相关研究现状
        1.2.1 再生码简介
        1.2.2 高码率MDS存储码的研究现状
        1.2.3 其他类型的存储码
    1.3 本文的内容及结构
第2章 预备知识
    2.1 MDS存储码的一般结构
    2.2 MDS存储码的重构性
    2.3 MDS存储码节点的最优修复性质
        2.3.1 (k+r,k)MDS存储码系统节点的最优修复性质
        2.3.2 (k+2,k)MDS存储码校验节点的最优修复性质
    2.4 MDS存储码的最优存取/更新性质
第3章 高码率MDS存储码的一种构造框架
    3.1 不变子空间及基集合{e_0,…,e_(r~m-1)}的划分
        3.1.1 不变子空间
        3.1.2 基集合{e_0,…,e_(r~m-1)}的划分
    3.2 一般性构造框架及几类已知MDS存储码的重新解释
    3.3 第一类MDS存储码的构造及其性质
        3.3.1 第一类MDS存储码的MDS性质
        3.3.2 第一类MDS存储码系统节点的最优修复性质
    3.4 第二类MDS存储码的构造及其性质
    3.5 第三类MDS存储码的构造及其性质
    3.6 第四类MDS存储码的构造及其性质
    3.7 第五类MDS存储码的构造及其性质
    3.8 本章小结
第4章 一种转换系统节点具有最优修复性质的MDS码为MSR码的方法
    4.1 一个具体的转换例子
    4.2 转换的具体方法
    4.3 节点的最优修复性和MDS性质
    4.4 新码的矩阵表示方法
    4.5 本章小结
第5章 (k+2,k)Zigzag码校验节点的最优修复方法
    5.1 一种改造(k+2,k)Zigzag码为MSR码的方法
        5.1.1 新(k+2,k)MSR码的构造
        5.1.2 新(k+2,k)MSR码的最优存取性质
        5.1.3 新(k+2,k)MSR码的MDS性质
    5.2 一种(k+2,k)Zigzag码校验节点的最优修复方法
        5.2.1 (k+2,k)Zigzag码的编码矩阵
        5.2.2 最优修复(k+2,k)Zigzag码校验节点的磁盘I/O下界
        5.2.3 (k+2,k)Zigzag码校验节点的修复矩阵
    5.3 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 论文工作总结
    6.2 后续研究工作展望
致谢
参考文献
攻读博士学位期间发表的学术论文及科研成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]存储系统中的纠删码研究综述[J]. 罗象宏,舒继武.  计算机研究与发展. 2012(01)
[2]纠删码的分析与研究[J]. 郭春梅,毕学尧.  信息安全与技术. 2010(07)
[3]关于纠删码的研究与进展[J]. 慕建君,路成业,王新梅.  电子与信息学报. 2002(09)



本文编号：3664178