基于重码和二进制矩阵的raid编码算法研究

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1、学校代号：学号：密级：10532S08241022湖南大学工程硕士学位论文基于重码和二进制矩阵的RAID编码算法研究CodingAlgorithmBasedonRepeat—CodeandBinary．MatrixinRAIDbyZHUW色iweiB．E．(HunanUniversity)2008AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringSoftwareEngineer

2、ingintheGraduateSchoolofHunanUniversitySupervisorProfessorYANGJinmingSeniorEngineerWUHaoApril，2011湖南大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：

3、肄亚日期：如ff年，月．25日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于l、保密口，在年解密后适用本授权书。2、不保密留。(请在以上相应方框内打“／")作者签名：朱臣卫日期：．2oil年S月J-3El导师签名：弘-P-kJ日期：乙夕／

4、年f月_

5、馅嚎匙／基于霞码和二进制笳阼的RAID编码算法研究摘要随着Internet的快速发展，网络存储变得越来越普及，数据价值的重要性使得当前网络存储系统大多通过RAID容错技术来保障数据的可靠性。但是随着现在网络服务器访问负载的迅速加大，而使用RAID技术在数据存储和恢复时因为需要进行编码和解码的运算，有一定的时间开销，这导致了当前网络存储系统面临着访问性能的问题。现有RAID技术中的编码算法大多只注重故障恢复能力，忽略了编解码性能问题，使得时间开销过大，这在一定程度上制约了服务器的访问性能。因此研究提高

6、RAID编解码性能的方法有着重要的意义。本文的主要工作包括如下几个方面：．．第一，针对阵列码在编解码过程中涉及到许多重复运算导致效率低的问题，给出了一种基于重码的优化方案。该方案首先从编解码矩阵中寻找出所有重复运算的项并计算出这些重复运算的结果，然后把这些结果作为一个整体输入数据称为重码，通过重码来减少编码过程中运算的次数。其中寻找所有重复运算的方法是利用图论中边着色的算法来进行的，该方法可以找出最多的重复运算，从而最大限度的减少运算的次数。对比分析表明该优化方案与原来相比在编解码性能上具有明显的优

7、势。第二，传统RS码所使用的范德蒙矩阵由于涉及到有限域内的乘法和除法运算往往导致运算复杂度大，实现困难。针对这个问题，给出了一种基于二进制矩阵的RS编码构造方法。该方法基于有限域中同构的概念，用二进制元素矩阵同构替换了范德蒙矩阵中的元素，使编解码运算过程只有异或运算；同时根据构造方案中编码矩阵前W列的特点，提出了一种基于多分法的改进：把第一个冗余盘中的数据分为W份，+利用这W份数据来生成后面的数据，这样可以减少编码时异或的次数。分析表明改进后的RS码不仅易于实现而且编码效率高，适用于海量数据的存储。

8、关键词：容错；RAID；阵列码；RS码；二进制矩阵lIT程硕．1：学位论文AbstractWiththedevelopmentofinternet，networkstorageisbecomingmoreandmorepopular．TheimportanceofthedatavaluemakesmostofthecurrentnetworkstoragesystemsuseRAIDfaulttolerancetechnologytoprotectthereliabilityofdata．Howev

9、er，astheaccessloadofwebserverisincreasingrapidly，itcoststimetoundertakeencodinganddecodingoperationinRAIDwhendatastoringorrecovering，andthisleadstothecurrentnetworkstoragesystemsfacetheproblemofaccessperformances．However，manyoftheexisti