分布式存储系统中节点故障修复研究

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1、分类号:TP39110710-2015124028硕士学位论文分布式存储系统中节点故障修复研究张崇导师姓名职称王静教授申请学位类别工学硕士学科专业名称信息与通信工程论文提交日期2018年4月2日论文答辩日期2018年5月24日学位授予单位长安大学StudyontheRepairofFailureNodeinDistributedStorageSystemsAThesisSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：ZhangChongSupervisor：Prof.WangJingC

2、hang’anUniversity,Xi’an,China摘要近年来，随着互联网和信息技术的飞速发展，数据量呈爆发式增长，各种互联网应用和各领域的科学研究监测设备都产生了巨大的数据信息，而且人们对存储系统的要求也日益提高。对于如此巨大的数据量在存储和处理方面的需求，分布式存储技术被提出并得到广泛的应用。鉴于系统节点故障发生的普遍性，当节点发生故障时，能够实现快速有效的修复对维持系统的可靠性来说至关重要。本文从单节点故障和多节点故障两方面进行考虑，主要研究内容如下：(1)为了加快存储系统单节点的故障修复速度，同时也能

3、够降低修复故障节点时其他节点发生故障的频率，并保持较小的存储开销。本文根据局部重构码编码方案中加入局部校验块的思想，在单节点发生故障时进一步降低节点的修复带宽开销，并降低修复故障节点的计算复杂度，提出一种新的编码方案——类局部重构码（SimilarLocalReconstructionCode，SLRC），该编码方案在增加部分存储开销的前提下，提高了单节点故障的修复性能和系统的可扩展性。(2)针对分布式存储系统多节点故障修复，提出一种基于Pyramid码的局部性修复编码方案。该编码方案采用Pyramid码的最小可实

4、现编码结构，划分局部修复组，确保较低的修复局部性并实现故障节点的快速修复。性能分析表明，基于Pyramid码的局部性修复编码可实现存储系统中多个故障节点的快速修复，具有较小的修复局部性，且相对于三副本复制策略以及简单再生码，基于Pyramid码的局部性修复编码在存储开销和修复带宽开销方面的性能更优。关键词：分布式存储，局部重构码，局部性修复编码，Pyramid码，类局部重构码iAbstractInrecentyears,withtherapiddevelopmentofInternetandInformationT

5、echnology,thequantityofdataisshowingexplosivegrowth.AllkindsofInternetapplicationsandthescientificresearcheshavegeneratedhugeamountsofdata.Inordertomeettheneedformassdatastorageandprocessing,distributedstoragetechnologyhasbeenproposedandwidelyused.Intheviewofu

6、niversalityoffailurenodes,itisveryimportantforafailurenodetoberepairedquicklyandeffectivelytomaintainthereliabilityofthesystem.Inthisarticle,weconsiderasingleandmulti-nodefailure,andthemainresearchisasfollows:(1)Inordertospeedupthefailurerepairrateofsinglenode

7、instoragesystem,andreducethefrequencyofothernodes'failurewhenrepairingthefailurenodes,formaintainingasmallstorageoverhead,weintroducetheSimilarLocalReconstructionCode(SLRC).AccordingtotheLocalReconstructionCodeencodingschemewiththelocalcheckblockthought,thispa

8、perfurtherreducethesinglenoderepairbandwidthoverhead,anddecreasethecomputationalcomplexityoftherepairoffailurenodes.Theencodingschemeincreasessomestorageslightly,butimprovesmuchrep