基于纠删码的单盘错误恢复技术研究

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1、大连理工大学硕士学位论文摘要在现代存储系统中，数据规模的快速增长促使大容量数据磁盘的广泛应用。然而，由于各种磁盘故障的出现，大量数据磁盘的设备反过来会增加数据丢失或损坏的可能性。为了处理磁盘故障，保证数据的完整性，研究人员提出了许多方法。其中应用最广泛的一类是采用冗余的方式，通过预先存储少量冗余信息来恢复丢失的数据。这类方式中的一个重要的实现是纠删编码，该编码的一个重要特性是该方案能够承受任意几个磁盘的错误。作为所有恢复机制中最常见的情况，单磁盘故障恢复在过去几年中一直受到广泛的关注。但是，现有的大多数编码方

2、案都侧重于条带级恢复，很少考虑提高单个故障磁盘恢复时的性能。针对这一情况，本文提出了一个名为L-code编码的高效纠删编码方案，它可以容忍双磁盘故障。通过对冗余元素进行不同的布局和计算，该方案可以提高单个故障磁盘重建的性能。论文的主要研究内容如下。（1）本文提出了一种高效的纠删码编码方案——L-code，本方案与大部分传统方案一样，具有容忍双磁盘故障的能力，但在编码速度和单磁盘故障恢复方面，本方案的性能更佳。（2）本文给出并证明了在L-code编码方案中用于恢复单个磁盘故障的磁盘读取的下限，并给出了对应的恢复

3、方案。（3）本文对L-code编码方案进行了实验实现，并与其他编码方案进行了对比。结果表明，在单磁盘故障恢复性能方面，本文的方案的表现比优化的EVENODD高20.9%，比优化的RDP好13.64%，比优化的Liberation好31.6%，比优化的H-code好13.76%。而在编码复杂度方面，本文的方案比优化的EVENODD高40.14%，比优化的Liberation好9.74%，比优化的H-code好1.06%，但是比优化的RDP稍差1.12%。关键词：纠删码；编码理论；单盘故障恢复；存储系统-I-基于

4、纠删码的单盘错误恢复技术研究TheResearchonSingleDiskFailureRecoveryBasedonErasureCodesAbstractInmodernstoragesystems,therapidgrowthofdatasizehasledtothewidespreaduseoflarge-capacitydatadisks.However,duetotheappearanceofvariousdiskfailures,deviceswithlargedatadisksinturnin

5、creasethelikelihoodofdatalossordamage.Inordertodealwithdiskfailuresandensuredataintegrity,researchershaveproposedmanymethods.Oneofthemostwidelyusedtypesistouseredundantmethodstorestorelostdatabystoringasmallamountofredundantinformationinadvance.Animportanti

6、mplementationofthistypeofapproachiserasurecode,animportantfeatureofthiscodeisthatthesolutioncantolerantsomediskfailures.Asthemostco