基于干擾對(duì)齊的高效云存儲(chǔ)修復(fù)方法研究.pdf

1、隨著“信息大爆炸”時(shí)代的到來(lái)，應(yīng)對(duì)海量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和處理問(wèn)題的云存儲(chǔ)技術(shù)作為云計(jì)算的重要延伸被提出。由于云存儲(chǔ)中的存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)眾多，必然會(huì)出現(xiàn)存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)不可得的情況。為確保數(shù)據(jù)的高可靠性，云存儲(chǔ)系統(tǒng)引入了信息冗余機(jī)制和節(jié)點(diǎn)修復(fù)機(jī)制。如何保證在修復(fù)失效節(jié)點(diǎn)時(shí)系統(tǒng)資源消耗盡可能少、數(shù)據(jù)可靠性盡可能高已成為本業(yè)界關(guān)注的重要問(wèn)題。在之前的研究中，大部分是針對(duì)單節(jié)點(diǎn)失效情形，但在實(shí)際云存儲(chǔ)環(huán)境中多節(jié)點(diǎn)失效的情況較為常見。本文研究基于干擾對(duì)齊的高效云存儲(chǔ)多

2、節(jié)點(diǎn)修復(fù)方法，主要研究?jī)?nèi)容和成果如下：
　　首先，基于網(wǎng)絡(luò)編碼特點(diǎn)和多節(jié)點(diǎn)修復(fù)模型，利用網(wǎng)絡(luò)信息流圖中的最大流最小割定理分析，推導(dǎo)了云存儲(chǔ)中節(jié)點(diǎn)的存儲(chǔ)容量和修復(fù)帶寬的理論下界，并證明了可達(dá)性。即當(dāng)且僅當(dāng)云存儲(chǔ)中的節(jié)點(diǎn)修復(fù)問(wèn)題所對(duì)應(yīng)的信息流圖中的最小割值足夠大，則必定存在一個(gè)能解決其節(jié)點(diǎn)失效問(wèn)題的網(wǎng)絡(luò)編碼方案。其次，利用存儲(chǔ)容量和修復(fù)帶寬的理論下界繪制出了存儲(chǔ)容量與修復(fù)帶寬之間的最優(yōu)折衷曲線，并得出兩個(gè)滿足存儲(chǔ)容量-修復(fù)帶寬最優(yōu)折衷

3、曲線的極值點(diǎn)：以存儲(chǔ)容量最優(yōu)化為基礎(chǔ)的最小存儲(chǔ)再生碼和以修復(fù)帶寬最優(yōu)化為基礎(chǔ)的最小修復(fù)帶寬再生碼。進(jìn)一步，對(duì)精確的極大距離可分（Maximum Distance Separable，MDS）碼進(jìn)行擴(kuò)展，給出了一種滿足最小修復(fù)帶寬下界的，針對(duì)多個(gè)系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)或冗余節(jié)點(diǎn)同時(shí)失效的多節(jié)點(diǎn)精確修復(fù)（Multi-node Exact Repair，MER）碼。
　　在同時(shí)修復(fù)多個(gè)失效節(jié)點(diǎn)時(shí)，不同失效節(jié)點(diǎn)的修復(fù)過(guò)程之間會(huì)相互干擾。因此，本文針對(duì)2

4、kn，121kdn的情況，給出了一種基于干擾對(duì)齊的多節(jié)點(diǎn)精確修復(fù)方法——多節(jié)點(diǎn)最小存儲(chǔ)精確再生（Multi-node Exact Minimum Storage Regenerating，MMSR）碼。首先，利用基于干擾對(duì)齊的一般性節(jié)點(diǎn)修復(fù)模型，說(shuō)明了干擾對(duì)齊技術(shù)在節(jié)點(diǎn)修復(fù)問(wèn)題中的必要性。其次，給出了多節(jié)點(diǎn)最小存儲(chǔ)精確再生碼的一般性構(gòu)造方案，并證明了多節(jié)點(diǎn)最小存儲(chǔ)精確再生碼滿足MDS特性。進(jìn)一步，給出了兩種多節(jié)點(diǎn)修復(fù)過(guò)程：同步修復(fù)過(guò)程和