纠错纠删RS译码数据链系统性能研究

在数据链系统中,RS译码可以采用纠错译码,也可以采用纠错纠删译码。CCSK作为数据链系统的关键技术之一,解调依据是最大互相关值,CCSK的阈值设定对系统性能有较大影响。研究了CCSK阈值的选取对纠错纠删RS译码数据链系统性能的影响,采用Matlab仿真工具,设定不同的CCSK阈值,找到使系统性能达到最好的CCSK阈值,并与只进行纠错的RS译码系统进行对比。仿真结果表明,在高斯白噪声下,当CCSK阈值取14时,纠错纠删RS译码要比只进行纠错的RS译码性能改善很多。     

一种分布式编码算法在云存储中的应用

在云存储中为保证数据的完整可靠,必须采用冗余备份的方式存储数据.为了更好的发挥存储节点的作用,在分析现有的冗余方式基础上提出了一种分布式编码算法.在新的冗余方案中编解码操作在各存储节点并行完成,而不需要将整个数据文件集中进行编解码,充分发挥了分布式系统优势.通过实验仿真验证了方法的可行性,大大提高了数据存储速率,提高了数据可用性,改善了系统性能.     

范德蒙阵列纠删码在嵌入式系统中的应用

针对范德蒙阵列纠删码算法,介绍了纠删码编译码过程,重点论述了范德蒙码编码算法和译码算法,提出了适合在嵌入式系统实现时的快速算法;在Matlab软件中构建了数字卫星广播系统(DVB-S)模型并进行了信道误码分布仿真,获得了DVB-S系统的误码分布,分析了在系统中使用范德蒙纠删码的可行性;提出了纠删码与系统中的纠错码级联使用模型,并对算法的纠错性能进行仿真,仿真结果表明级联模型能大大提高无线传输系统的可靠性。     

xStripeMerge：基于纠删码存储的高效宽条带生成方法

为了解决纠删码存储系统的已有宽条带生成方法中扩容方案将产生大量宽条带生成带宽,合并方案受限于双条带的问题,提出了一种针对多条带合并下的宽条带生成问题的高效宽条带生成方法。定义了多条带合并过程的2个关键算子,并将宽条带生成问题建模为组合优化问题,提出了优先寻找具有小的奇偶校验块传输成本的窄条带组合方案的高效宽条带生成方法 xStripeMerge。实验结果表明,与目前最优的存储扩容方法相比,xStripeMerge可以减少75%宽条带生成带宽。xStripeMerge的时间和空间复杂度远优于扩展的双条带合并方法,xStripeMerge可以在更短的时间内获得与其性能相近的宽条带生成方案,并且xStripeMerge可以适用于大规模存储系统。     

基于负载均衡的纠删码修复流水线

大数据分布式存储系统中,修复流水线（Repair Pipelining,RP）减少90%的修复时间,有效地解决由于修复时间开销较大,纠删码不适用于存储热数据的问题.然而,现有的RP存在节点负载不均衡的问题,导致系统性能下降.通过研究后,设计节点负载均衡的纠删码修复流水线（Node Load Balancing-based Repair Pipelining,NLB-RP）,并根据性能评价指标提出计算节点负载的算法和计算修复时间的算法.理论分析及实验结果表明,在没有引入额外修复代价的情况下,NLB-RP从局部到整体有效地平衡并减少节点的负载.相比RP,NLB-RP的节点负载方差为0,即每个节点的负载相同.因此,NLB-RP具有最优的负载均衡性.     

一种基于纠删码的分布式存储容灾的设计与实现

在广域的文件存储系统中,每一个节点的可用性是至关重要的,这就需要在该系统中引入一定的冗余来提高每个存储节点的可用性以对存储的数据起到保护的作用。传统的冗余方式是完全复制,但随着副本个数的增加,该机制在存储空间上的浪费暴露无遗,而且在一定程度上这对整个系统性能的提高几乎没有帮助。本丈提出一种基于纠删码的分布式网络容灾模型,在空间冗余度和性能上均优于传统的存储模型。     

基于XOR纠删码的性能分析

基于异或的纠删码有一个不规则结构,这个结构可能允许它以汉明码码距或者超过汉明码码距的码距容错。为了能够完全描述基于异或纠删码的容错情况,本文提出一种基于异或纠删码的容错机制：最小删除列表。相对于其他基于异或纠删码的容错机制,最小纠删列表是一种有效机制。在本文我们还给出了一种有效确定纠删码的最小删除列表的算法。这个算法使用纠删码的结构去有效确定最小删除列表。试验结果表明,对于给定的纠删码,有超过最小删除列表数目的100倍的删除数目。     

基于再生码的云存储系统——Ustor

摘 要：Ustor是一个构建在多个商业云存储服务之上的云存储系统,它旨在保证数据可靠性的同时减少单点失效时占用的修复带宽。不同于将所有数据存储在单个云中,Ustor将数据编码后分布在多个云存储系统中保证可靠性。Ustor的编码模块部署了包括Reed-Solomon码和功能性修复再生码（FRC）在内的多种纠删码,是第一个将功能性修复再生码应用于多个异构的、真实的云存储系统中的应用。与传统的冗余编码比较,FRC显著地减少了单个云存储发生数据丢失时需要从网络上传输的数据量。实验表明：与不编码比较,冗余编码给系统增加了5%~10%的响应时间开销,但可保障节点失效;FRC码编、解码和修复速度与Reed-Solomon码基本相当,256 MB大小文件编码时间差距在0.5 s以内;FRC码修复时与传统的Reed-Solomon码相比减少了25%以上需要下载的数据量。     

关于纠删码的研究与进展

该文简述了几类纠删码的纠删原理,系统地综合分析了各类纠删码的优缺点及其相互区别与联系,证明了若选取MDS(Maximal Distance Separable)码作为纠删码,只要接收者接收到源数据个数的数据,就能恢复原来的源数据。分析结果表明:复损码以及旋风(Tornado)码不仅能以线性时间可编码和可成功地译码,而且能以任意接近删除信道容量的速率进行传输,最后指出了目前复损码的研究中需要解决的一些问题,这些分析和结论为进一步研究纠删码提供了理论基础和新的思路。     

云存储中副本冗余技术的研究

本文介绍了云存储的概念、发展现状以及特征。研究了云存储关键技术之一:副本冗余技术。分析并比较了云存储中常用的两种副本冗余技术:完全副本冗余和纠删码技术。通过分析两种技术的优缺点,得出结论:构建云存储时要充分考虑其应用需求,权衡利弊,选择合适的冗余技术。     

基于纠删码的分布式存储系统中针对多数据失效的树型并行修复技术

To reduce the time required to complete the regeneration process of erasure codes, we propose a Tree-structured Parallel Regeneration (TPR) scheme for multiple data losses in distributed storage systems. Under the scheme, two algorithms are proposed for the construction of multiple regeneration trees, namely the edge-disjoint algorithm and edge- sharing algorithm. The edge-disjoint algorithm constructs multiple independent trees, and is simple and appropriate for environments where newcomers and their providers are dis-tributed over a large area and have few inter-sections. The edge-sharing algorithm constructs multiple trees that compete to utilize the bandwidth, and make a better utilization of the bandwidth, although it needs to measure the available bandwidth and deal with the bandwidth changes; it is therefore difficult to implement in practical systems. The parallel regeneration for multiple data losses of TPR primarily includes two op-timizations: firstly, transferring the data thr-ough the bandwidth optimized-paths in a pipeline manner; secondly, executing data regeneration over multiple trees in parallel. To evaluate the proposal, we implement an event- based simulator and make a detailed comparison with some popular regeneration methods. The quantitative comparison results show that the use of TPR employing either the edge-disjoint algorithm or edge-sharing algorithm reduces the regeneration time significantly.     

云存储安全分析

文章认为云存储是社会发展、技术发展的必然趋势,但其安全问题是云存储普及最大的障碍。基于云存储系统架构、安全分析及安全保护机制,文章给出了一种云存储服务应用支撑系统架构。该架构应用于云存储服务系统,是基于互联网应用的新型服务化存储模式,分为业务应用层、应用接口层、平台软件层和基础设备层,提供信息服务管理、运营统计分析和多种安全措施。     

Performance Analysis of Regular Low-Density Erasure Codes

We propose a simple method for calculating the thresholds of regular low-density erasure codes under erasure recovery algorithm. Based on this conclusion, we prove that among （l, r）-regular low-density erasure codes, （3, r）-regular codes perform best, for the given integer l ≥ 3 and any rate R with 1/4 〈R 〈 1. Numerical results show the correctness of this conclusion.     

云存储技术及其应用

云存储将大量不同类型的存储设备通过软件集合起来协同工作,共同对外提供数据存储服务。云存储服务对传统存储技术在数据安全性、可靠性、易管理性等方面提出新的挑战。文章基于云存储平台架构的4个层次：将多存储设备互连起来的数据存储层、为多服务提供公共支撑技术的数据管理层、支持多存储应用的数据服务层以及面向多用户的访问层展开研究,并以一种云存储典型应用——云备份（B-Cloud）为例,探讨云备份的软件架构、应用特点及研究要点。     

RS regenerating codes for cloud storage fault-tolerant system

RS(Reed-Solomon) regenerating erasure codes was proposed for cloud storage fault-tolerant system,which not only inherited the reliability of the RS encoding,but also achieved the high efficiency of tolerance three faults.Hybrid recovery method of the single fault node based on RS regenerating erasure codes was introduced.And the theoretical lower bound of the number of accessing disks was computed.In theory,the performance evaluation of the storage overhead,decoding efficiency,and repair bandwidth of the RS regenerating erasure codes was carried out.Experiments results show that the repair performance of RS regenerating erasure codes is improved greatly than the similar erasure codes,and the total recovery time of the system is reduced by 20.8%~28.2% using hybrid recovery algorithm in the case of single fault.     

云安全存储解决方案

文章首先对云计算国内外发展概况做了介绍,对建立云安全存储解决方案从身份认证、加密传输、加密存储、日志审计、数据分享等方面提出了一些想法并进行了需求分析。文章提出的云存储安全服务器对安全策略模块、访问控制模块、身份管理模块、传输安全模块、监控审计模块、负载均衡模块与集中管理模块进行了系统结构分析及系统部署分析,最后对其特点进行了详细分析。分析的内容对云安全存储应用的发展起到了深刻的指导作用。     

低密度纠删码稳定收敛条件的证明

基于数学分析中著名的不动点原理,对于低密度纠删码本文证明了其删除错误译码算法稳定收敛的一充分条件.而且指出此条件优于现有的稳定收敛条件.最后对给定的度分布对证明了此译码算法能成功译码时可接受的最大损失δ的几个上界.     

单容错网络存储编码并行算法研究

在海量存储系统中,利用冗余数据编码技术是提高存储系统可靠性的较好方法。文中对网络存储编码的相关算法进行了研究,针对单容错网络磁盘阵列的编码操作,重点研究了RAID5编码的并行算法。针对集中式奇偶校验编码算法在运行时间上的缺陷,提出了将编码计算过程与组通信操作相融合的思想,设计了更为高效的基于多对一归约操作的并行编码算法。实验结果表明,基于组通信的算法相对于集中式算法性能优势明显。     

基于物联网环境的云存储及安全技术研究

文章基于云存储的架构模型和云存储的关键技术,从可用性、可靠性和数据共享3个方面分析了云存储与物联网的结合的可行性,探讨了云存储在物联网环境下所面临的安全问题及相应的解决办法和物联网环境下的云存储平台结构模型,并对云存储在物联网中的未来发展趋势进行了展望。