云存储系统的分区编码冗余方法研究

文章根据云存储的结构特点,将数据存储区域划分本地副本区、本地编码区、远端编码区。本地编码区和远端编码区采用确定型网络编码来实现数据的冗余备份。将解码过程的所有系数矩阵进行三角分解并保存为查找表,采用查表方法辅助方程组求解,减少计算量。实验结果表明,当单个存储结点的可用性在0.7至0.99之间、数据可用性目标为99.99999%时,采取数据分片数为8的方案,该方法的平均每字符运算次数低于3次,比副本冗余方法节省50%以上的存储空间.分区编码冗余方法解码速度快,能够显著提高云存储系统的可用性和存储效率.     

基于光盘库的云存储系统架构设计

云存储的高效、可扩展性、廉价等优点成为存储服务的发展趋势,但是其存储节点的不确定性以及网络传输,使得其安全性受到质疑。本文将纠删码技术和光盘库引入到云存储中,实现存储数据在系统中的安全存储管理和传输,为提高云存储系统安全性提供一个解决方案。     

一种改进的云存储系统容错机制

在云存储平台下, 提出了一种基于访问统计的自适应容错机制SFMAF, 该机制通过近似最近最少使用算法维护一张文件访问频率表来自适应调整容错方式。SFMAF对于常读取的文件采用副本冗余机制; 对于不常读取的文件采用Reed-Solomon（RS）纠删码容错机制。实验结果表明, SFMAF相对于副本冗余机制, 在CPU和内存使用率可接受范围内的增加上, 减少了系统内部数据的传输流量, 即减少了系统存储空间。     

一种基于干扰感知的网络编码意识路由

针对编码机会对数据流传输相对集中的要求,而数据流集中可能会造成传输干扰增大的问题,提出一种新的考虑干扰感知的编码意识路由判据ECXWI,结合一定的路由发现、路由维护机制,形成一种新的编码意识路由算法CARWI,该算法综合考虑了编码机会以及无线传输干扰等因素。仿真证明,并与采用最短路径路由的网络编码机会路由传输机制COPE相比,CARWI在网络吞吐量、端到端时延指标上有更优的表现。     

基于最大干扰网络编码的应用层多播算法

构建于终端系统的应用层多播具有网络层多播不可比拟的优势,为了提高应用层多播的效率和性能,提出一种基于最大干扰网络编码的应用层多播算法。该算法在采用网络编码的基础上,在多播路径选择上通过考虑源到多个目的节点路径间的最大干扰,来提高编码的利用效率,有效节省带宽。仿真表明,相比较一般应用层多播算法和基于网络编码的多播算法,本算法在提高网络吞吐量和资源利用率方面都有更好的表现。     

图书馆云存储系统中一种自适应容错策略

云存储的优势吸引着越来越多的图书馆采用云存储解决馆藏数字资源的存储需求。但随着海量数据的增长,云存储节点的失效概率越来越大。单一的容错策略,如单一的复制或纠删码,不可避免地存在一些缺点,不能满足当今容错技术的需要。因此,根据馆藏文献访问的频率和大小,提出了一种自适应切换的容错策略,该策略可以在整个生命周期中动态地选择复制方案或纠删码方案。实验结果表明,该方案较单一复制策略节约了43%的存储空间,较单一纠删码策略提升了52%的节点故障恢复时间。     

一种基于网络磁盘阵列的高性能海量存储系统

网络磁盘阵列将传统的以服务器为中心的存储转发改变为以数据为中心的直接传输，从而消除了传统模式下的服务器I／O瓶颈．本文基于网络磁盘阵列构建出一种高性能的海量存储系统，其文件集中管理和数据分布存储的体系结构不仅加快了数据传输速度、降低了存储管理开销，同时也实现了命令与数据分流、扩容与增速同步的目标，从而大大提高的整个存储系统的性能．     

一种云存储系统数据持久存储机制

针对云存储中的可靠性产生的担忧,提出一种云存储系统完善的数据存储保障机制,以保证系统的高可靠性和数据的高可用性。在处理与数据持久存储的相关的数据分片、数据分发、完整性检查以及冗余数据的维护中,引入基于纠删码的数据冗余机制,与传统的复制冗余方案相比,能够在获得相同的数据可用性时降低存储空间和网络带宽的开销多达50%以上。采用基于缓冲区的分段读入编码对纠删码算法进行优化后,提高了对文件分片与合并的平均编码速率。     

一种云存储系统中重复数据删除机制

基于现有重复数据删除策略,提出了一种基于负载均衡的C/S双端延迟重复数据删除方法.利用基于类型的数据分块方法将数据块分成若干块;利用MD5提取指纹值,与客户端本地的索引表对比指纹,若相同则用指针取代该数据块,具有数据块指纹和数据类型的索引表一同发送至控制器;控制器在收到客户端的请求后,首先根据自己实时监控得到的各服务器的当前状态来选择最佳目标存储节点;服务器端根据数据类型查询不同的索引表以缩小查找范围.对提出的方法的重复数据删除率进行了实验验证,结果表明该机制具有较好的性能表现.     

基于多级网络编码的多副本云数据存储

云数据存储的快速发展对数据的可用性提出了较高要求.目前,主要采用纠删码计算数据编码块进行分布式冗余数据存储来保证数据的可用性.虽然这种数据编码技术保证了存储数据的安全性并减少了额外的存储空间,但在损坏数据恢复时会产生较大的计算和通信开销提出一种基于多级网络编码的多副本生成和损坏数据恢复算法算法基于多级网络编码对纠删码的...     

非线性网络编码实例研究

在网络编码研究中,线性编码技术已趋于成熟,但它有着需要大字符表且不适用于非多播网络的弱点,这推动了对非线性编码的研究.本文给出编码函数的新描述,在此基础上将非线性编码分成两类:证明了前者与线性编码等价,能从线性编码中构造出,且具有相同的编码能力;证明了后者的存在性.     

云存储模式下数据安全保护关键技术的探讨

以云存储在信息系统开发与建设的需求为背景,探讨能够兼容动态数据审计和网络编码的分布式存储系统实现原理以及基于ABE属性基加密的细粒度访问控制的安全增强模型,为云存储数据保护提供有效的方法。     

安全的网络编码所面临的挑战和对策

近年来,网络编码以其巧妙的思想展现出生机勃勃的应用前景,但是安全问题一直是其在网络中大规模应用的最大障碍。在现有研究成果上,从网络编码的基本原理出发,按照物理层和网络层两个层面对系统的各个部分进行了更加全方位的安全隐患分析;也给出了针对ACK类和编码类攻击的基于典型集和哈希函数以及马尔可夫模型的防御方法;同时提出了结合利用云计算和网络编码构建计算网络的概念;最后对网络编码的未来研究方向进行了展望。     

基于RBEC的副本动态存储方法

随着云存储技术的飞速发展,现有的云存储架构和存储模式都以一种静态的方式呈现在用户和攻击者面前,使得数据面临着更多的安全威胁。针对这种数据静态存储模式的不足,文中提出了一种基于二元随机扩展码(RBEC)的副本动态存储方法。该方法利用一种网络编码将数据块存储在云节点上,通过基于二元随机扩展码进行节点数据变换,可随机时变地改变节点的数据信息,通过变换攻击面来增加攻击者实施攻击的复杂度和成本,降低系统的脆弱性曝光和被攻击的概率,提高系统的弹性。理论分析和仿真实验结果表明,该方法对变换时的编码计算时间开销在整个动态变换中的占比不高,主要的时间开销是在节点间数据编码块的传输上。此外,文中还将该方法与一般再生码拟态变换方案做了性能对比分析。REBC的特性,即重新生成的编码矩阵满足MDS性质的概率几乎为1,所以文中所提方法的编码过程的性能开销优于一般再生码可能多次变换的性能开销。     

基于自对偶MDS码的P置换研究

P置换的设计是分组密码设计中的一个重要课题。一直以来,利用编码理论中的MDS码可以设计出许多性质优良的P置换。本文讨论了线性码中的自对偶MDS码,基于这种码,我们可以设计出性质比一般MDS码更好的P线性置换。文中我们给出了一种基于自对偶的广义RS码的线性置换的构造方法。     

基于数据分散编码存储的门限方案分析研究

针对数据分散编码存储体系中的(m,n)门限方案进行研究.在分析编码存储有限域运算特点的基础上,求得有限域GF(2)及其扩域GF(2k)上的门限方案n值理论上限,设计并证明了一种能够接近门限方案n值上限的编码存储向量构造方法.通过实验数据分析不同门限方案的编码开销,表明对于各种门限方案设计情况,采用编码有限域GF(216)总能够实现相对较优的应用适用性.     

基于空时编码和干扰对齐的干扰消除方法

对于每个用户配置4根天线的X信道,提出了一种基于空时编码和干扰对齐的干扰消除方法。设计了4×4的速率为2的空时码字,并且在码字中引入零向量。首先通过干扰对齐将每个接收端接收到的非期望接收码字对齐,然后对接收信号进行线性操作以消除非期望接收的码字,最后对接收信号进行非线性运算使得期望接收的码字互不干扰。所提方案的自由度为16/3,分集增益为8。仿真结果显示,所提方案的可靠性优于相同场景中的已有方案。     

Secure network coding for wireless mesh networks: Threats, challenges, and directions

In recent years, network coding has emerged as a new communication paradigm that can significantly improve the efficiency of network protocols by requiring intermediate nodes to mix packets before forwarding them. Recently, several real-world systems have been proposed to leverage network coding in wireless networks. Although the theoretical foundations of network coding are well understood, a real-world system needs to solve a plethora of practical aspects before network coding can meet its promised potential. These practical design choices expose network coding systems to a wide range of attacks.We identify two general frameworks (inter-flow and intra-flow) that encompass several network coding-based systems proposed in wireless networks. Our systematic analysis of the components of these frameworks reveals vulnerabilities to a wide range of attacks, which may severely degrade system performance. Then, we identify security goals and design challenges in achieving security for network coding systems. Adequate understanding of both the threats and challenges is essential to effectively design secure practical network coding systems. Our paper should be viewed as a cautionary note pointing out the frailty of current network coding-based wireless systems and a general guideline in the effort of achieving security for network coding systems.     

并联两用户干扰信道(IC)在发射端网间认知下的自由度研究

研究了主网络和次网络都为单用户并联IC的并存时自由度。采用了干扰对齐、干扰中和以及感知网络相结合的干扰管理策略研究方法;对11种情况进行研究,并对每一种情况的干扰管理策略做了遍历分析,得出第11种情况自由度内界相对四用户IC有所增大;最终得出结论:并联两用户IC网间认知情况下自由度内界最大值为3。     

一种内容分发网络中的快速复制方案

由于在内容分发网络中．将大文件从一台服务器复制到其他服务器需要耗费大量的时间。本文首先对内容分发网络中的复制问题进行了形式化描述，然后提出了一种分布式的方案NCOM，用于减小复制时间。方案的创新性在于，NCOM在CDN中构建一个Mesh结构，利用多路径传输数据块，提高速率；同时也利用Network Coding技术来避免需要从不同路径调度不同数据块所带来的协调开销。实验结果表明，与现有方案相比，NCOM可以显著减小复制时间。