一类精确修复多个错误的Suh-Ramchandram码*

再生码因能有效的减少修复带宽更适用于分布式存储系统。利用干扰对齐技术,对于任意的参数 满足 且 ,Suh和Ramchandram构造了一类修复一个失效节点时,可达到最优修复带宽的最小存储再生码。 Chen和Shum证明了对于参数满足 的Suh-Ramchandram再生码,可以合作修复多个失效节点。基于Suh-Ramchandram再生码,给出了参数为 的编码结构,并说明这种参数为 的最小存储再生码为一类可修复多个失效节点的Suh-Ramchandram 再生码,而且这类码在修复单个或多个节点的失效时均可达到最优的修复带宽。     

通过复制方式降低修复带宽的新再生码

再生码通过允许节点传送所存数据的线性组合并增加修复入度,显著地降低了修复带宽,但是增加了参与节点数和磁盘I/O。针对这一缺点,首先通过分析再生码的阈值函数得到一个定理,指出了降低阈值函数的一个充要条件,然后根据该定理构造出了结合复制方式的新再生码。新再生码不增加修复入度也能降低阈值函数,与再生码类似,也有2个特殊点——最小存储量点和最小修复带宽点。通过对2个特殊点的定性与定量分析,发现新再生码可以利用复制来降低单节点修复带宽,并且平均修复带宽和平均磁盘I/O也会减少。     

与副本结合的部分再生码

n,k,d)再生码允许存储节点传送所存数据的线性组合以及增加修复入度d,显著地降低了修复带宽,但是引入了更多的参与节点数及磁盘I/O。针对这一不足,提出了一种将复制方式与再生码结合的(n,k,d,λ,θ)部分再生码,并得到了与再生码类似的阈值函数和2个特殊点——最小存储量点和最小修复带宽点。部分再生码可以综合利用修复入度d和副本因子θ同时降低修复带宽和磁盘I/O。当所有的节点存储量相等时,部分再生码的单点修复带宽和磁盘I/O均优于再生码。定量比较的结果也显示,在最小存储量点,部分再生码比再生码有更低的平均修复带宽和平均磁盘I/O;在最小修复带宽点,部分再生码有更低的平均磁盘I/O以及与再生码相近的平均修复带宽。更重要的是,部分再生码适用于d≤n－2的所有情形。     

基于(k+2,k)MSR的多容错低修复带宽编码

传统(k+2,k)最小存储再生码(MSR)在双节点失效的情况下,会有较高的修复带宽。为此,提出一种多容错编码方案。通过引入4个备份校验节点,使编码的上下部分均形成最小存储再生码结构。仿真结果表明,与现有的(k+2,k)MSR方案相比,该方案能降低双节点失效时的修复带宽。     

分布式存储系统最小带宽再生码研究

分布式存储系统常常使用纠删码冗余技术提高系统可靠性.为保证一定的冗余度,系统必须具有自修复能力再生失效数据.再生码是纠删码的一种改进形式,最大特点在于无需下载整个数据文件就能恢复单个节点数据,从而有效减少数据修复时的网络带宽.相关文献证明再生码数据修复时存在极值点—最小带宽再生点(MBR),由此提出最小带宽再生码MBRC.文中从数据分布、失效数据修复和数据重构三个方面描述了实现的原理,并通过构建数据矩阵和修复矩阵实现MBRC再生码.利用实例详细给出了再生码的实现过程,并理论证明正确性,最后仿真实验验证了MBRC的有效性.     

基于矩阵运算的最小冗余存储再生码MSRRC研究

分布式存储系统常常使用纠删码冗余技术提高数据的安全性和可靠性,从而使系统具有自修复失效数据的能力,但传统纠删码在修复失效节点时需要传输的数据量较大。再生码是纠删码的一种改进形式,它的主要特点是无需下载整个数据文件就能恢复单个节点数据,从而有效减少了数据修复时的网络带宽。相关文献证明数据修复时存在最小存储再生点(MSR),由此提出最小冗余存储再生码MSRRC。本研究主要采用数据矩阵和修复矩阵实现MSRRC再生码,通过实例详细给出再生码的实现过程,并理论证明其正确性,最后仿真实验验证了MSRRC的有效性。     

基于简单再生码的带宽感知的分布式存储节点修复优化

分布式存储系统为保证可靠性会采用一定存储冗余策略如多副本策略、纠删码策略.纠删码相对于副本具有存储开销小的优点,但节点修复网络开销大.针对修复网络开销优化,业界提出再生码与以简单再生码为代表的局部可修复码,显著降低了修复网络开销.然而,现有基于编码的分布式容错存储方案大都假设节点处于星型逻辑网络结构中,忽略了实际的物理网络拓扑结构和带宽信息.为实现拓扑感知的容错存储优化,相关研究在纠删码和再生码修复过程结合网络链路带宽能力,建立树型修复路径,进一步提高了修复效率.但由于编码和修复过程的差异性,上述工作并不适合于简单再生码修复.针对该问题,本文结合实际物理网络拓扑结构,将链路带宽能力引入到简单再生码的修复过程中,对带宽感知的简单再生码修复优化技术开展研究.论文建立了带宽感知节点修复时延模型,提出了基于最优瓶颈路径和最优修复树的并行修复树构建算法.并通过实验对所提算法性能进行了评估.实验结果表明,与星型修复方式相比,论文所提算法有效地降低了节点修复时延,提高了修复效率.     

基于简单再生码的分段编码方案

简单再生码将可容多错的RS纠删码与简单的异或运算相结合,在达到容忍任意n－k个节点故障可靠性的基础上,可以实现对单个失效节点的高效快速修复。对简单再生码的失效节点修复过程进行改进,提出一种新的基于简单再生码的分段编码方案,将f个具有相同下标的编码块分成两段,将每段中的编码块进行异或操作,生成一个新的校验块。对该方案的存储开销、磁盘读取的开销以及修复带宽开销进行性能分析和仿真实验,结果表明提出的基于简单再生码的分段编码方案在增加少量存储开销的同时,其修复带宽和磁盘读取的开销性能有了很大程度的优化,进一步验证了改进方案的正确性和有效性。     

分布式存储中精确修复最小带宽再生码的性能研究

分布式存储系统为保证数据可靠性,需要对数据进行冗余存储来应对由于节点失效所带来的数据不可靠性.基于矩阵积构造的精确修复最小带宽再生码除了能够显著降低系统的存储冗余,而且编码的构造参数之间没有约束限制,还能够显著降低修复带宽的开销,具有广阔的应用前景.然而,基于此编码方案所设计的分布式存储系统的性能开销并没有得到充分的研究和分析.针对该编码在分布式存储系统中数据上传、修复、下载3个阶段,分别比较CPU使用率、文件大小、缓冲区大小以及有限域大小对上述3个阶段中运算速度的影响,发现通过对相关参数进行合理配置,可以使得基于相应编码方案的分布式存储系统能够获得良好的运行性能.     

基于Harary图生成树的部分重复码构造

针对部分重复码的有效修复问题,本文基于Harary图生成树构造出了一种新型的部分重复(Fractional Repetition based on Spanning trees of Harary graph,FRSH)码.实验结果表明,相较于现有的里所(Read-Solomon,RS)码和简单再生码(Simple Regeneration Codes,SRC),FRSH码在修复带宽开销、修复局部性等方面得到了更低的开销,且改善了修复效率,并将故障节点的修复时间缩短.     

USN安全研究与设计

With the development of networked storage, the USN converging NAS and SAN appears, USN has many virtues: high performance, low lost and so on, but its security becomes more complex. Considering the situation,with making a deeply research on the performance, characteristic, and the architecture of the USN, the paper designs and implements a USN-based security algorithm, in which, the encryption and decryption are performed on the clien-t. and the USN server only provides identity authentication for user and the integrity verification for data. The test result indicates the algorithm can prevent many kinds invalid attacks, and make few influences on performance of the USN.     

网络存储技术的发展

介绍了网络存储技术中的三个主要方案DAS、NAS和SAN的技术要求、优缺点及他们的区别，并对网络存储技术的发展趋势进行了展望。     

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。     

一种新型的共享存储网络构架

在传统的DAS构架之后，SAN和NAS的解决方案给存储领域带来了巨大的影响，分析和比较了目前存在的各种存储构架，在SAN和NAS构架的基础上，结合其各自的优点，提出了一种新型的共事存储网络构架。阐明了这种构架的特点；并进一步采用SNIA共享存储模型(SNIA Shared Storage Model)分析了该构架；最后就这几种构架的性能作了比较。     

基于iSCSI OSD存储系统的设计与分析

iSCSI是一种高效的、高可扩展的存储协议,而对象存储系统是一种新兴的跨平台、安全性的网络存储架构。设计实现的基于iSCSI OSD存储系统,充分发挥了两者的优点。实验测试证明该系统具有较高的存储性能。     

一种融合NAS和SAN技术的存储网络系统

1 传统的NAS和SAN 为适应数据爆炸性的增长,先后出现两种非常重要的网络存储技术:NAS和SAN。按照存储网络工业协会(SNIA)的定义:NAS是可以直接联到网络上向用户提供文件级服务的存储设备。NAS是一种存储设备,有其简化的实时操作系统,它将硬件和软件有效地集成在一起,用以提供文件服务。目前     

存储网络虚拟化关键技术的研究与实现

存储技术经历了从单个的磁盘、磁带、RAID到存储网络系统的发展历程。存储区域网(SAN)是当今存储网络的主流技术，具有高性能、高可用性和良好的可扩展性等优点。但结构的复杂化不可避免地导致了存储环境与管理复杂度的增加。存储虚拟化是解决存储管理问题的有效手段，本文重点分析了基于存储区域网的存储虚拟化技术，讨论了其关键技术及其主要实现方法。     

存储网络化技术研究

简要介绍了网络存储的两种方式NAS和SAN，描述了各自的特点，并通过两种方式的结合实现了优势互补。     

智能大厦的数据存储解决方案的设计

智能大厦的5A系统需要大容量、高速传输的数据存储解决方案,针对传统依赖于服务器的存储模式的缺点和网络存储技术的优点进行了比较和分析,设计了基于附网存储和存储局域网的数据存储方案。     

NAS存储技术的研究与应用

网络存储NAS(Networkattachedstorage)是为了适应Internet发展需要而兴起的一门新技术,该文系统地分析了网络存储的结构及特点,研究了NAS主要技术的实现,并通过实例说明了NAS存储技术的实际应用。