基于矩阵变换和可调节环的部分重复码构造

目前在构造部分重复码(Fractional Repetition Codes, FRC)的研究方法中发现, 大多数是基于同构的分布式存储系统, 但实际的存储系统往往需要满足异构的特性. 为此, 本文提出了两种构造异构FRC的方法, 一种是基于矩阵变换构造的异构FRC, 该方法用于构造重复度为2, 节点存储容量异构的FRC, 相比用正则图构造的同构FRC, 具有算法计算复杂度低, 更符合现实存储系统的优点; 另外, 本文还提出了运用可调节环构造FRC的方法, 用于构造重复度为2或3的FRC, 即可得到节点存储容量同构的FRC也可得到异构的FRC. 与现有的FRC对比分析, 发现本文构造的FRC在节点存储容量上具有异构的特点, 修复局部性好, 同时构造算法运算复杂度低, 可以大范围的选择参数, 构造结构简单直观.     

基于差集矩阵的部分重复码构造

针对最小带宽再生码的有效修复问题,该文提出一种基于差集矩阵的部分重复(FR)码的构造算法。利用差集矩阵和克罗内克(Kronecker)和来构造正交排列,根据正交排列每一列取相同元素所在行作为节点的编码块,得到相应的FR码。构造的FR码可以划分成多个平行类,同时还能调整数据块的重复度和节点的存储容量。仿真结果表明,与传统的里德-所罗门(RS)码和简单再生码(SRC)相比,构造的FR码在修复复杂度、修复带宽开销和修复局部性方面具有更好的性能,修复选择度上虽然是基于表格的修复方案,但选择度依旧可以达到很高。     

局部修复码的最优构造

分布式存储系统采用冗余策略来确保数据的可靠性和可用性,局部修复码(locally repairable codes,LRC)引起了广泛的关注,极大地减少了数据修复过程中所连接的节点数,在数据存储中作用极大。每个信息码元可以从其他t个不相交的集合中修复,且每个集合大小为r,称此类码具有(r,t)局部度。从校验矩阵入手,提出两种构造具有(r,t)局部度的LRC的方法。方法一利用λ=1的非循环相对差集(relative difference sets,RDS)构造关联矩阵,方法二提出了利用酉设计构造关联矩阵,均在关联矩阵的右侧添加单位矩阵,构造LRC的校验矩阵。两种方法构造的LRC均是一个修复集中包含一个校验节点,并且可以达到任意(r,t)局部度。理论分析表明,构造的两种码的最小距离均满足最小距离界,证明了两种码均是最优的LRC。非循环相对差集构造的码的信息率为1/2,酉设计构造的码的码率在一定条件下高于1/2,码率为r/r+t。     

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.     

基于Hadamard矩阵构造部分重复码

针对分布式存储系统故障节点修复问题,提出一种部分重复(FR)码的构造算法.由Hadamard矩阵经过简单变换直接构造FR码.随后引入了分组思想,由8阶Hadamard矩阵构造分组FR码(HGFR),构造更加简洁直观,实现多故障节点在局部修复组内进行精确无编码修复.理论分析发现,与RS码和SRC简单再生码相比,设计的HG...     

异构部分重复码的构造

针对分布式存储系统部分重复(FractionalRepetition,FR)码大都是同构的问题,提出了基于Hadamard矩阵和基于[7,3,4]简单图形构造异构的FR码的两种新型构造设计算法,构造方法更加简洁.其中基于Hadamard矩阵构造存储容量异构的FR码可实现由同构经过简单变换为异构的编码方式;基于[7,3,...