面向云存储容错系统的RS再生码

鄢喜爱; 张大方; 杨金民; 张波云

doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2016197

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

面向云存储容错系统的RS再生码

学术论文 | 更新时间：2024-06-05

- 面向云存储容错系统的RS再生码
- RS regenerating codes for cloud storage fault-tolerant system
- 通信学报 2016年37卷第10期页码：65-74
- 作者机构：
  
  1. 湖南大学信息科学与工程学院，湖南长沙 410082
  2. 湖南警察学院信息技术系，湖南长沙 410138
- 作者简介：
  
  [ "鄢喜爱（1972-），男，湖南长沙人，湖南大学博士生，湖南警察学院教授，主要研究方向为分布式存储、容错计算。" ]
  [ "张大方（1959-），男，湖南长沙人，湖南大学教授、博士生导师，主要研究方向为可信系统与网络、系统容错。" ]
  [ "杨金民（1967-），男，湖南长沙人，博士，湖南大学教授，主要研究方向为软件工程、系统容错。" ]
  [ "张波云（1972-），男，湖南长沙人，博士，湖南警察学院教授，主要研究方向为信息安全、系统容错。" ]
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金资助项目(61472130);国家自然科学基金资助项目(61471169);国家重点基础研究发展规划（“973计划）基金资助项目(2012CB315805);公安部公安理论及软科学研究计划基金资助项目(2013LLYJHNST040);湖南省科技厅科研基金资助项目(2014FJ3049);网络侦查技术湖南省重点实验室基金资助项目(2016WLZC006)
- DOI：10.11959/j.issn.1000-436x.2016197
  中图分类号： TP391
- 网络出版日期：2016-10，
  
  纸质出版日期：2016-10-25
- 稿件说明：
移动端阅览
鄢喜爱, 张大方, 杨金民, 等. 面向云存储容错系统的RS再生码[J]. 通信学报, 2016,37(10):65-74.

Xi-ai YAN, Da-fang ZHANG, Jin-min YANG, et al. RS regenerating codes for cloud storage fault-tolerant system[J]. Journal on communications, 2016, 37(10): 65-74.
鄢喜爱, 张大方, 杨金民, 等. 面向云存储容错系统的RS再生码[J]. 通信学报, 2016,37(10):65-74. DOI： 10.11959/j.issn.1000-436x.2016197.

Xi-ai YAN, Da-fang ZHANG, Jin-min YANG, et al. RS regenerating codes for cloud storage fault-tolerant system[J]. Journal on communications, 2016, 37(10): 65-74. DOI： 10.11959/j.issn.1000-436x.2016197.

摘要

面向云存储容错系统提出了一种 RS 再生纠删码，该编码继承了 RS 编码容多错的可靠性，又能实现容三错的高效性。对RS再生码中单节点故障混合修复方法进行了介绍，并求出了混合修复时磁盘读取数的理论下界。从理论上对RS再生码的存储开销、译码效率、修复带宽进行了性能评估。实验结果表明，RS再生纠删码比同类纠删码的修复性能有较大的提升，特别是采用混合修复算法以后，系统单故障恢复时间下降20.8%~28.2%。

Abstract

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.

关键词

Keywords

references

王意洁 , 孙伟东 , 周松 , 等 . 云计算环境下的分布存储关键技术 [J ] . 软件学报 , 2012 , 23 ( 4 ): 962 - 986 .

WANG Y J , SUN W D , ZHOU S , et al . Key technologies of distributed storage for cloud computing [J ] . Journal of Software , 2012 , 23 ( 4 ): 962 - 986 .

谭鹏许 , 陈越 , 兰巨龙 , 等 . 用于云存储的安全容错编码 [J ] . 通信学报 , 2014 , 35 ( 3 ): 109 - 115 .

TAN P X , CHEN Y , LAN J L , et al . Secure fault-tolerant code for cloud storage [J ] . Journal on Communications , 2014 , 35 ( 3 ): 109 - 115 .

LUO J Q , MOCHAN S , XU L H , et al . Efficient encoding schedules for XOR-based erasure codes [J ] . IEEE Transactions on Computers , 2014 , 63 ( 9 ): 2259 - 2272 .

LI M , SHU J . On cyclic lowest density MDS array codes constructed using starters [J ] . IEEE International Symposium on Information Theory , 2010 , 41 ( 3 ): 1315 - 1319 .

万武南 , 吴震 , 陈运 , 等 . 一种基于3容错阵列码的RAID数据布局 [J ] . 计算机学报 , 2007 , 30 ( 10 ): 1722 - 1730 .

WAN W N , WU Z , CHEN Y , et al . A data placement based on toleration on triple failures array codes in RAID [J ] . Chinese Journal of Computers , 2007 , 30 ( 10 ): 1722 - 1730 .

KVASHENNIKOV V V . Application of fast polynoamial transformations over GALOIS GF(2m) fields in Reed-Solomon coding and decoding [J ] . Telecommunications and Radio Engineering , 2012 , 71 ( 10 ): 85 - 90 .

BURGISSER P , CLAUSEN M , SHOKROLLAHI MA . Algebraic complexity theory [M ] . Springer Verlag Heidelberg . 1996 .

LACAN J , FIMES J . Systematic MDS erasure codes based on Vandermonde matrices [J ] . IEEE Communications Letters , 2004 , 8 ( 9 ): 570 - 582 .

PLANK J S , XU L . Optimizing cauchy Reed-Solomon codes for fault-tolerant network storage applications [C ] // The 5th IEEE International Symposium on Network Computing and Applications (IEEE NCA06) . Cambridge,MA , 2006 : 1 - 8 .

KALCHER S , LINDENSTRUTH V . Accelerating Galois field arithmetic for Reed-Solomon erasure codes in storage applications [C ] // IEEE International Conference on Cluster Computing . 2011 : 290 - 298 .

KHAN O , BURNS R , PLANK J S . Rethinking erasure codes for cloud file systems:minimizing I/O for recovery and degraded reads [C ] // USENIX.FAST 2012:10th USENIX Conference on File and Storage Technologies . San Jose,CA , 2012 : 1 - 14 .

李小兵 , 许胤龙 , 林一施 , 等 . 再生码:一类适用于云存储的准确修复编码 [J ] . 计算机应用与软件 , 2014 , 31 ( 8 ): 241 - 244 .

LI X B , XU Y L , LIN Y S , et al . X regenerating codes:a class of accurate repair codes for cloud storage [J ] . Computer Applications and Software , 2014 , 31 ( 8 ): 241 - 244 .

PLANK J S . A tutorial on Reed-Solomon coding for fault-tolerance in RAID-like systems [J ] . Software:Practice and Experience , 1997 , 27 ( 9 ): 995 - 1012 .

CORBETT P , ENGLISH B , GOEL A , et al . Row diagonal parity for double disk failure correction [C ] // Proceedings of the Third USENIX Conference on File and Storage Technologies . Berkeley,CA,USA , 2004 : 1 - 14 .

邱丽娜 , 王芳 , 李楚 , 等 . 一种容三盘失效纠删码的单数据盘失效快速重建方法 [J ] . 计算机学报 , 2013 , 36 ( 10 ): 2041 - 2051 .

QIU L N , WANG F , LI C , et al . EDS:a novel scheme for boosting single disk failure recovery of triple erasure correcting code storage systems [J ] . Chinese Journal of Computers , 2013 , 36 ( 10 ): 2041 - 2051 .

XIANG L , XU Y , LUI J C S , et al . Optimal recovery of single disk failure in RDP code storage systems [J ] . ACM Sigmetrics Performance Evaluation Review [J ] . ACM , 2010 , 38 ( 1 ): 119 - 130 .

BLOEMER J M , KALFANE M , KARPINSKI R . An XOR-based erasure-resilient coding scheme [R ] . Technical Report at ICSI , 1995 .

万武南 , 王拓 , 索望 . 一种三容错数据布局 [J ] . 电子与信息学报 , 2013 , 35 ( 10 ): 2341 - 2346 .

WAN W N , WANG T , SUO W , et al . A data placement based on toleration triple failures [J ] . Journal of Electronics ＆ Information Technology , 2013 , 35 ( 10 ): 2341 - 2346 .

LI J , LI B . Erasure coding for cloud storage systems:a survey [J ] . Tsinghua Science and Technology , 2013 , 18 ( 3 ): 259 - 272 .

HU Y , YU M C , LEE P P C , et al . NCFS:on the praticatity and extensibility of a network-coding based distributed file system [C ] // International Symposium on Network Coding . Beijing , 2011 : 1 - 6 .

浏览量

1311

下载量

CSCD

文章被引用时，请邮件提醒。

提交

工具集

关联资源

基于再生码的云存储系统——Ustor

面向连接关键词可搜索加密的查询恢复攻击

面向云存储的属性基双边访问控制方案

基于区块链且可验证的智能电网多维数据聚合与分享方案

基于分层结构的匹配量隐藏加密多重映射方案