基于LDPC碼的分布式容災(zāi)系統(tǒng)及其性能研究.pdf

1、隨著信息時(shí)代的來(lái)臨，企業(yè)數(shù)據(jù)量正成爆炸式增長(zhǎng)，企業(yè)的生存對(duì)數(shù)據(jù)的依賴(lài)程度越來(lái)越高。當(dāng)災(zāi)難發(fā)生時(shí)，如何迅速完整的恢復(fù)數(shù)據(jù)，是當(dāng)前最受工業(yè)界和學(xué)術(shù)界普遍關(guān)注的問(wèn)題之一。集中式本地備份可以應(yīng)對(duì)本地的不嚴(yán)重的錯(cuò)誤，但當(dāng)企業(yè)數(shù)據(jù)中心所在地發(fā)生地震、海嘯、恐怖襲擊等突發(fā)事件時(shí)，備份數(shù)據(jù)可能與原數(shù)據(jù)一樣不能幸免于難。因此，當(dāng)前很多重要部門(mén)和大型企業(yè)如政府部門(mén)、銀行、證券中心等都在異地建有容災(zāi)中心，即對(duì)本地?cái)?shù)據(jù)做一份在遠(yuǎn)程做一份鏡像備份。這種方案可以在

2、一定程度上保證信息數(shù)據(jù)的可靠性，但是一旦源數(shù)據(jù)與備份數(shù)據(jù)同時(shí)發(fā)生故障，信息數(shù)據(jù)就無(wú)法恢復(fù)。因此，對(duì)于某些關(guān)鍵的不容丟失的數(shù)據(jù)，本地?cái)?shù)據(jù)中心+鏡像備份中心的方案所提供的數(shù)據(jù)可靠性不能令人滿(mǎn)意。
　　 糾刪碼技術(shù)是容災(zāi)系統(tǒng)中提高數(shù)據(jù)可靠性的另一種有效手段，其較早應(yīng)用于本地磁盤(pán)陣列和通信領(lǐng)域。它的基本思想是將數(shù)據(jù)分成若干塊，通過(guò)某種編碼方案，生成校驗(yàn)數(shù)據(jù)塊。這樣只需保證原數(shù)據(jù)塊和校驗(yàn)數(shù)據(jù)塊中的部分?jǐn)?shù)據(jù)塊可用，即可恢復(fù)信息數(shù)據(jù)。根據(jù)恢復(fù)

3、信息數(shù)據(jù)所需要的數(shù)據(jù)塊數(shù)可將糾刪碼分為MDS碼和非MDS碼。與鏡像技術(shù)相比，糾刪碼技術(shù)可以在增加較小空間開(kāi)銷(xiāo)的情況下，為企業(yè)數(shù)據(jù)提供更高的可靠性，代價(jià)是需要編碼和解碼操作，造成一定的時(shí)間開(kāi)銷(xiāo)。
　　 低密度校驗(yàn)碼最早由Gallager于1963年在其博士論文中提出，是被證明具有優(yōu)異的糾錯(cuò)性能的好碼。但由于編譯碼復(fù)雜度較高，在當(dāng)時(shí)的硬件條件下沒(méi)能得到廣泛應(yīng)用，直到1996年Mackay和Neal的重新研究，才使LDPC碼重新受到人

4、們的重視?，F(xiàn)在LDPC碼已經(jīng)廣泛應(yīng)用于通信領(lǐng)域，成為衛(wèi)星數(shù)字視頻廣播DVB-S2的通用標(biāo)準(zhǔn)。鑒于其非MDS特性，本文提出一種基于最小刪除列表的容錯(cuò)性能評(píng)估機(jī)制，對(duì)LDPC碼的容錯(cuò)性能進(jìn)行分析，與最小海明距離相比，能更好的反映出其容錯(cuò)能力。給出了最小刪除列表的生成算法，并在Matlab下編程實(shí)現(xiàn)。對(duì)若干不同碼長(zhǎng)的糾刪碼進(jìn)行了測(cè)試，分析了碼長(zhǎng)和校驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)碼字容錯(cuò)能力的影響。對(duì)基于糾刪碼機(jī)制的容災(zāi)模型和基于復(fù)制的容災(zāi)模型的性能，針對(duì)節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)、