網(wǎng)絡(luò)編碼在分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)中運(yùn)用的研究.pdf

1、網(wǎng)絡(luò)編碼由R.Alswede于“Network Information Flow”一文中首次提出，它徹底改變了傳統(tǒng)路由的存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)模式，允許中間節(jié)點(diǎn)對(duì)收到的數(shù)據(jù)包進(jìn)行信息重組，從而達(dá)到多播通信網(wǎng)絡(luò)的容量上界。Acedanski等人在“How good is random linear coding baseddistributed networked storage“一文中更是將網(wǎng)絡(luò)編碼的思想引入到存儲(chǔ)技術(shù)中，提出了一種隨機(jī)線性編碼方案。

2、網(wǎng)絡(luò)編碼自提出以來(lái)就受到了各界學(xué)者的密切關(guān)注。
　　近年來(lái)，隨著互聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)信息量呈指數(shù)級(jí)的增長(zhǎng)，信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)已將其技術(shù)重心轉(zhuǎn)移至對(duì)存儲(chǔ)技術(shù)的研究。傳統(tǒng)的客戶機(jī)/服務(wù)器存儲(chǔ)模型已無(wú)法滿足人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的存儲(chǔ)需求。分布式存儲(chǔ)主要利用網(wǎng)絡(luò)中閑置的存儲(chǔ)空間，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將網(wǎng)絡(luò)中的閑置PC機(jī)組合起來(lái)搭建成信息存儲(chǔ)資源池。因其良好的可擴(kuò)展性和低廉的價(jià)格得到了廣泛的運(yùn)用。有人提出將網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)運(yùn)用于分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)中。研究表明，將網(wǎng)絡(luò)編

3、碼應(yīng)用于分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)不僅能夠節(jié)約帶寬消耗，還能很好的實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡，增強(qiáng)系統(tǒng)的健壯性，對(duì)分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)的發(fā)展和改進(jìn)意義重大。
　　本文首先對(duì)Acedanski等人提出的基于隨機(jī)線性編碼的存儲(chǔ)方案進(jìn)行了研究，對(duì)比了復(fù)制、糾刪碼等常見(jiàn)存儲(chǔ)方案，得出隨機(jī)線性編碼存儲(chǔ)方案能在消耗更少額外存儲(chǔ)帶寬的情況下以較高的概率完成源文件重構(gòu)的結(jié)論。接著，本文針對(duì)網(wǎng)絡(luò)編碼方案對(duì)分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)下基于再生碼的節(jié)點(diǎn)修復(fù)技術(shù)進(jìn)行了研究。該修復(fù)技術(shù)最大的優(yōu)點(diǎn)在于

4、無(wú)需下載整個(gè)源文件就可實(shí)現(xiàn)失效節(jié)點(diǎn)的修復(fù)，能大大減少節(jié)點(diǎn)修復(fù)時(shí)的帶寬開銷。相關(guān)文獻(xiàn)證明了再生碼方案存在兩個(gè)極值點(diǎn)即:最小存儲(chǔ)帶寬再生點(diǎn)(Minimum storageregeneration points，MSR)和最小節(jié)點(diǎn)修復(fù)帶寬再生點(diǎn)(Minimum bandwidth regenerationpoints，MBR)。本文對(duì)其對(duì)應(yīng)的兩種編碼修復(fù)技術(shù):最小存儲(chǔ)再生碼(Minimum storageregeneration code，M