本文關(guān)鍵詞：基于干擾對齊的高效云存儲修復(fù)方法研究

  更多相關(guān)文章： 云存儲 多節(jié)點修復(fù) 干擾對齊 MDS碼 柯西矩陣

【摘要】：隨著“信息大爆炸”時代的到來，應(yīng)對海量數(shù)據(jù)的存儲和處理問題的云存儲技術(shù)作為云計算的重要延伸被提出。由于云存儲中的存儲節(jié)點眾多，必然會出現(xiàn)存儲節(jié)點不可得的情況。為確保數(shù)據(jù)的高可靠性，云存儲系統(tǒng)引入了信息冗余機(jī)制和節(jié)點修復(fù)機(jī)制。如何保證在修復(fù)失效節(jié)點時系統(tǒng)資源消耗盡可能少、數(shù)據(jù)可靠性盡可能高已成為本業(yè)界關(guān)注的重要問題。在之前的研究中，大部分是針對單節(jié)點失效情形，但在實際云存儲環(huán)境中多節(jié)點失效的情況較為常見。本文研究基于干擾對齊的高效云存儲多節(jié)點修復(fù)方法，主要研究內(nèi)容和成果如下： 首先，基于網(wǎng)絡(luò)編碼特點和多節(jié)點修復(fù)模型，利用網(wǎng)絡(luò)信息流圖中的最大流最小割定理分析，推導(dǎo)了云存儲中節(jié)點的存儲容量和修復(fù)帶寬的理論下界，并證明了可達(dá)性。即當(dāng)且僅當(dāng)云存儲中的節(jié)點修復(fù)問題所對應(yīng)的信息流圖中的最小割值足夠大，則必定存在一個能解決其節(jié)點失效問題的網(wǎng)絡(luò)編碼方案。其次，利用存儲容量和修復(fù)帶寬的理論下界繪制出了存儲容量與修復(fù)帶寬之間的最優(yōu)折衷曲線，并得出兩個滿足存儲容量-修復(fù)帶寬最優(yōu)折衷曲線的極值點：以存儲容量最優(yōu)化為基礎(chǔ)的最小存儲再生碼和以修復(fù)帶寬最優(yōu)化為基礎(chǔ)的最小修復(fù)帶寬再生碼。進(jìn)一步，對精確的極大距離可分（Maximum Distance Separable，MDS）碼進(jìn)行擴(kuò)展，給出了一種滿足最小修復(fù)帶寬下界的，針對多個系統(tǒng)節(jié)點或冗余節(jié)點同時失效的多節(jié)點精確修復(fù)（Multi-node Exact Repair，MER）碼。 在同時修復(fù)多個失效節(jié)點時，不同失效節(jié)點的修復(fù)過程之間會相互干擾。因此，本文針對2k n，2k1d n1的情況，給出了一種基于干擾對齊的多節(jié)點精確修復(fù)方法——多節(jié)點最小存儲精確再生（Multi-node Exact Minimum StorageRegenerating，MMSR）碼。首先，利用基于干擾對齊的一般性節(jié)點修復(fù)模型，說明了干擾對齊技術(shù)在節(jié)點修復(fù)問題中的必要性。其次，給出了多節(jié)點最小存儲精確再生碼的一般性構(gòu)造方案，并證明了多節(jié)點最小存儲精確再生碼滿足MDS特性。進(jìn)一步，給出了兩種多節(jié)點修復(fù)過程：同步修復(fù)過程和異步修復(fù)過程。最后，為了驗證多節(jié)點最小存儲精確再生碼的MDS特性和可行性，給出了一個參數(shù)集為n, k, d, r7,3,5,2的多節(jié)點最小存儲精確再生碼的數(shù)據(jù)重建方案。仿真分析結(jié)果表明多節(jié)點最小存儲精確再生碼在保證修復(fù)帶寬和存儲容量盡可能小的情況下，，增加了數(shù)據(jù)可靠性。
【關(guān)鍵詞】：云存儲 多節(jié)點修復(fù) 干擾對齊 MDS碼 柯西矩陣
【學(xué)位授予單位】：重慶郵電大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TP333
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-15
• 1.1 選題背景與研究意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-14
• 1.2.1 云存儲中的節(jié)點修復(fù)問題10-11
• 1.2.2 網(wǎng)絡(luò)編碼在云存儲中的應(yīng)用11-12
• 1.2.3 干擾對齊在節(jié)點修復(fù)中的應(yīng)用12-13
• 1.2.4 云存儲中的多節(jié)點失效問題13-14
• 1.3 研究內(nèi)容與章節(jié)安排14-15
• 第二章 云存儲、網(wǎng)絡(luò)編碼和干擾對齊15-25
• 2.1 云存儲簡介15-16
• 2.2 糾刪碼原理16-17
• 2.3 網(wǎng)絡(luò)編碼相關(guān)技術(shù)原理17-22
• 2.3.1 有限域簡介17-19
• 2.3.2 網(wǎng)絡(luò)編碼概述19-20
• 2.3.3 網(wǎng)絡(luò)編碼的基本編碼與解碼過程介紹20-22
• 2.4 通信網(wǎng)中的干擾對齊技術(shù)簡介22-24
• 2.5 本章小結(jié)24-25
• 第三章 節(jié)點修復(fù)理論下界與多節(jié)點精確修復(fù)碼25-40
• 3.1 引言25-26
• 3.2 節(jié)點修復(fù)的三種經(jīng)典模型26-28
• 3.3 基于網(wǎng)絡(luò)編碼的節(jié)點存儲與修復(fù)帶寬理論下界28-33
• 3.4 存儲容量與修復(fù)帶寬的折衷分析33-35
• 3.5 基于網(wǎng)絡(luò)編碼的多節(jié)點精確修復(fù)碼35-39
• 3.5.1 精確修復(fù) MDS 碼簡介35-36
• 3.5.2 針對多節(jié)點精確修復(fù)的網(wǎng)絡(luò)編碼方案36-39
• 3.6 本章小結(jié)39-40
• 第四章 基于干擾對齊的多節(jié)點精確修復(fù)方法40-58
• 4.1 引言40-41
• 4.2 基于干擾對齊的一般性節(jié)點修復(fù)模型41-42
• 4.3 多節(jié)點精確修復(fù)碼的一般構(gòu)造42-48
• 4.3.1 系統(tǒng)節(jié)點的構(gòu)造43
• 4.3.2 冗余節(jié)點的構(gòu)造43-44
• 4.3.3 多節(jié)點最小存儲精確再生碼的 MDS 特性44-48
• 4.4 多節(jié)點修復(fù)方案48-53
• 4.4.1 兩種修復(fù)過程的一般性模型48-50
• 4.4.2 同步修復(fù)過程50-52
• 4.4.3 異步修復(fù)過程52-53
• 4.5 數(shù)據(jù)重建方案53-55
• 4.5.1 三個系統(tǒng)節(jié)點53-54
• 4.5.2 三個冗余節(jié)點54
• 4.5.3 兩個系統(tǒng)節(jié)點和一個冗余節(jié)點54-55
• 4.5.4 一個系統(tǒng)節(jié)點和兩個冗余節(jié)點55
• 4.6 仿真分析55-57
• 4.7 本章小結(jié)57-58
• 第五章 工作總結(jié)與展望58-60
• 5.1 本文工作總結(jié)58-59
• 5.2 未來工作的展望59-60
• 致謝60-61
• 參考文獻(xiàn)61-67
• 附錄67

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前7條

1 雷維嘉;謝顯中;李廣軍;;LDPC編碼與空時編碼相結(jié)合的編碼協(xié)作方法[J];電子科技大學(xué)學(xué)報;2009年01期

2 雷維嘉;謝顯中;李廣軍;;采用數(shù)字噴泉碼的無線協(xié)作中繼方案及其性能分析[J];電子學(xué)報;2010年01期

3 謝顯中;徐冰;雷維嘉;馬彬;;三小區(qū)環(huán)境中基于三角分解的低復(fù)雜度干擾對齊算法[J];電子與信息學(xué)報;2013年05期

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5 黃倩;王柳蘇;謝顯中;;基于干擾對齊的高效云存儲方法研究綜述[J];計算機(jī)應(yīng)用研究;2013年04期

6 謝顯中;雷維嘉;;抑制MIMO蜂窩系統(tǒng)中小區(qū)間干擾的多基站聯(lián)合處理研究進(jìn)展[J];數(shù)字通信;2009年03期

7 何典;吳敏;胡春華;;物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下負(fù)載均衡的低代價云存儲數(shù)據(jù)副本分布[J];中南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2012年04期

本文編號：862735