本书以纠删码存储集群为研究对象，分别阐述编码原理和存储机制，对正常用户读、正常用户写、失效用户读、离线重构、在线重构、节点扩容、副本归档和存储节能等功能需求展开专题讨论，每个专题在分析现有研究的基础上，给出总体研究思路、具体设计方案和对比验证实验，可为分布式存储系统设计提供方案借鉴和技术参考。
样章试读
目录
- 前言
第1章 绪论(1)
1.1 纠删码存储的研究意义(1)
1.1.1 大规模可靠存储的应用需求(1)
1.1.2 副本方式具有低空间利用率(3)
1.1.3 纠删码具有高存储效率特性(5)
1.2 纠删码存储的研究现状(6)
1.2.1 纠删码存储方案的分类(6)
1.2.2 纠删码存储的国内研究现状(7)
1.2.3 纠删码存储集群的国外研究现状(7)
1.2.4 纠删码存储集群关键技术的研究概况(9)
1.3 纠删码存储集群的研究范畴(15)
1.3.1 纠删码存储的存取过程(15)
1.3.2 纠删码存储集群的I/O优化(17)
1.4 章节安排(21)
第2章 纠删码存储的理论基础(24)
2.1 纠删编码的基本理论(24)
2.1.1 容错原理(24)
2.1.2 RS编码(24)
2.1.3 LDPC编码(26)
2.1.4 阵列编码(27)
2.2 阵列码存储(29)
2.2.1 阵列码应用于外存(29)
2.2.2 阵列码应用于内存(31)
2.3 纠删码存储集群(32)
2.3.1 分布式存储系统概述(32)
2.3.2 基于纠删码的存储集群(33)
2.3.3 条带数据一致性约束(35)
2.4 Jerasure编码库(36)
2.4.1 运算模块(36)
2.4.2 具体函数(36)
2.5 术语与符号定义(38)
2.6 本章小结(40)
第3章 感知QoS和异构性的正常读方案(41)
3.1 存储集群的异构性(41)
3.1.1 存储硬件差异性(41)
3.1.2 访问负载动态性(42)
3.2 已有的动态读取优化算法(42)
3.3 面向QoS的正常读方案(43)
3.3.1 总体思路(43)
3.3.2 发起变换读的基准(44)
3.3.3 响应时间估汁(46)
3.3.4 变换节点集选择(47)
3.4 性能评估(48)
3.4.1 实验环境(48)
3.4.2 测试方法与原型系统设计(48)
3.4.3 实验结果与分析(50)
3.5 本章小结(53)
第4章 局部式小写更新方案(54)
4.1 数据更新基本原理(54)
4.2 现有数据更新方案(55)
4.2.1 写更新优化思路(56)
4.2.2 DUM更新方案(57)
4.2.3 PUM更新方案(58)
4.3 局部式更新优化方案（PUM-P和PDN-P）(59)
4.3.1 PUM-P更新方案(59)
4.3.2 PDN-P更新方案(61)
4.3.3 算法分析与比较(62)
4.3.4 混合式更新方案(63)
4.4 性能评估(65)
4.4.1 实验环境(65)
4.4.2 原型与测试方法(65)
4.4.3 实验结果与分析(66)
4.5 本章小结(70)
第5章 异构集群下负载感知的读取方法(71)
5.1 存储异构性及应对思路(71)
5.2 负载感知的重构读策略(LaRS)(72)
5.2.1 现有重构读策略在异构集群下的不足(72)
5.2.2 LaRS概述(73)
5.2.3 原理分析(74)
5.2.4 LaRS具体流程(75)
5.2.5 存活分块分布图的生成(75)
5.2.6 存活节点性能权值的更新(77)
5.2.7 具体实例(78)
5.3 自适应降级读优化策略(ADRS)(80)
5.3.1 现有降级读应对方案(80)
5.3.2 降级读优化策略(81)
5.3.3 ADRS原型设计(84)
5.4 性能评估(85)
5.4.1 实验环境(85)
5.4.2 原型和测试方法(86)
5.4.3 重构读实验结果和分析(87)
5.4.4 降级读实验结果与分析(89)
5.5 本章小结(90)
第6章 基于流水线方式的离线重构方案(91)
6.1 传统集中式离线重构方法(91)
6.1.1 重构工作流(91)
6.1.2 PULL传输模式(92)
6.1.3 PULL-Rep重构方法(93)
6.1.4 PULL-Sur重构方法(94)
6.2 流水线式离线重构模式(PUSH)(95)
6.2.1 PUSH-Rep重构方法(96)
6.2.2 PUSH-Sur重构方法(96)
6.2.3 重构链的设计(97)
6.3 模型建立与验证(98)
6.3.1 重构时间模型(99)
6.3.2 模型验证(102)
6.4 实验评估与分析(104)
6.4.1 实验环境(104)
6.4.2 实验结果与分析(104)
6.4.3 方案适用性讨论(107)
6.5 本章小结(108)
第7章 基于内存I/O重定向的在线重构方案(109)
7.1 在线重构中I/O互扰问题(109)
7.1.1 在线重构过程(109)
7.1.2 用户I/O和重构I/O的相互干扰(110)
7.2 基于内存I/O重定向的在线重构(RAM-RS)(111)
7.2.1 写重定向机制(111)
7.2.2 RAM-RS的设计思想(112)
7.2.3 RAM-RS的I/O处理方式(114)
7.3 基于RS码的内存区域(117)
7.3.1 RS码内存区域的参数确定(117)
7.3.2 混合式RS码内存区域(118)
7.4 性能评估(118)
7.4.1 原型与测试方法(119)
7.4.2 实验结果与分析(119)
7.4.3 实验小结(125)
7.5 本章小结(125)
第8章 面向最小化网络流量的扩容方案(126)
8.1 存储扩容概述与背景(126)
8.1.1 存储扩容的研究动机(126)
8.1.2 RS码集群下数据写过程(127)
8.1.3 挑战与对策(128)
8.1.4 集群扩容模式(129)
8.2 集群扩容方案设计(Scale-RS)(129)
8.2.1 基本设计思路(129)
8.2.2 数据分块迁移(131)
8.2.3 校验分块更新(134)
8.2.4 Scale-RS特点分析(135)
8.3 扩容性能优化设计(135)
8.3.1 写聚合优化(135)
8.3.2 延迟更新优化(136)
8.4 实验评估(136)
8.4.1 实验环境(136)
8.4.2 实验方案和测试方法(137)
8.4.3 实验结果与分析(137)
8.4.4 实验小结(140)
8.4.5 方案适用性讨论(141)
8.5 本章小结(141)
第9章 采用流水线编码来归档副本数据(143)
9.1 纠删码归档概述(143)
9.2 机架感知的链式分散布局(144)
9.3 流水线归档策略(146)
9.3.1 单链流水线归档策略(147)
9.3.2 多链流水线归档策略(150)
9.3.3 集中式策略与流水线策略的对比分析(151)
9.3.4 在r=4下的适用性考虑(153)
9.4 基于MCP模式的两种归档方案(DP/3x)(154)
9.4.1 现有纠删码归档方案概述(155)
9.4.2 基于链式分散机制的两种数据布局(156)
9.4.3 流水线数据归档方案DP和3x(157)
9.4.4 归档开销分析(159)
9.5 实验评估(161)
9.5.1 实验环境(161)
9.5.2 评估方法(161)
9.5.3 实验结果与分析(162)
9.6 本章小结(164)
第10章 用于存储集群的节点级节能方案(166)
10.1 存储节能的研究意义(166)
10.2 纠删码存储集群的节能方案(167)
10.21 基本研究思路(167)
10.22 基于RS码的集群节能存储框架(168)
10.2.3 冗余数据缓存机制(169)
10.2.4 缓存数据布局方案(170)
10.2.5 110存取策略(171)
10.26 自适应缓存阂值(173)
10.27 选择性节点激活策略(173)
10.3 可靠性模型与能耗模型(174)
10.3.1 符号定义(174)
10.3.2 可靠性评估(175)
10.3.3 缓存空间的确定(177)
10.3.4 缓存阂值的确定(177)
10.3.5 能耗模型(178)
10.4 实验测试(180)
10.4.1 测试环境(180)
10.4.2 实验方法(180)
10.4.3 实验结果与分析(181)
10.4.4 实验小结(184)
10.5 本章小结(185)
参考文献(186)
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