[论文解读] A Framework of Constructions of Minimum Storage Regenerating Codes with the Optimal Update/Access Property for Distributed Storage Systems Based on Invariant Subspace Technique.

Jie Li, Xiaohu Tang+1 more|arXiv (Cornell University)|Nov 20, 2013

Advanced Data Storage Technologies被引用 3

一句话总结

本文提出了一种通用框架，利用不变子空间技术构建具有两个校验节点的系统性最小存储再生（MSR）码。该方法实现了最优访问和更新特性，可在给定节点存储约束下，得到目前已知最大数量的系统性节点，同时将若干现有性能最佳的码作为特例涵盖在内。

ABSTRACT

In this paper, we present a generic framework for constructing systematic minimum storage regenerating codes with two parity nodes based on invariant subspace technique. Codes constructed in our framework not only contain some best known codes as special cases, but also include some new codes with good properties such as the optimal access property and the optimal update property. In addition, to the best of our knowledge, two of the new codes have the largest number of systematic nodes with the optimal update property for given store capacity of an individual node.

研究动机与目标

• 开发一个统一的框架，用于构建具有两个校验节点的系统性最小存储再生（MSR）码。
• 在分布式存储系统中实现最优的更新和访问特性。
• 在给定节点存储容量下，通过扩展现有构造方法，支持更大数量的系统性节点。
• 将已知高性能的MSR码作为特例统一纳入单一理论框架中。

提出的方法

• 该框架采用不变子空间技术，系统性地设计分布式存储系统的码构造。
• 通过利用源自不变子空间的代数结构，确保最优的更新和访问特性。
• 该方法推广了现有构造，支持推导出具有更好可扩展性的新码。
• 该框架基于在特定线性变换下保持不变的子空间的数学性质。
• 它支持在保持最优修复效率的同时，显式构造具有两个校验节点的码。
• 该方法支持对具有最小修复带宽和访问开销的码进行理论分析与实际实现。

实验结果

研究问题

• RQ1 如何设计一个统一框架，以构建具有最优更新和访问特性的系统性MSR码？
• RQ2 何种代数结构能够在固定节点存储容量下，实现最大数量系统性节点的MSR码构造？
• RQ3 哪些已知高性能MSR码可作为该框架中的特例推导得出？
• RQ4 不变子空间在实现分布式存储系统中最优修复效率方面起到何种作用？

主要发现

• 所提出的框架构造的具有两个校验节点的系统性MSR码，实现了最优的更新和访问特性。
• 已知的若干最佳性能MSR码被证明是该框架的特例。
• 该框架生成了具有改进可扩展性的新码，在给定节点存储容量下支持目前已知最大数量的系统性节点。
• 新构造的两种码在相同存储约束下，实现了迄今报告的最高数量系统性节点的最优更新特性。