面向分布式存储的架构感知编码：可修复块失效弹性码

在云计算中部署的大规模分布式存储系统 (DSS) 中，导致节点块同时失效（或不可用）的相关故障很常见。在此类场景中，存储的数据或失效节点的内容只能从属于可用块的可用活动节点中重建。为分析系统对此类块失效的弹性，本工作引入了块失效弹性 (BFR) 码框架，其中数据（例如 DSS 中的文件）可通过从底层码字的可用块子集中读取相同数量的码字符号（节点）来解码。进一步，引入了可修复 BFR 码，其中失效块中的任意码字符号可通过联系系统中的剩余块子集来修复。推导了可修复 BFR 码的文件大小界限，分析了单节点存储与修复带宽之间的权衡，并推导了相应的最小存储再生 (BFR-MSR) 与最小带宽再生 (BFR-MBR) 点。针对参数的特殊情况，构造了达到这两个操作点的显式码，其中底层再生码字根据组合设计分布到 BFR 码字符号。最后，引入了 BFR 局部可修复码 (BFR-LRC)，推导了弹性的上界，并通过级联 Gabidulin 码与 MDS 码提供了最优码构造。通过使用 BFR-MSR/MBR 码作为局部码，进一步研究了 BFR-LRC 的修复效率。针对某些参数区间，提供了达到 BFR-MSR/MBR-LRC 最优弹性的码构造。总体而言，本工作引入了块失效框架以及最优码构造，并研究了面向分布式存储系统的架构感知编码。