实现存储与修复带宽最优折中的最小磁盘 I/O 代价再生码
信息论
2026-01-15 v1 math.IT
摘要
分布式存储系统的编码方案设计中有多个性能指标。第一个指标称为修复带宽，用于衡量修复过程中所需的网络资源。另一个影响修复效率的关键指标是磁盘 I/O 代价，定义为在辅助节点处为修复失效节点而访问的数据包数量。在具有最优 I/O 代价的编码方案中，发送给新加入者的数据包数量与从存储器中读取的数据包数量完全相同。这种修复模式被称为无编码修复，因为辅助节点处不执行任何编码操作。除了最小化磁盘 I/O 代价外，无编码修复机制还具有在辅助节点处产生最小计算开销的优势。在本文中，我们证明了对于单节点失效，如果所有存活节点都参与失效节点的修复，我们可以实现存储与修复带宽之间基本折中曲线上的所有点。所提出编码方案的设计基于拟阵图论理论，这是一类基于图的拟阵的专门子类。我们证明了该方案在固定大小的有限域上可容忍无限次数的节点修复迭代。
引用
@article{arxiv.2601.09300,
title = {Regenerating codes with minimal disk I/O cost achieving optimal tradeoff between storage and repair bandwidth},
author = {Minhan Gao and Kenneth Shum},
journal= {arXiv preprint arXiv:2601.09300},
year = {2026}
}