STAIR 码：一类用于容错设备故障与扇区故障的通用纠删码

实际存储系统常采用纠删码来容忍设备故障和扇区故障，这两者在实际应用中均十分普遍。然而，传统纠删码利用设备级冗余来防护扇区故障，因此导致了显著的空间开销。近期的扇区 - 磁盘（SD）码仅适用于有限的配置。通过做出一个宽松但实用的假设，我们构建了一类称为\emph{STAIR 码}的通用纠删码家族，该码能够高效且可证明地容忍设备故障和扇区故障，且对存储阵列的大小、可容忍的设备故障数量及扇区故障数量没有任何限制。我们提出了\emph{上行编码}和\emph{下行编码}方法，它们为不同配置提供了互补的性能优势。我们在空间节省、编解码速度和更新成本方面对 STAIR 码进行了广泛的实验。结果表明，STAIR 码不仅提高了相对于传统纠删码的空间效率，而且基于我们特殊的码构造，提供了优于 SD 码的计算效率。最后，我们提出了表征 STAIR 码可靠性的分析模型，并表明 STAIR 码支持更广泛的配置对于容忍实际中发现的扇区故障突发至关重要。