课题研究内容

（1）海量数据的研究背景和最新发展动态。

（2）分布式存储系统的研究背景和最新发展动态。

（3）分布式存储系统现有的存储可靠性问题及解决方案。在了解海量数据存储的基础上，研究分布式存储系统的故障节点修复方法。

（4）基于纠删码的分布式存储系统的故障节点恢复算法实现。

毕业设计内容包括简介海量数据及分布式存储系统，对现有分布式存储系统中存在的存储可靠性问题及解决方案进行详细描述，并在其基础上对分布式存储系统的故障节点修复方法进行实现。

本课题的研究方法

本课题主要是针对纠删码中的RS编码进行算法研究实现。主要是解决完全的冗余备份机制的短板——存储效率低，尤其是在当前数据量爆炸式增长的情况下。较高的存储效率将为企业节省很大的成本。

本文首先介绍了大数据和分布式存储系统的背景以及当前常见的容错技术和之间的比较；然后介绍了纠删码的相关概念、原理以及编码实现技术，目前常见的纠删码技术包括RS编码、分组码和再生码，并且从数据编码性能和数据修复性能两方面对各种纠删码进行比较，也对不同存储系统对纠删码的性能需求进行分析；重点介绍了RS编码的理论、原理；最后对RS编码算法进行c语言实现，分别对不同节点失效进行实验仿真。

本文的主要研究内容

第一章主要介绍了纠删码研究的背景以及两大容错技术（多副本技术和纠删码技术），并且阐述了纠删码当前的研究现状。第二章主要介绍了纠删码的相关知识、原理以及当前主要的几种纠删码。第三章研究了纠删码中最成熟的一种方法—RS编码，主要分析了RS编码的原理。第四章通过C语言对RS编码进行仿真实验，验证RS编码的性能。第五章是对纠删码的总结以及对纠删码未来研究方向的展望。

经过多年的发展，RS编码作为最早的擦除代码，已经被深入研究。在编码效率，存储空间利用率或维修开销方面没有任何改进的余地。但是，基于XOR操作的一类擦除代码，由于其简单易用的实现，近年来引起了广泛的关注，而且还有很多工作要做。

在阵列代码中，由于它们的缺陷或多或少是目前所有种类的RAID-6编码，所以没有任何类被认为是RAID-6擦除码的最佳解决方案，因此在下一个时间段内，RAID-6编码是一项热门研究。同时，随着大规模存储系统的应用和开发，低故障率擦除代码难以适应存储系统的高可用性要求。因此，更高的故障率擦除码必将成为未来发展的方向。

在对擦除码性能影响的各种参数的分析比较中，我们发现各种擦除码有各自的优缺点。例如，垂直编码在各种计算效率上可以在理论上实现最佳效率，但磁盘数量和严格限制，尽管编码可以“减少”磁盘数量，但难以达到最佳效率计算。如何利用这些编码结构的优点来构建新的擦除码是未来的一个有趣的问题。