扩展子条带的piggybacking编码构造

作     者：杨红志 王静 李瞳 张洁薇 刘向阳 

作者机构：长安大学信息工程学院 西北工业大学电子信息学院 

出 版 物：《哈尔滨工业大学学报》 (Journal of Harbin Institute of Technology)

年 卷 期：2025年

核心收录：

学科分类：08[工学] 081201[工学-计算机系统结构] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金(62001059) 陕西省重点研发计划项目(2024GY-YBXM-068) 

主　　题：分布式存储 最大距离可分码 piggybacking编码 修复度 修复带宽 

摘      要：为解决现有piggybacking编码存在的修复度大、校验节点修复带宽高以及无法实现多节点快速修复等问题，本文提出一种扩展子条带的piggybacking编码(substripe-added piggybacking， SAP)构造方案。SAP构造在最大距离可分(maximum distance separable， MDS)码的基础上扩展子条带，将信息节点数据块分区均匀嵌入，校验节点数据块循环移位放置。通过理论推导，确定SAP信息节点和校验节点平均修复带宽率、平均修复度率。最后，将SAP与RSR-I、RSR-II和OOP就存储开销、修复带宽开销和修复度3个方面进行对比。结果表明，与RSR-I、RSR-II和OOP相比，扩展子条带的piggybacking编码不仅实现了修复度最优，而且在保证信息节点修复带宽开销较低的同时，明显降低校验节点的修复带宽开销，且能快速修复多校验节点故障，明显改善了多校验节点故障修复带宽过高的不足。本文提出的SAP编码能够显著提高piggybacking编码中数据恢复的效率，尤其是在处理多校验节点故障的情况下，提供了一种快速修复方法，为优化piggybacking编码提供了一种有效方案。