面向纠删码存储集群的节点并发重构

来源：计算机研究与发展杂志2016年第9期北京时间：

作者：黄建忠,曹强,黄思倜,谢长生,

摘要：纠删码存储集群的一个关键设计目标是降低重构I/O所引起的网络流量，因为降低网络流量有助于缩短重构时间，进而提高可靠性.针对2个或多个失效节点并发重构这一研究话题，提出一种交叉式重构方案(interleavedreconstructionscheme,IRS).所有替换节点能协同、并行地重构所有失效分块.通过对现有集中式重构方案(centralizedreconstructionscheme,CRec)和分散式重构方案(decentralizedreconstructionscheme,DRec)的I/O流进行分析，分析发现CRec中存储管理器和DRec中替换节点是重构性能的瓶颈.针对此，IRS从2个方面进行改进：1)替换节点充当重构节点进行并行式重构，消除CRec中管理器这一重构瓶颈；2)利用纠删码的编码结构特性，所有替换节点协同地重构所有失效分块，确保重构时只传输一次所需存活分块.在Reed-Solomon码存储集群上实现了上述3个重构方案，并用真实I/Otrace进行对比测试.实验结果表明：当纠删码存储集群的编码参数为k=9和r=3时，IRS方案的双节点重构性能是其他2种重构方案的1.63倍；而3节点重构性能是其他2种重构方案的2.14倍.

关键词：纠删编码, 集群存储, 存储可靠性, 节点重构, 交叉式重构,