三角形结合方案的最优局部修复码构造

1

作者 王静 李静辉 +1 位作者 杨佳蓉 王娥 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期1596-1605,共10页

局部修复码(LRCs)为用于分布式存储系统中的新型纠删码,能够有效实现海量数据的可靠高效存储,构造具有(r,t)局部性的LRCs已成为当前研究热点.为此,提出基于三角形结合方案的LRCs构造方法,可构造具有任意(r,t)局部性的二元最优LRCs.性能... 局部修复码(LRCs)为用于分布式存储系统中的新型纠删码,能够有效实现海量数据的可靠高效存储,构造具有(r,t)局部性的LRCs已成为当前研究热点.为此,提出基于三角形结合方案的LRCs构造方法,可构造具有任意(r,t)局部性的二元最优LRCs.性能分析结果表明,构造的可用性t=2的LRCs达到了最优码率界,构造的具有任意局部性r>2和可用性t>2的LRCs达到了最优最小距离界.与基于近正则图及基于直积码等构造方法相比,本文构造出的LRCs在码率上表现更优且参数选择更灵活. 展开更多

关键词 分布式存储系统 局部修复码 三角形结合方案 最小距离

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基于正交拉丁方的局部修复码构造

2

作者 刘帅帅 王静 +1 位作者 刘哲 徐忠环 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期501-509,共9页

针对目前具有(r,t)局部性的局部修复码码率较低且构造过程中计算复杂度过高的问题,提出基于正交拉丁方的二元局部修复码构造方法.根据正交拉丁方元素与矩阵位置的对应关系构造关联矩阵,得到具有全符号局部性的局部修复码(AS-LRCs),该码... 针对目前具有(r,t)局部性的局部修复码码率较低且构造过程中计算复杂度过高的问题,提出基于正交拉丁方的二元局部修复码构造方法.根据正交拉丁方元素与矩阵位置的对应关系构造关联矩阵,得到具有全符号局部性的局部修复码(AS-LRCs),该码的码率和码长渐近边界条件,且最小距离较大.利用关联矩阵级联单位矩阵构造信息位具有(r,t=2)局部性的单校验局部修复码,该码的最小距离和码率均满足最优边界条件,为最优局部修复码.考虑到实际分布式存储系统中存在高故障率节点,利用正交拉丁方完备组构造具有信息位局部性的高可用性单校验局部修复码(IS-LRCs),可以灵活选择可用性t,提高了系统的鲁棒性与灵活性. 展开更多

关键词 分布式存储系统 局部修复码 正交拉丁方 最小距离 节点故障率

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几类near MDS码和最优局部修复码的构造

3

作者 王鑫然 衡子灵 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期957-966,共10页

局部修复码是一种通过局部修复提高存储节点修复效率的重要编码方法,在分布式存储和云存储中有重要应用.本文首先构造了几类维数为4或5的near MDS(near Maximum Distance Separable)码,精确计算出了它们的参数和重量分布.特别地,得到了... 局部修复码是一种通过局部修复提高存储节点修复效率的重要编码方法,在分布式存储和云存储中有重要应用.本文首先构造了几类维数为4或5的near MDS(near Maximum Distance Separable)码,精确计算出了它们的参数和重量分布.特别地,得到了一些参数相同但重量分布不同的near MDS码.此外,通过确定near MDS码的局部度,得到了几类距离最优和维数最优的局部修复码.这些局部修复码的参数和文献中已知最优局部修复码的参数不同. 展开更多

关键词 near MDS码 重量分布 局部修复码 分布式存储

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短码长四元最优局部修复码的构造 被引量：1

4

作者 李瑞虎 展秀珍 +2 位作者 付强 张茂 郑尤良 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第12期3749-3757,共9页

在分布式存储系统中,当节点发生故障时局部修复码(LRC)可以通过访问少量其他节点来恢复数据,然而LRC的局部度不尽相同,该文构造了短码长且局部度较小的四元LRC。当码长不超过20,最小距离大于2时,若四元距离最优线性码的生成阵维数不超... 在分布式存储系统中,当节点发生故障时局部修复码(LRC)可以通过访问少量其他节点来恢复数据,然而LRC的局部度不尽相同,该文构造了短码长且局部度较小的四元LRC。当码长不超过20,最小距离大于2时,若四元距离最优线性码的生成阵维数不超过校验阵维数,可利用其生成阵给出LRC,否则利用其校验阵给出LRC。对已构造的LRC的生成阵或校验阵,利用删除、并置等方法得到新矩阵,从而构造出190个码长n≤20,最小距离d≥2的LRC。除12个LRC外,其他LRC是局部度最优的。 展开更多

关键词 最优码 局部修复码 生成阵 校验阵

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2类最优局部修复码的构造 被引量：1

5

作者 李锦 申大玲 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2021年第7期993-997,共5页

局部修复码可以提高分布式存储系统中失效节点的修复效率,是分布式存储编码领域的研究热点。文章研究最优局部修复码的构造,利用二元常重量码构造了两类矩阵,并以这两类矩阵作为校验矩阵,构造了局部性为r、最小距离分别为d=5和d=6的两... 局部修复码可以提高分布式存储系统中失效节点的修复效率,是分布式存储编码领域的研究热点。文章研究最优局部修复码的构造,利用二元常重量码构造了两类矩阵,并以这两类矩阵作为校验矩阵,构造了局部性为r、最小距离分别为d=5和d=6的两类最优局部修复码。 展开更多

关键词 分布式存储系统 局部修复码 最优码

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基于Hadamard矩阵的最优局部修复码构造

6

作者 王静 田松涛 +2 位作者 雷珂 王相隆 任亚倩 《电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期856-861,共6页

现有的局部修复码大多能满足最小距离最优的边界条件,但是在满足最小距离最优情况下构造维度最优的局部修复码还比较困难。针对上述问题,提出一种基于Hadamard矩阵的最优局部修复码的构造方法,通过对Hadamard矩阵进行扩展,构造局部修复... 现有的局部修复码大多能满足最小距离最优的边界条件,但是在满足最小距离最优情况下构造维度最优的局部修复码还比较困难。针对上述问题,提出一种基于Hadamard矩阵的最优局部修复码的构造方法,通过对Hadamard矩阵进行扩展,构造局部修复码的校验矩阵,进而通过此校验矩阵构造最优局部修复码。首先,基于Hadamard矩阵构造局部修复码的校验矩阵,通过校验矩阵构造的局部修复码的最小距离可以达到最优最小距离界,但是其维度没有达到最优维度边界条件;为进一步提高维度,将校验矩阵中的关联矩阵0和1元素互换得到新的关联矩阵,通过和新的关联矩阵级联进行扩展,构造的扩展局部修复码不仅可以达到最小距离最优,且能达到维度最优的边界条件。与现有局部修复码相比,该构造的局部修复码是最小距离和维度最优的局部修复码,且其码率也更逼近局部修复码最优码率的边界。 展开更多

关键词 码率 维度 HADAMARD矩阵 局部修复码 最小距离

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基于RBIBD的最优局部修复码构造

7

作者 王静 李静辉 +1 位作者 杨佳蓉 王娥 《电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期366-371,共6页

随着数据量的迅速增长,对存储海量数据的分布式存储系统的可靠性和有效性的要求日益增加。局部修复码(LRCs)具有良好的修复局部性,能够有效实现海量数据在分布式存储系统中的可靠高效存储,构造具有(r,t)局部性的局部修复码已经成为当前... 随着数据量的迅速增长,对存储海量数据的分布式存储系统的可靠性和有效性的要求日益增加。局部修复码(LRCs)具有良好的修复局部性,能够有效实现海量数据在分布式存储系统中的可靠高效存储,构造具有(r,t)局部性的局部修复码已经成为当前研究的热点。为此,提出了一种基于可分解均衡不完全区组设计(RBIBD)的最优局部修复码的构造方法,构造信息位具有(r,t)局部性的二元最优单校验LRCs。性能分析表明,构造的LRCs达到了最小距离最优边界,且在码率上表现得更优。 展开更多

关键词 分布式存储系统 局部修复码 最小距离 均衡不完全区组设计

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二元局部修复码的新构造 被引量：3

8

作者 杨森 李瑞虎 +1 位作者 付强 吕良东 《空军工程大学学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 2019年第6期104-108,共5页

局部修复码(Locally Repairable Codes,简记为LRCs)是一种可以减小分布式存储系统修复带宽的新型纠删码。依据二元最优码的不同距离特性而改变校验矩阵的方法,提出了由奇距离局部修复码扩展构造偶距离局部修复码的一种方法;而且提出了... 局部修复码(Locally Repairable Codes,简记为LRCs)是一种可以减小分布式存储系统修复带宽的新型纠删码。依据二元最优码的不同距离特性而改变校验矩阵的方法,提出了由奇距离局部修复码扩展构造偶距离局部修复码的一种方法;而且提出了通过删截的方法构造新的性能优良的局部修复码。利用这两种方法,构造出四组码长为n≤24,维数为k≥8且距离为6≤d≤8具有较小局部修复度的码,这些码都达到了C-M界。这些结果对于研究更大距离的二元最优局部修复码以及一般域上的最优局部修复码的构造,将具有借鉴意义。 展开更多

关键词 局部修复码 局部修复度 校验矩阵 二元最优线性码 C-M界

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低维四元局部修复码的构造 被引量：1

9

作者 展秀珍 李瑞虎 +2 位作者 付强 李沪生 吕京杰 《空军工程大学学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 2021年第3期104-110,共7页

在分布式存储系统中,当节点发生故障时,局部修复码能够提高修复效率。四元距离最优码易于实现,当给定码长和维数时,四元距离最优码的纠错能力优于二元距离最优码,但目前利用四元距离最优码构造四元局部修复码的研究存在很多空白。设四... 在分布式存储系统中,当节点发生故障时,局部修复码能够提高修复效率。四元距离最优码易于实现,当给定码长和维数时,四元距离最优码的纠错能力优于二元距离最优码,但目前利用四元距离最优码构造四元局部修复码的研究存在很多空白。设四元距离最优码的维数2≤k≤4,由给定维数的四元Simplex码与MacDonald码以及少量距离最优码的生成矩阵,利用扩展、删除与并置等组合方法,设法构造出任意码长n≥k+1且局部度较小的四元局部修复码。确定出达到Singleton-Like界或Cadambe-Mazumdar界的四元局部修复码。证明除55个四元局部修复码外,其余的四元局部修复码都是局部度最优的。 展开更多

关键词 四元距离最优码 局部修复码 生成矩阵

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基于循环码的三元局部修复码构造

10

作者 郑尤良 李瑞虎 +1 位作者 吕京杰 张茂 《空军工程大学学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 2020年第4期108-111,共4页

局部修复码(Locally Repairable Codes)是一种能为分布式存储系统提供信息修复能力的新型纠删码。针对目前三元域上局部修复码的研究尚不充分的情况,给出了利用循环码构造局部修复码的一般方法。首先从循环码的码长出发,计算出对应的3-... 局部修复码(Locally Repairable Codes)是一种能为分布式存储系统提供信息修复能力的新型纠删码。针对目前三元域上局部修复码的研究尚不充分的情况,给出了利用循环码构造局部修复码的一般方法。首先从循环码的码长出发,计算出对应的3-分圆陪集,然后通过分圆陪集的组合确定各循环码的定义集从而确定码的距离和局部度,进而构造了码长8≤n≤50范围内达到Cadambe-Mazumdar(C-M)界的三元局部修复码。特别是通过定义集设计对偶距离,并利用BCH界筛选分圆陪集,构造了3种具有小局部度的最优局部修复码。这些研究结果进一步完善了三元局部修复码的相关构造理论。 展开更多

关键词 局部修复码 三元域 C-M界 循环码 定义集

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短码长的五元最优局部修复码

11

作者 张茂 李瑞虎 +1 位作者 宋倩 陈刚 《空军工程大学学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 2020年第3期106-110,共5页

在分布式存储系统中,应用局部修复码(LRCs),可以提高修复错误节点的效率。研究了码长不大于31的五元最优LRCs,给出了4类五元最优LRCs及其具体刻画。首先利用距离最优的线性码和Simplex码等特殊码,构造了性能较好的LRCs的校验矩阵。对已... 在分布式存储系统中,应用局部修复码(LRCs),可以提高修复错误节点的效率。研究了码长不大于31的五元最优LRCs,给出了4类五元最优LRCs及其具体刻画。首先利用距离最优的线性码和Simplex码等特殊码,构造了性能较好的LRCs的校验矩阵。对已得到的LRCs,通过矩阵变换、矩阵拼接和删截的方法,给出了其他LRCs。所构造的五元LRCs的最小距离为2≤d≤8和d=10,参数均达到了Singleton界。这些结果对于其他五元最优LRCs和一般域上最优LRCs的构造具有借鉴意义。 展开更多

关键词 局部修复码 最优码 Singleton形界

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短码长二元循环码的局部修复度 被引量：3

12

作者 饶驿 李瑞虎 +1 位作者 付强 杨瑞磻 《空军工程大学学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 2017年第2期106-110,共5页

局部修复码是一种局部纠删编码,近年来在分布式存储系统中得到了广泛的应用。码的局部修复度为r指的是,码字的任一位发生删除错误时至多需要该码字的其他r位进行恢复。研究了r≤3的二元循环局部修复码的存在性与构造。基于循环码定义集... 局部修复码是一种局部纠删编码,近年来在分布式存储系统中得到了广泛的应用。码的局部修复度为r指的是,码字的任一位发生删除错误时至多需要该码字的其他r位进行恢复。研究了r≤3的二元循环局部修复码的存在性与构造。基于循环码定义集理论,采用局部修复码的对偶码描述,依据码的参数制约关系,进行局部修复码的构造及参数优化。证明了r=1的任意码长二元循环码的存在性,构造了r=1且参数达到Griesmer界的局部修复码;给出了r=2和r=3的部分码长二元循环码存在性的判据,基于7≤n≤99的二元循环码分别构造了r=2和r=3的、参数优良的短码长局部修复码。研究结果对进一步研究循环码的局部修复度与其他参数的关系、构造参数优良的一般码长局部修复码具有借鉴作用。 展开更多

关键词 局部修复码 局部修复度 二元循环码 定义集

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一种有效的局部可修复码的构造方法 被引量：2

13

作者 王祥旭 车书玲 纪玉晖 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期26-31,共6页

为了能够同时优化局部可修复码的平均信息修复度、平均修复度以及更新复杂度,并降低构造局部可修复码的算法复杂度,通过分析Tanner图的特点,提出了一种新的构造方法。首先,对局部校验节点进行设计,在满足局部可修复码的平均信息修复度... 为了能够同时优化局部可修复码的平均信息修复度、平均修复度以及更新复杂度,并降低构造局部可修复码的算法复杂度,通过分析Tanner图的特点,提出了一种新的构造方法。首先,对局部校验节点进行设计,在满足局部可修复码的平均信息修复度为最优的基础上,通过区分局部组的特点,对重叠组进行分类构造,优化码的平均修复度;其次,对全局校验节点进行设计,优化码的更新复杂度;最后对构造码的算法复杂度进行分析和对比。结果表明,所提出的方法优化了以上所述的性能,且降低了局部可修复码在构造过程中的复杂度。 展开更多

关键词 局部可修复码 TANNER图 更新复杂度 平均修复度 平均信息修复度

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LRC码最小距离限的深入分析 被引量：4

14

作者 郝晓慧 车书玲 张欣瑜 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第5期75-79,135,共6页

为了增强最小距离限的精确性,缩小最小距离的范围,提出了两个新的最小距离限.首先,在局部修复码Singleton-like限的基础上,通过理论推导提出了第1种新的最小距离限,该新限适用于所有码字;其次,结合新提出的最小距离限和已经存在的最小... 为了增强最小距离限的精确性,缩小最小距离的范围,提出了两个新的最小距离限.首先,在局部修复码Singleton-like限的基础上,通过理论推导提出了第1种新的最小距离限,该新限适用于所有码字;其次,结合新提出的最小距离限和已经存在的最小距离限,推导出了第2种新的最小距离限,该新限适合更小范围码字;再次,通过理论公式推导,得出了在相同参数情况下各个最小距离限之间的关系.仿真结果表明,在相同码长、信息位和局部性的条件下,第1种新的最小距离限的性能和Singleton-like限一样好,第2种新的最小距离限优于已存在的最小距离限. 展开更多

关键词 局部修复码 最小距离 分布式存储系统 删除码

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分布式存储系统中容错技术综述 被引量：8

15

作者 李鑫 孙蓉 刘景伟 《无线电通信技术》 2019年第5期463-475,共13页

互联网、5G及其相关产业的飞速发展使我们迈入了大数据时代,存储海量数据将面临着巨大挑战。大规模分布式存储系统以其海量存储能力、高吞吐量、高可用性和低成本的突出优势取代了集中式存储系统成为主流系统。由于分布式存储系统中节... 互联网、5G及其相关产业的飞速发展使我们迈入了大数据时代,存储海量数据将面临着巨大挑战。大规模分布式存储系统以其海量存储能力、高吞吐量、高可用性和低成本的突出优势取代了集中式存储系统成为主流系统。由于分布式存储系统中节点数量庞大,经常会产生各种类型故障,从而导致节点失效情况频发。因此,必须采用容错技术来保证在部分存储节点失效的情况下,数据仍然能够被正常读取和下载,具有容错能力且节约存储资源的分布式存储编码成为大数据时代重点研究的核心技术之一。讨论了大数据背景下存储与可靠性的问题,从而引出数据容错对分布式存储的重要性。阐述了传统的2种数据存储容错技术,即多副本机制和MDS码。重点分析了3种主要的分布式存储编码,即再生码(RGC)、局部可修复码(LRC)和Piggybacking编码的基本原理、优缺点以及发展现状。总结对比了这5种数据容错技术的性能差异。面向数据的容错存储,针对存储中的节点修复问题,为大数据和移动数据的分布式存储编码提供理论基础,为海量数据的高效、可靠存储提供技术支撑。 展开更多

关键词 分布式存储 MDS码 再生码 局部可修复码 Piggybacking编码

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