【正文】 南 開 大 學本 科 生 畢 業(yè) 論 文（設(shè) 計）中文題目：存儲編碼高效算法的實現(xiàn) 外文題目：Implementation of Efficient Encoding Algorithm for Storage Codes 學 號： 0610405 姓 名： 張斌 年 級： 2022 級 學 院： 信息技術(shù)科學學院 系 別： 計算機科學與技術(shù) 專 業(yè)： 計算機科學與技術(shù) 完成日期： 指導教師： 劉曉光 關(guān)于南開大學本科生畢業(yè)論文（設(shè)計）的聲明本人鄭重聲明：所呈交的學位論文（設(shè)計） ，題目《存儲編碼高效算法的實現(xiàn)》是本人在指導教師指導下，進行研究工作所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本學位論文的研究成果不包含任何他人創(chuàng)作的、以公開發(fā)表或沒有公開發(fā)表的作品內(nèi)容。對本論文所涉及的研究工作做出貢獻的其他個人和集體，均已在文中以明確方式標明。本學位論文原創(chuàng)性聲明的法律責任由本人承擔。 學位論文作者簽名： 年 月 日 本人聲明：該學位論文是本人指導學生完成的研究成果，已經(jīng)審閱過論文的全部內(nèi)容，并能夠保證題目、關(guān)鍵詞、摘要部分中英文內(nèi)容的一致性和準確性。 學位論文指導教師簽名： 年 月 日I存儲編碼高效算法實現(xiàn)摘 要由于信息的飛速膨脹，人們對存儲的需求越來越高，常見的策略是使用RAID（Redundant Arrays of Inexpensive Disks）技術(shù)以滿足這種需求。對于具有容錯功能的 RAID 系統(tǒng)，每一次寫操作都會進行編碼計算。因此，編碼的計算性能是影響系統(tǒng)的重要因素之一。本文對 ReedSolomon、EVENODD 、RDP 這幾種常見的 RAID6 編碼方式的效率進行比較。傳統(tǒng) ReedSolomon 碼需要在伽羅瓦域上進行運算，其編碼復雜度高。本文著重研究基于異或運算的新型陣列碼 EVENODD、RDP 編碼的算法和實現(xiàn)技巧，并且提出用 EVENODD 或 RDP 替換 RAID6 系統(tǒng)中原有的ReedSolomon 編碼方式，從而有效地降低編碼運算復雜度，進而提升 RAID6系統(tǒng)寫操作的速度。作者將這種思想在新型文件系統(tǒng) ZFS 上進行了實現(xiàn)，最終通過測試證明了這一設(shè)想。關(guān)鍵詞 磁盤陣列 雙容錯編碼 ZFSIIImplementation of EfficientEncoding Algorithm for Storage CodesAbstractWith the rapid expansion of the information, the requirement of storage is more and more serious. The mon solution is using the RAID (Redundant Arrays of Inexpensive Disks) technology. For a RAID system with faulttolerant feature, every write operation should be concerned with encoding calculation, so the performance of the encoding calculation will take a great effect on the RAID system.This article has pared the performance of the three mon RAID6 codes that ReedSolomon, EVENODD and RDP. The classical one, ReedSolomon, has a high encoding putation plexity because of its encoding putation must be proceed on the Galois Field. So we focus on the research of the new array codes, EVENODD and RDP whose encoding putation is based on XOR operation. Moreover, in this article, in order to improve the system performance of writing operations’ speed, we can reduce the encoding putation plexity by using EVENODD or RDP in the RAID6 system whose original double erasure code is ReedSolomon. We have implemented this method on the new file system called ZFS. The experimental results prove the efficiency of our design.Key Words RAID, doubleerasure code, ZFSIII目 錄摘 要 ........................................................................................................................................................IABSTRACT.............................................................................................................................................II目 錄 .....................................................................................................................................................III1. 緒論 ...................................................................................................................................................1 課題背景 ......................................................................................................................................1 RAID 介紹 ..................................................................................................................................2 RAID0：沒有任何冗余信息 ..........................................................................................2 RAID1：鏡像機制 .............................................................................................................2 RAID2：漢明碼校驗 ........................................................................................................2 RAID3：按位交叉存儲的奇偶校驗 ...........................................................................2 RAID4：按塊交叉存儲的奇偶校驗 ...........................................................................3 RAID5：按塊交叉、奇偶校驗字散布 ......................................................................3 RAID6： P+Q 陣列 ............................................................................................................3 主要工作和本文的組織結(jié)構(gòu) ...............................................................................................42. 常見的 RAID6 編碼方式 ...................................................................................................5 REEDSOLOMON 碼 ...................................................................................................................5 編碼 ........................................................................................................................................5 解碼 ........................................................................................................................................6 EVENODD 碼 ............................................................................................................................7 編碼 ........................................................................................................................................7 解碼 ........................................................................................................................................8 RDP 碼 ..........................................................................................................................................9 編碼 ........................................................................................................................................9 解碼 ......................................................................................................................................10 幾種編碼方式的比較 ............................................................................................................11 編碼實現(xiàn) .........................................................