期末大作业

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网络存储技术 2011-2012学年 第一学期
期末大作业
姓名: 张晓斌 学号: 084833189 班级: 08网络A2
1. 名词解释(30分):

网络编码(Network Coding)
Network Coding中文译名为网络编码,是2000年Ahlswede等人在IEEE Transactions on
Information Theory上发表的论文《Network Information Flow》最先提出来的。Network Coding
主要用于多播网络中,在节点进行编码以提高信息传输速率。按传统方案,节点一般是使用
“存储-转发”机制的路由器,由于传统观点认为“在中间节点上对数据进行加工不会带来收
益”,所以路由器不对信息本身进行处理。网络编码则在节点上对数据进行处理,从而提高
了信息的传输率。
用编码器取代传统的路由器,发送的是有关信息的证据而不是信息本身,到达接收端后,
信息被重新组装。对于多播网络,一个源给多个接收者发送信息,为了达到最大流量,提高
网络资源的利用率,有必要在节点上对信息进行编码。
如右图,考虑一个源(Source)要同时传送A,B两条信息给两个接收者(Receivers),
如果使用传统的路由器,中间一条链路同一时间只能传
送A或者B,所以,在一个单位时间内,只有一个
Receiver能拿到完整的A和B,另一个接收者只能再等
下一个单位时间。
若采用图中的方法,在中间第一个节点里,收到A
和B后,先求A⊕B(异或),由于A和B具有相同的
长度,则,A⊕B后,长度与A或者B长度相同,所以,
发送A+B只需要一个单位时间。所以,两个Receiver
可以同时拿到A,A⊕B,或者B,A⊕B,然后,求A⊕
(A⊕B),即可得到B,求B⊕(A⊕B)得到A,相当于
两个Receivers同时拿到了A和B。
这样一来,通信容量达到了原带宽的两倍了!

增量备份、差异备份
增量备份是针对于上一次备份(无论是哪种备份):备份上一次备份后,所有发生变化
的文件。
(增量备份过程中,只备份有标记的选中的文件和文件夹,它清除标记,既:备份后标
记文件,换言之,清除存档属性。)说白了就是:只备份当天有变化的数据,并且是带标记
的数据,当备份完后还要清除标记,总之他占用空间小,恢复起来麻烦。
在Windows中一般都有三种备份种类:完全备份、差异备份、增量备份。
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完全备份:备份全部选中的文件夹,并不依赖文件的存档属性来确定备份那些文件。(在
备份过程中,任何现有的标记都被清除,每个文件都被标记为已备份,换言之,清除存档属
性)。
差异备份:差异备份是针对完全备份:备份上一次的完全备份后发生变化的所有文件。
(差异备份过程中,只备份有标记的那些选中的文件和文件夹。它不清除标记,即:备份后
不标记为已备份文件,换言之,不清除存档属性)说白了就是:差异将把前一次的数据都备
份,一定要搞清是前一次的,另外他不管有没有打过标记他都备份,总之好恢复但太占空间。

2. 数据文件冗余与恢复的算法设计(70分)
场景:给定一个特定大小的数据文件(100 KBytes),要求在增加至多20%冗余的情况下,
能够抵抗任意三个1KBytes分片的丢失。

目的:综合应用网络存储技术中的切片、编码、设置副本(replication)、失效恢复等知识。
请给出完整的分片及编码算法过程、分片丢失恢复算法过程。
解决思路:
首先完成对数据的存储。考虑用一个简单的6个驱动器组成的RAID(4个数据,1个奇偶
校验,并使用热备用1),其中每个驱动器只有一个单字节的存储。我们创建一个4*25的矩
阵,将100个数据文件的相关信息记录在数据列表中,并对每一行和每一列进行异或取值,
方便查错纠正。

如何解决分片丢失恢复:
分别对三种可能的情况进行不同的出来方法,首先针对只有一个分片丢失的情况,可按照下
列方法解决:

1、如果只有一个分片丢失
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2、如果有两个分片出错
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3、如果有三个分片出错:
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4个以上的分片出错,用以上方法无法解决。