ShortCode：优化降级读取与部分条带写的高效RAID-6 MDS码

"短代码是一种高效的RAID-6 MDS（最大距离分离）编码，旨在优化降级读取和部分条带写入性能。该技术在现代存储系统中具有广泛的应用，尤其是在对可靠性要求日益提高的集群和数据中心。现有的RAID-6编码在处理降级读取和部分条带写入时往往表现不佳，而ShortCode则针对这些问题进行了优化设计。通过引入创新的短水平奇偶校验链，ShortCode确保所有磁盘都能参与降级读取，同时连续的数据元素更可能共享同一水平链，从而提高降级读取效率。另一方面，ShortCode将对角奇偶校验分散到各个磁盘中，以优化部分条带写入操作。这种新提出的ShortCode不仅拥有最佳的存储效率，而且具有快速的恢复能力和低计算复杂度。" 在本文中，作者Yingxun Fu、Jiwu Shu（IEEE资深会员）、Xianghong Luo、Zhirong Shen和Qingda Hu介绍了一种新的RAID-6 MDS编码策略——ShortCode，其目标是提升存储系统的关键性能指标。RAID-6作为能容忍任意两个硬盘同时故障的存储解决方案，已经在许多现代存储系统中得到广泛应用。然而，当前的RAID-6编码方案在处理降级读取（即在有硬盘故障时的读取操作）和部分条带写入（只修改数据条带的一部分）时，通常无法达到理想的性能。 ShortCode的核心创新在于它的短水平奇偶校验链和对角奇偶校验的分布。对于降级读取，ShortCode确保所有磁盘都能参与到读取过程中，即使有硬盘故障，也能有效地重建丢失的数据，提高了系统的可用性。通过让连续的数据元素共享相同的水平奇偶校验链，ShortCode进一步优化了降级读取的效率，减少了数据重构的时间和计算资源。 在部分条带写入方面，ShortCode采取了一种不同的策略。它将对角奇偶校验分散到各个磁盘上，使得每次写入只需要更新相关的磁盘，而不是整个条带，从而降低了写入延迟并减少了I/O冲突的可能性。这种分布式的对角奇偶校验设计有助于平衡负载，并提高了写入操作的并发性。 此外，ShortCode还具备优秀的存储效率，这意味着它在提供高可靠性和性能的同时，不会过度增加存储开销。而且，由于其精心设计的编码结构，ShortCode的恢复过程计算复杂度较低，这对于大规模存储系统来说尤其重要，因为它可以减少处理故障时所需的时间和计算资源。 ShortCode是一种面向未来数据中心和集群存储系统的强大工具，通过优化关键性能指标，提升了RAID-6编码的效率，满足了不断增长的可靠性需求。