24、RAID-6Plus：基于多故障降级的快速可靠编码方案

RAID-6Plus：基于多故障降级的快速可靠编码方案

1. 引言

在大数据时代，数据可靠性成为存储系统亟待解决的关键问题。传统的RAID - 6虽因可靠性高成为存储系统的默认配置，但现代存储系统面临着更高的风险。为应对设备级故障，出现了如STAR、RTP等能处理三重故障的编码方案，然而这些方案存在诸多问题：
- 假设不符合实际 ：假定故障是独立且瞬间发生的，不符合现代存储系统的故障模式，也不支持多故障降级。
- 忽略故障发生模式 ：实际中99.75%的恢复是由于单磁盘故障，而三重全磁盘故障很少见，但RTP的第三奇偶校验盘仅用于处理三重故障，造成资源浪费。
- 未考虑混合故障模式 ：实际中混合故障模式更常见，现有编码方案在处理这类故障时会过度使用第三奇偶校验盘。
- 重建窗口过大 ：随着磁盘容量增加，重建窗口从几分钟增长到数小时甚至数天，导致系统性能严重下降和用户体验变差。

为解决这些问题，研究人员开发了RAID - 6Plus编码方案，它是RAID - 6的扩展，采用短组合方式有效重用重叠元素来重建第三奇偶校验盘，缩短了单故障的重建窗口，避免了多故障在重建窗口内重叠，提高了系统性能和可靠性。

2. 背景与动机

2.1 磁盘和SSD的故障模式

主流磁盘驱动器存在设备故障（全磁盘故障）和扇区故障。设备故障主要由硬件问题或人为失误导致，扇区故障可能由软件故障等多种原因引起，这些故障都会导致数据不可用。最新研究表明，多磁盘倾向于在相似的使用时长后出现