Repairing Multiple Failures with Coordinated and Adaptive Regenerating Codes - Inria - Institut national de recherche en sciences et technologies du numérique Access content directly
Reports (Research Report) Year : 2010

Repairing Multiple Failures with Coordinated and Adaptive Regenerating Codes

Abstract

Erasure correcting codes are widely used to ensure data persistence in distributed storage systems. This paper addresses the repair of such codes in the presence of simultaneous failures. It is crucial to maintain the required redundancy over time to prevent permanent data losses. We go beyond existing work (i.e., regenerating codes by Dimakis et al.) and propose coordinated regenerating codes allowing devices to coordinate during simultaneous repairs thus reducing the costs further. We provide closed form expressions of the communication costs of our new codes depending on the number of live devices and the number of devices being repaired. We prove that deliberately delaying repairs does not bring additional gains in itself. This means that regenerating codes are optimal as long as each failure can be repaired before a second one occurs. Yet, when multiple failures are detected simultaneously, we prove that our coordinated regenerating codes are optimal and outperform uncoordinated repairs (with respect to communication and storage costs). Finally, we define adaptive regenerating codes that self-adapt to the system state and prove they are optimal.
Les codes correcteurs d'effacements sont largement utilisés pour assurer la persistance des données dans les systèmes de stockage distribués. Ce rapport s'intéresse à la réparation de tels codes dans le cas de défaillances simultanées. Cette maintenance est cruciale afin de prévenir les pertes de données permanentes. Nous étendons les travaux existants (codes régénérants par Dimakis et al.) et proposons des codes régénérants coordonnés qui permettent aux éléments du systèmes de se coordonner durant les réparations de défaillances simultanées afin de réduire les coûts de réparation. Nous fournissons une forme close des coûts de communications de nos codes en fonction du nombre d'équipements vivants et du nombre d'équipements en cours de réparation. Nous prouvons, par ailleurs, que retarder les réparations de façon délibérée n'apporte pas de gains additionnels. Cela signifie que les codes régénérants sont optimaux tant qu'une première défaillance peut être réparée avant une seconde. Cependant, quand de multiples défaillances sont détectés simultanément, nous prouvons que nos codes régénérants coordonnés sont optimaux et dépasse les réparations non coordonnées (vis à vis des coûts de stockage et de réparation). Enfin, nous définissons des codes régénérants adaptatifs qui s'auto-adapte à l'état du système et prouvons qu'ils sont optimaux.
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Dates and versions

inria-00516647 , version 1 (10-09-2010)
inria-00516647 , version 2 (15-12-2010)
inria-00516647 , version 3 (31-01-2011)
inria-00516647 , version 4 (07-07-2011)

Identifiers

  • HAL Id : inria-00516647 , version 4

Cite

Anne-Marie Kermarrec, Nicolas Le Scouarnec, Gilles Straub. Repairing Multiple Failures with Coordinated and Adaptive Regenerating Codes. [Research Report] RR-7375, INRIA. 2010. ⟨inria-00516647v4⟩
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