摘 要：党的十九届五中全会深入分析了我国目前的发展现状，继续推进数字经济产业化发展。在这样的背景下，大数据在未来很长一段时间内仍将发挥作用，而如何应对数据爆炸式增长趋势，减少由于节点故障引起的数据破坏与丢失，则是当下应该考虑的问题之一。基于上述背景，本文将利用纠删码技术，扩展Redis内存数据库的功能，以期能够降低存冗余数据的开销，保证系统的稳定性与可用性。

首先本文介绍了纠删码技术的研究的相关背景意义、国内外发展现状，并对论文的思路及工作安排做简要概括；随后对纠删码技术的实现原理进行了详细，其中包括有限域的概念与作用、纠删码的概念、分类及其原理。最后基于上述技术原理设计了Erasure-Redis系统软件并对软件进行了系统分析、系统设计，最终实现了该软件。

本文的研究主要是以Redis系统为例，基于纠删码对其内存数据库进行扩展。主要涉及有限域、Reed-Seed纠删码以及哈希槽等理论知识，通过相关技术在系统中的应用扩展了Redis系统提供数据恢复的功能。

 

关键字：纠删码，分布式系统，内存数据库

 

目 录

摘 要

Abstract

第 1 章 绪 论 1

1.1背景与意义 1

1.1.1背景 1

2.1.1意义 2

1.2国内外发展（应用）现状 2

1.3论文所做工作及思路 2

1.4论文章节安排 3

第 2 章 前置知识及原理 4

2.1有限域 4

2.1.1有限域概述 4

2.1.2有限域介绍 4

2.1.3有限域作用 6

2.2 Erasure Code纠删码 6

2.2.1纠删码概述 6

2.2.2纠删码分类 7

2.2.3 Reed-Solomon介绍 7

2.3 总结 10

第 3 章 系统需求分析 11

3.1 需求分析 11

3.2 系统总体需求 11

3.3 系统可行性分析 12

3.3.1 技术可行性 12

3.3.2 经济可行性 12

3.3.3 操作可行性 12

3.4 功能需求说明 12

3.4.1 服务类型 12

3.4.2 基本请求 13

3.4.3 数据修复 13

3.4.4 节点增删 14

第 4 章 系统详细设计 15

4.1系统编码方式 15

4.2碎片化编码 16

4.3 多哈希环编码 17

4.4系统总体设计 18

4.1.1系统的工作流程 18

4.1.2系统编码架构图 19

4.1.2系统的功能模块 19

第 5 章 系统具体实现 21

5.1系统开发环境 21

5.2 功能实现 21

5.2.1 主程序模块 21

5.2.1 数据编码模块 22

5.2.1 数据解码模块 23

第 6 章 系统测试 24

6.1系统功能测试 24

6.1.1 增添对象模块测试 24

6.1.2 删除对象模块测试 25

6.1.3 更新对象模块测试 25

6.1.4 查找对象模块测试 26

6.1.5 数据恢复模块测试 26

6.1.6 增删节点模块测试 27

6.2系统单元测试 27

第 7 章 结论 29

致谢 30

参考文献 31

第6章 系统测试 32

第7章 结 论 33

致 谢 34

参考文献 35