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Winnowing指紋串匹配的重復數據刪除算法

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  目前數據激增問題使數據中心處理的數據量呈現爆炸式增長,數據存儲、備份和恢復所需的時間和容量也隨之增大,給存儲系統帶來了沉重的負擔。由于數據來源不同,許多數據被反復存儲,造成了大量的數據冗余,尤其在備份系統中更加突出。重復數據刪除技術的出現引起了研究者的關注,它不僅能夠減少存儲和處理的數據量,節約數據的管理和存儲成本,同時提高了網絡通信的速度,成為降低數據中心冗余數據量的有效手段。

  為了在存儲系統中充分利用重復數據刪除技術,減少數據的最終積累量,縮短消除冗余數據的時間,許多經典的重復數據刪除算法被提出。EB( Extreme Binning)算法。利用文件相似性,使用最小塊簽名作為文件的特征,只在內存中保存文件的代表塊ID,有效減小了內存占用。然而,最小塊ID作為主索引,一方面重刪率相對較低,另一方面數據分塊算法影響最小塊簽名,不同的分塊算法所產生的最小塊可能不同,從而影響重刪的準確性。Bloom filter算法利用K個Hash函數將數據塊MD5值映射到m位的向量y中,減少頻繁的I/O操作,但存在假正例( False Positives)誤識別率,并且無法從Bloom Filter榘合中刪除元素,在需要數據修改的場景下不能使用。張滬寅等提出了用戶感知的重復數據刪除算法,根據用戶相關度,以用戶為單位,減少了數據空間局部性,但對于非人為產生的數據,其相似性計算準確度較低。

  以上算法在數據分塊時均采用了可變長度分塊( Content-Defined Chunking,CDC)算法,相對于以文件為粒度,數據塊級粒度能夠檢測到文件內部的重復數據,因此,目前大多數重復數據刪除算法均采用數據塊為粒度。

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