Repairing Reed-Solomon codes with low bandwidth is a central challenge in distributed storage. Following the trace-repair framework of Guruswami and Wootters (2017), recent works by Lin (2023) and Liu-Wan-Xing (2024) provided significant improvements in bandwidth using two distinct ideas. Lin constructed a trace-repair scheme that requires no contribution from a set of predetermined nodes $\mathscr{S}$, while Liu-Wan-Xing identified linear dependencies among the downloaded traces, relating the number of dependent traces to the dimension of a subspace $\mathscr{W}_k$. In this work, we fully utilize and unify these ideas. We compute the exact dimension of $\mathscr{W}_{k,\mathscr{S}}$ (a generalization of $\mathscr{W}_k$). We identify the trade-off between the set size $|\mathscr{S}|$ and the dimension $\dim(\mathscr{W}_{k,\mathscr{S}})$. We provide an algorithm to find the combination that results in the lowest bandwidth. Furthermore, we provide an explicit choice of the helper nodes for the repair. Finally, we prove that our optimized scheme never loses to the classical repair scheme, establishing a bandwidth guarantee of at most $k\log|\mathbb{F}|$ bits for all dimension $k$ and field $\mathbb{F}$, whenever the trace repair is applicable.


翻译:在分布式存储中,以低带宽修复里德-所罗门码是一个核心挑战。继Guruswami与Wootters(2017)的迹修复框架之后,Lin(2023)以及Liu-Wan-Xing(2024)的近作通过两种不同的思路,在带宽方面取得了显著改进。Lin构建了一种迹修复方案,其无需一组预定节点集$\mathscr{S}$的贡献;而Liu-Wan-Xing则识别了所下载迹之间的线性相关性,将相关迹的数量与子空间$\mathscr{W}_k$的维数联系起来。在本工作中,我们充分运用并统一了这些思想。我们计算了$\mathscr{W}_{k,\mathscr{S}}$($\mathscr{W}_k$的推广)的精确维数。我们明确了集合大小$|\mathscr{S}|$与维数$\dim(\mathscr{W}_{k,\mathscr{S}})$之间的权衡关系。我们提供了一种算法来寻找能实现最低带宽的组合。此外,我们为修复过程给出了辅助节点的显式选择方案。最后,我们证明了我们优化后的方案绝不逊于经典修复方案,从而为所有维数$k$和域$\mathbb{F}$确立了至多$k\log|\mathbb{F}|$比特的带宽保证,只要迹修复适用。

0
下载
关闭预览

相关内容

【电子书】大数据挖掘,Mining of Massive Datasets,附513页PDF
专知会员服务
105+阅读 · 2020年3月22日
图节点嵌入(Node Embeddings)概述,9页pdf
专知
15+阅读 · 2020年8月22日
手把手教你构建ResNet残差网络
专知
38+阅读 · 2018年4月27日
放弃 RNN/LSTM 吧,因为真的不好用!望周知~
人工智能头条
19+阅读 · 2018年4月24日
【干货】Lossless Triplet Loss: 一种高效的Siamese网络损失函数
机器学习研究会
29+阅读 · 2018年2月21日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2月5日
Arxiv
0+阅读 · 2月2日
VIP会员
最新内容
无人机自主控制与人工智能:系统性综述
专知会员服务
10+阅读 · 今天7:25
巡飞弹与反无人机系统——现代战场的两大支柱
专知会员服务
3+阅读 · 今天6:54
《打造“黄金舰队”》57页报告
专知会员服务
3+阅读 · 今天6:52
《北约数字教官网络发展路径》128页报告
专知会员服务
2+阅读 · 今天6:33
ECCV 2026 | MIMFlow:MIM与归一化流统一图像生成
专知会员服务
7+阅读 · 6月25日
网状网络及其在军事领域的运用
专知会员服务
8+阅读 · 6月25日
无美国参与的欧洲战争方式(万字长文)
专知会员服务
8+阅读 · 6月25日
《国防领域敏感性分析白皮书》
专知会员服务
9+阅读 · 6月25日
综述 | 从问答到任务完成:Agent系统与Harness设计
专知会员服务
10+阅读 · 6月24日
Agentic RL:框架、实践与长程智能体训练
专知会员服务
10+阅读 · 6月24日
相关VIP内容
【电子书】大数据挖掘,Mining of Massive Datasets,附513页PDF
专知会员服务
105+阅读 · 2020年3月22日
相关基金
国家自然科学基金
1+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员