讀取分析

雲端檔案系統的資料讀取效能計算，在這邊我們假設本地端、異地端網路的 可靠度皆為 0.99999，雲端外部的網路可靠度為 1，並且所有架構皆以兩個 Blocks 的狀況來討論，為方便後續比較，將內部傳輸延遲皆設為 0.001 秒，外部延遲皆 設為 0.01 秒，並且網內頻寬為 100Mbps、網外頻寬為 10Mbps，使得網路內部讀 取與外部讀取有明顯的差異。由於 E(4,2)、E(5,2)架構在本地端會儲存一份與原 始資料一樣的兩個 Blocks，所以讀取到本地端這兩個 Blocks 的狀況並不需要花 費額外的解碼時間來做處理，考慮到此狀況會受到節點可靠度影響而產生變化，

分別對本地端、異地端以及雲端外部，作節點可靠度皆在 0.9 跟 0.99999 的比較。

使用抹除碼的 E(4,2)、E(5,2)架構以最常被使用的 RS Code 8bit 來作代表。

圖 6–4 (a)為系統架構本地端之讀取時間關係，在節點可靠度皆為 0.9 時，

從圖 6–4 (a)可觀察到所有架構之間的差異，R1 架構的讀取時間是所有架構之中 最快的，這是因為 R1 架構只會從本地端內部讀取，在資料下載時間上最快，R3 架構在本地端有比較多的節點所以次之，接著是 R2 架構在後。E(4,2)與 E(5,2) 兩種架構會在本地端存放一份完整的原始 File，通常沒有特別問題的話都會優先 讀取這兩個 Encoded Blocks，節點可靠度為 0.9 之狀況下，讀取到兩個 Blocks 需 要解碼的狀況發生的機率並不會很高，所以平均下來的讀取時間並不會受到解碼 時間太大的影響。圖 6–4 (b)為系統架構本地端之讀取時間關係，在節點可靠度

皆為 0.99999 時，從圖 6–4 (b)可觀察到所有架構之間幾乎沒有很大的差異，R1、 Encoded Blocks。在圖 6–5 (a)這邊 R2 架構由於本地端與異地端的節點數量是一 模一樣的，因此在讀取時間上從本地端與異地端角度來看都並沒有什麼差別；至 於其他與圖 6–4 (a)不一樣的地方，R1 架構沒有異地端，所以在這邊並沒有 R1 架構的讀取時間；R3 架構因為在異地端機器節點的數量上較少，異地端內部存 取的機會相對上較低，讀取時間變得比較接近 R2 架構，不過 R2、R3 兩種架構 在這裡並不會有太大的差異。圖 6–5 (a)的 E(4,2)、E(5,2)架構在下載時間上與 R2、R3 一樣，但是異地端並沒有存放原始 Blocks 反而全部都是 Encoded Blocks，

在這邊反而會由於編碼時間的比例大幅增加而造成時間上呈現一種比較差的現

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圖 6–5 (b)為系統架構異地端之讀取時間關係，節點可靠度皆為 0.99999，與圖 6–

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可以在本地端讀取到不需要解碼的 Encoded Blocks，在讀取時間上也不會相差太 大。圖 6–6 (b)為系統架構雲端外部之讀取時間關係，節點可靠度皆為 0.99999，

隨著機器節點可靠度的提升， E(4,2) 、E(5,2) 架構能夠讀取到不需要解碼的 Encoded Blocks 之機會增加，在節點可靠度為 0.99999 時，幾乎每次都能夠讀取 到不需要解碼的 Encoded Blocks，所以解碼時間的影響幾乎式微，使得所有的架 構在圖 6–6 (b)的讀取時間是幾乎一模一樣。

6.7. 小結

三種抹除碼的編碼與解碼時間，RS Code 最慢，LC Code 其次，最快的是 LT Code。在模擬實驗的時候，會因為套用不同的網路頻寬所造成不同的資料傳輸 速度影響，顯得相對的快或慢，資料傳輸速度越快，抹除碼編碼與解碼時間的比 例相對顯得增加；反之資料傳輸速度越慢，抹除碼編碼與解碼時間的比例相對減 少，額外的編碼與解碼時間造成的影響亦趨不明顯。

比較傳統複製備份方式的 R2、R3 架構以及使用抹除碼的 E(4,2)與 E(5,2)架 構，在寫入時間上的模擬，E(4,2)與 E(5,2)架構在資料的傳輸時間部分是等同於 R1、R2、R3 架構，但是因為 E(4,2)與 E(5,2)架構需要付出額外的編碼時間成本，

所以在最後結果部分並不會優於 R2、R3 架構，但是考慮到實際的應用狀況，一 般編碼的部分都會交給獨立出來的 Node 來負責，對本地端來說 E(4,2)與 E(5,2) 架構實際處理的原始 File 與 R2、R3 架構是完全一樣的，也因此 E(4,2)與 E(5,2) 架構在本地端資料寫入完成的反應時間與 Rn 架構並沒有差別。在系統讀取時間 上，E(4,2)與 E(5,2)架構雖然需要付出額外的解碼時間成本，不過對於 RS Code 以及 LC Code 來說，因為有存放一份原始 File 提供直接存取，在機器節點的可 靠度夠高之狀況，本地端以及雲端外部角度的讀取時間與 R2、R3 架構是相差無 幾的，而 LT Code 因為原始資料被分散儲存，在這部分相較之下會顯得比較差。