[发明专利]一种实现高效安全存储的系统和方法

权利要求书

1.一种实现高效安全存储的系统，其特征在于，包括：

存储服务器，用于存储原始数据和冗余数据；

元数据服务器，用于保存所有文件数据的基本信息；

协议服务器，在收到写操作请求时，访问元数据服务器获取存储位置信息，将待写的原始数据分发到存储服务器，并同时指示编码服务器对所述待写原始数据进行编码以及将编码生成的冗余数据分发到指定的存储服务器，在写入完成后，将写入文件数据的基本信息保存在元数据服务器中；在收到读操作请求时，访问元数据服务器，从文件数据的基本信息中获取待读原始数据的存储位置，从数据的存储位置中获取数据，组合成文件数据；如果有原始数据无法正常读取，访问元数据服务器，从文件数据的基本信息中获取冗余数据的存储位置，将冗余数据读入解码服务器；

编码服务器，对数据进行编码生成冗余数据，并分发到指定存储服务器；

解码服务器，对冗余数据进行解码恢复为原始数据。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，该系统还包括：存储缓存Cache，用于缓存尚未编码的文件；

协议服务器还用于在将待写原始数据写入到存储服务器的同时将待写原始数据写入到存储Cache，指示编码服务器对存储Cache中的待写入数据进行编码。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述编码服务器还用于在数据编码和分发完成后，才从存储Cache中删除存放的原始数据；

协议服务器在执行读操作时，若根据文件数据的基本信息判断出存储Cache中有所述待读的原始数据，则直接从存储Cache中读取。

4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述编码服务器还用于将存储Cache中的原始数据首先分片，由n个片段构成片段组，使用n个间隔等于片段长度的指针指向片段组内的片段起始位置，对指针当前所指位置的字节进行编码，然后，后移指针到下一个字节位置，指针指向新的字节，重复上述过程，直至片段组的原始数据全部编码完成，最后将编码生成的冗余片段分发存储，实现对一个片段组的编码；重复上述过程，直至全部原始数据编码和分发完成。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，该系统还包括：应用服务器，用于接收待读写的原始数据，向协议服务器发起读写数据的操作请求。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述编码服务器，在编码时，对矩阵中每行的数据进行按位异或，形成第一组冗余码，然后对矩阵中每行的数据进行数量不等的循环移位，形成新的矩阵，并进行按位异或计算，从而形成第二组冗余码，重复上述过程直到编码完成；

或者在冗余数据个数为1的情况下，按照Parity算法或者Reed-Solomon算法进行编码；在冗余数据个数大于1的情况下，采用Reed-Solomon算法进行编码。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述解码服务器进行解码处理时确保数据的I/O效率受到的影响率低于1％。

8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，存储服务器的数量为多个，并且分散设置在网络中；

所述编码服务器和解码服务器为各自独立的系统。

9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述元数据服务器记录和管理的基本信息包括：原始数据个数n与冗余数据个数m的比值、原始数据存放的存储服务器、冗余数据存放的存储服务器、以及文件数据的状态。

10.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述协议服务器，用于通过实现NFS协议、CIFS协议向应用服务器提供通用文件系统；通过实现iSCSI协议，向应用服务器提供虚盘功能；通过实现标准的SOAP、REST协议，提供基于HTTP的标准文件访问。

11.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述编码服务器，还用于在编码开始前，定期访问元数据服务器，获取需要被编码的文件；编码服务器更新文件数据在元数据服务器中的状态为等待编码分发状态，并同时确认编码方式。

12.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，在所述将待写的原始数据分发到存储服务器的同时，所述编码服务器在后台自动执行异步工作，对所述待写原始数据进行编码，把编码的冗余数据块分发到相应的存储服务器。