[发明专利]网络编码的方法及系统

说明书

本发明提供了一种网络编码的方法及系统，设计一个在二进制域内的ZD‑MDS(8,4)码，即具有MDS性质和zigzag解码（ZD）技术。编码过程包括如下步骤：第一步，将原始信息分为4个等长的包，分别用C₁ C₂ C₃ C₄表示，各个包的长度为L，其中C_i中的表示C_i中的第j位；第二步，采取系统码框架，C₁ C₂ C₃C₄为非编码包。本发明的有益效果是：在本发明中，通过置换矩阵，交错移位，在二进制域中对原始消息进行编码，使其具有MDS性质，再采用锯齿型（zigzag）解码技术，降低解码复杂度，还使得额外的冗余空间为3bit。既节省了存储空间,又使得每个存储节点的额外开销保持对称。

技术领域

本发明涉及计算机技术领域，尤其涉及网络编码的方法及系统。

背景技术

随着云计算的快速发展，网络编码在分布式存储系统中的应用引起了广泛的关注。网络编码能节省存储空间，减少数据修复的网络拥塞。近年来，MDS性质广为网络编码采用并可以提供稳定可靠的数据存储及对抗硬盘损坏。

为了最大能力容忍失效存储节点数量，具有MDS性质的码应用广泛。最大距离可分(MDS)性质是将k个分组的原数据映射到n(n≥k)分组数据，其中这n个数据中任意k个都可以完全重建原n个分组数据。即原始信息流被拆分成k个等长的数据包并被编码成n个数据包，这n个数据包中的任意k个都可以恢复原始信息。言外之意，只要剩余完好节点个数不少于k个即可恢复原有的

索罗门(RS)码是具有MDS性质的一种码，被广泛应用于网络编码的分布式存储系统中。RS码的缺陷在于它的编解码操作应用在高进制有限域，需要复杂的编码和解码技术，需要解码时间长，能耗高。高进制域的解码复杂度高，因此现大量工作都集中在二进制网络编码和锯齿(zigzag)解码。

zigzag解码：在二进制域中锯齿形解码，将解码中的三次方运算变成了线性运算，降低了运算复杂性。zigzag decode(ZD)码,就是采用二进制域中的zigzag解码，但按照他们的编解码方法，存在如下的缺陷：(1)需要更多的存储空间，数据越长，编码块需要的存储空间更多，如果是(n,k)码需要的额外存储空间为(n-k)(k-1)，即(8，4)码需要12 bit,开销位多；(2)对于不同的存储节点，存储空间是非对称的，使得云存储的设计师很难分配存储空间来存储客户数据。

发明内容

为了解决现有技术中的问题，本发明提供了一种网络编码的方法。

本发明提供了一种网络编码的方法，编码过程包括如下步骤：

第一步，将原始信息分为4个等长的包，分别用C₁、C₂、C₃、C₄表示，各个包的长度为L，其中C_i中的s_ij∈{0,1}表示C_i中的第j位， i∈{1,2,3,4},j∈{0,1,2,...L-1}；

第二步，采取系统码框架，C₁、C₂、C₃、C₄为4个原始非编码包，它是编码后四个校验编码包的基础；

第三步，后生成的四个数据包分别用C₅、C₆、C₇、C₈表示，这4个包为校验编码包，由C₁、C₂、C₃、C₄4个非编码包移位后逐位异或得到的码字构成。