[发明专利]用于对存储数据进行编码的方法以及装置

说明书

本发明提供用于对n个存储设备中的存储数据进行编码的方法，使得所述数据在多达r个存储设备的一次故障以及多达s次块故障之后是可恢复的，其中所述方法涉及对数据进行外编码以及内编码以获得编码后数据。本发明亦提供用于从部分擦除的编码后数据恢复数据的方法。

技术领域

本发明涉及用于对n个存储设备中的存储数据进行编码的方法以及装置，使得数据在多达r个存储设备的一次故障以及多达s次块故障之后是可恢复的。本发明亦涉及用于恢复部分擦除的编码后数据的装置。

本发明亦涉及存储程序代码的计算机可读存储介质，程序代码包括用于执行用于对数据进行编码的或用于恢复部分擦除的编码后数据的方法的指令。

背景技术

考虑包括n个存储设备(例如磁盘，NVRAM芯片，等等)的存储系统。此等设备中的任一个可能完全或部分出现故障，亦即，存储设备的一些数据块(磁盘扇区，内存页，等等)可能变得永不可用。擦除编码技术一般用于保护数据免受这样的故障。被称为独立磁盘冗余阵列(redundant array of independent disks，RAID)的架构通过分配用于存储奇偶校验数据的r个存储设备来解决此问题，使得至多可以恢复r个设备中的任意故障。然而，块故障比设备故障更为频繁地多，并且，倘若使用逻辑块至物理块的适当映射，相同分条中的许多块同时出现故障的可能性极小。因此，这些方案的冗余似乎过高。

通过运用部分MDS以及扇区-磁盘(sector-disk，SD)阵列码可以解决设备故障以及块故障存在时的数据保护的问题。它们的码字表示为ν×n个阵列。一个阵列中的每一列对应一个存储设备，以及一列中的各行对应不同块。部分MDS码定义为GF(q)上的(νn，ν(n-r)-s)码，其能够校正对应一个码字的一个阵列的每一行i_j中的多达s_j+r次擦除，条件是0≤i₁i₂...i_t≤ν-1，并且扇区-磁盘(sector-disk，SD)码是(νn，ν(n-r)-s)码，其能够校正多达r次列擦除，以及多达s次块擦除的另外任一配置。对于r≤3以及s≤3，使用计算机搜索获得SD码，尽管对于r＝s＝3，由于复杂性限制，仅验证部分SD属性。对于r＝1，s≥1以及r≥1，s＝1的，给出部分MDS码的构造。提议给出对于r≥1，s＝2的情况下的SD码的明确构造。此等构造皆要求νnq。给出类SD码的简化构造，其要求max(ν，n)q并且可以恢复1次磁盘故障以及多达2次块故障的一些组合。提议了此方法的替代选择，其中二维编码方案是基于MDS码。然而，此等方法都没有提议用于通过对应码对数据进行编码的快速算法。

一些现有技术公开案没有提供有效编码以及擦除恢复算法，并且对可实现的码参数施加了严格限制。

发明内容

本发明的目的在于提供用于对存储设备中的存储数据进行编码的装置以及方法，其中所述装置以及所述方法克服现有技术的上述的问题中的一个或多个问题。特定言之，本发明的目的可以包括提供用于遭受设备故障以及块故障的存储系统在计算上有效的擦除编码技术。

本发明的第一方面提供用于对n个存储设备中的存储数据进行编码的方法，使得所述数据在多达r个存储设备的一次故障以及多达s次块故障之后是可恢复的，其中所述方法包括步骤：

用一个或多个外码对所述数据进行外编码以获得外编码后数据，其中所述外码为GF(2^m)上的C_i(ν，K_i，ν-K_i+1)码，ν≤2^m，其中0≤i＜n，

其中

并且(ν-K_j+1)(j-r)＞s；以及

用一个或多个内码对所述外编码后数据进行编码以获得编码后数据，其中所述内码为GF(2^m)上的嵌套码。