[发明专利]修复多节点失效的MDS阵列码编码以及解码方法

说明书

本发明涉及数据处理领域，其公开了一种修复多节点失效的MDS阵列码编码，其组成部分为C（k，r，p）码，通过构建一个(p‑1)*(k+r)的矩阵来存储原始信息数据块和冗余块，其中p为质数，且p大于k和r，k和r小于为小于p大于0的任意整数；k列称为信息列，其对应为k个数据块；r列为冗余列，其对应为r个冗余块，C（k，r，p）码中的加法和减法运算均为异或运算。本发明的有益效果是：能修复任意n‑k个节点失效且编解码计算复杂度较低的新Cauchy阵列码，提高了系统的容错性。通过二进制异或运算实现了新Cauchy阵列码的编解码，与CRS码相比，编解码过程的计算复杂度更低。

【技术领域】

本发明涉及数据处理领域，尤其涉及一种修复多节点失效的MDS阵列码编码以及解码方法。

【背景技术】

随着计算机网络应用的迅速发展，网络信息数据量变得越来越大，海量信息存储变得尤为重要，持续增长的数据存储压力推动着整个存储市场的快速发展。分布式存储以其高性价比、低初期投资、按需付费等优越的特点日益成为当今大数据存储的主流技术。

当前，分布式存储系统的存储节点失效已经成为一种常态。当系统所部署的存储节点变得不可靠时，必须引入冗余来提高节点失效时的可靠性。引入冗余最简单的方法就是对原始数据直接备份，直接备份虽然简单但是其存储效率和系统可靠性不高，而通过编码引入冗余的方法可以提高其存储效率，增强系统的可靠性。因此分布式存储的高概率可用性、可靠性以及安全性等均是分布式存储系统的关键技术问题。

在目前的存储系统中，编码方法一般采用MDS码，MDS码可以达到存储空间效率的最优化，一个(n,k)MDS码需要将一个原始数据文件分成k个大小相等的数据块，通过线性编码生成n个互不相关的编码块，并由n个节点存储n个编码块。若n个编码块中包含原始的k个数据块，其它n-k个编码块称为冗余块，包含k个数据块的MDS码称为系统MDS码。MDS码满足MDS属性：即从n个编码块中取任意k个即可解码出原始的k个数据块。这种编码技术在提供有效的网络存储编码中占有重要的地位，特别适合应用于存储大的文件以及档案数据备份。

在分布式存储系统中，把数据按某种方式编码，并把编码结果存储在n个存储节点中，这一过程称为编码过程。数据接收者只需连接并下载n个存储节点中的任意k个存储节点的数据即可恢复出原始数据，这一过程称为数据重建过程或解码过程。

不同的MDS码有不同的编码、解码计算复杂度。复杂度越高，计算量越大，计算时所消耗的时间就越长。设计出一种好的MDS码，能够降低计算量，缩短工作时间，减少资源的消耗，节省系统运行时需要的成本，使得运算和存储更加灵活。MDS阵列码是MDS码的一种，其特征是编解码过程中仅仅用到简单的二进制异或操作，因此可以很容易且高效的在系统中实现。本发明即是一种能容纳任意n-k个编码块的丢失，编码、解码计算复杂度低的二进制系统MDS阵列码。

EVENODD码，引自论文[M.Blaum,J.Brady,J.Bruck,and J.Menon,“EVENODD:Anefficient scheme for tolerating double disk fai lures in RAID architectures,”IEEE Transactions on Computers,vol.44,no.2,pp.192–202,1995]。