[发明专利]一种层次码的构造方法及故障节点的修复方法

说明书

本发明公开了一种层次码的构造方法：将存储原始数据的原始文件平均分为小文件；再将每个小文件分为数据分片分别存放在数据节点中，将每个数据分片分为数据块存放在对应的存储单元中；将单元原始数据片两两分组，得到第一组基础组的位置标号；将基础组执行步骤2的操作得到新的基础组，依次类推，重复对每次新得到的基础组进行操作，得到最终的层次码。同时基于层次码的构造方法提出了一种故障节点修复方法，通过判断故障单节点所处位置，根据故障单节点所述结点与其父结点、具有相同父结点的孩子结点中存储的数据块之间的异或关系进行修复，得到故障单节点中数据块。本发明的方法避免了某个节点成为系统的瓶颈，达到负载均衡，降低了故障节点的修复局部性与修复带宽，且计算复杂度低。

技术领域

本发明属于计算机领域，涉及一种层次码的构造方法及故障节点的修复方法。

背景技术

现今，分布式存储系统逐渐取代了集中式存储，越来越多的采用“复制”和“纠删码”来确保数据存储的可靠性。然而“复制”需要较大的存储开销，“纠删码”需要进行编码和译码操作，计算复杂度较高，且纠删码策略在单节点修复过程中需要下载整个文件来修复数据，修复带宽开销过大。针对上述问题，Dimakis等人提出了再生码，包括最小存储再生(Minimum Storage Regenerating,MSR)码和最小带宽再生(MinimumBandwidthRegenerating,MBR)码，但上述两种编码的修复局部性大，计算复杂度较高。现有的局部性修复编码虽然具有较小的修复局部性，但计算复杂。

综上所述，现有技术存在故障节点在修复过程中，修复开销过大，且计算复杂度较高的问题。

发明内容

针对现有技术中存在故障节点在修复过程中修复开销过大，且计算复杂度较高的问题，本发明的目的在于，提供一种层次码的构造方法，具体包括以下步骤：

步骤1，将存储原始数据的原始文件平均分为2^l-1个小文件，其中l为大于2的整数；再将每个小文件分为m个数据大小相等的数据分片分别存放在m个数据节点中，其中m为大于3的整数，记m个数据节点存储的数据为一个单元数据片，作为单元原始数据片，则所述原始文件有2^l-1个单元原始数据片；并将每个数据分片平均分为m个数据块，每个数据块存放在对应的存储单元中；

步骤2，将步骤1得到的2^l-1个单元原始数据片进行两两分组，通过位置标识得到第一组基础组的位置标号，然后得到其余基础组中3个存储单元组的位置标号，同时根据2个单元原始数据片所在存储单元组中相同位置标号上的数据块异或得到第三个存储单元组相同位置的数据块，得到2^l-2个基础组中3个存储单元组的位置标号和相应位置上的数据块；

步骤3，将步骤2得到的2^l-2个基础组中的确定位置标号的单元校验数据片作为单元原始数据片，进行两两分组，执行步骤2的操作，得到新的基础组，依次类推，重复对每次新得到的基础组进行操作，得到最终的层次码。

进一步的，所述步骤2具体包括如下子步骤：

步骤21，将步骤1得到的2^l-1单元原始数据片进行两两分组，得到2^l-2个基础组；

步骤22，求取第一个基础组的位置标号，具体操作是：将第一个基础组中的两个单元原始数据片分别存储在A存储单元组和B存储单元组中，并对A存储单元组和B存储单元组采用位置标识法，得到A存储单元组和B存储单元组的位置标号，同时得到C存储单元组的位置标号，所述C存储单元组用于存储单元校验数据片；将A存储单元组和B存储单元组的位置标号分别作为一个整体，依次放置为一列，将C存储单元组的位置标号作为整体放置在其后一列；