[发明专利]一种基于U-型设计的柔性部分重复码的构造方法

说明书

本发明公开了一种基于U‑型设计的柔性部分重复码的构造方法，首先将原始文件M分成k个原始数据块，对k个原始数据块采用(n,k)系统MDS码进行编码，根据编码块数选取相关参数，构造U‑型设计表，得到一个n×m的矩阵，如果同一列中元素取相同水平，则将它们置于一个区组中，形成一个数据节点。若U‑型设计表是等水平设计表，则构造出的FR码是同构的，若U‑型设计表是混合水平设计表，则构造出的FR码是异构的。该方法构造FR码更加简单直观，并且可以通过调整U‑型设计表的参数构造同构和异构FR码。

技术领域

本发明属于计算机领域，具体涉及一种基于U-型设计的柔性部分重复码的构造方法。

背景技术

目前，社会海量数据迅速增长，如何对这些海量数据进行高效可靠的存储成为一个重要的问题。通常所采用的分布式存储系统，存储容量和失效修复带宽是衡量系统存储性能的两大重要指标。分布式存储系统大多使用“复制”和“纠删码”的方法来确保系统的可靠性。与传统复制相比，纠删码虽然节约了存储开销，但在节点修复过程中修复带宽开销过大，修复较为复杂。

针对以上问题，Dimakis等人提出了再生码，包括最小存储再生(Minimum StorageRegenerating,MSR)码和最小带宽再生(MinimumBandwidth Regenerating,MBR)码，但上述两种编码的修复局部性大，计算复杂度较高。

Rouayheb和Ramchandran于2010年提出一种精确修复的部分重复(FractionalRepetition，FR)码，能够容忍多节点失效，复杂度低，极大提高了系统的可靠性。现有的FR码的构造方法有许多，如利用完全图，仿射置换等方法构造FR码。

发明内容

针对现有技术中存在缺陷或不足，本发明的目的在于，提出一种基于U-型设计的柔性部分重复(Fractional Repetition，FR)码的构造方法，该方法利用U-型设计表得到同构和异构FR码。

为了实现上述任务，本发明采用如下技术方案：

一种基于U-型设计的柔性部分重复码的构造方法，其特征在于，具体按以下步骤实施：

步骤1，将原始文件M分成k个数据块，k≥2，对k个原始数据块采用(n,k)MDS编码(n≥k)，得到n个编码数据块c₁,c₂,...,c_k,c_k+1,...,c_n，其中，n个编码数据块包括k个原始数据块和n-k个校验数据块；

步骤2，U-型设计表为：U((n；q₁,q₂,...,q_m)，其中，q₁,...,q_m为n的正约数(1qn)，该U-型设计表对应一个n×m矩阵：X＝(X₁,X₂,...X_m)，且满足：

1)第i列X_i取元素q₁,q₂,...q_i，且这q_i个元素在该列中等重复出现；

2)X没有全混杂的列，即X中没有一列能够由另一列通过行变换得到；

对一个U-型设计表，如果它的所有因子水平组合等重复出现，则称之为正交表，记作L_n(q₁,...,q_m)，当对所有i＝1,...,m,q_i＝q时，记作Ln(q^m)；

步骤3，给定一个U-型设计表，若其任两行之间有λ个位置取相同水平，则可以构造平衡不完全的区组设计(n,s,m,t,λ)；其中：

λ表示任一处理都出现在λ个区组中；