[发明专利]一种基于调节矩阵的异构部分重复码的构造方法

权利要求书

1.一种基于调节矩阵的异构部分重复码的构造方法，其特征在于，该方法用于构造节点存储容量异构的FRC，适用于分布式存储系统节点数n为奇数的情况，且构造的FRC中数据块的重复度ρ等于2；具体步骤如下：

步骤1：首先定义一个循环置换矩阵C_n(d-1)，该矩阵是一个n×n阶的二进制矩阵，其中，n代表节点数，d-1表示每个节点存储容量同时也表示矩阵中每一行1的个数，且d需满足的条件为d3，d为奇数；

C_n(d-1)矩阵的第一行在数学上满足的表达式为：

c(t)＝t+t²+…+t^(d-1)/2+t^n-(d-1)/2+…+t^n-1；

矩阵的第一行确定后，后面的每一行依次向右移动一位，共移动n-1次，最后生成C_n(d-1)矩阵；

在这里C_n(d-1)矩阵同时也是一个关联矩阵，该关联矩阵的行对应分布式存储系统中的节点，列代表存储的数据块，同时这个关联矩阵与未经过调节矩阵构造的同构FRC是一一对应的关系；

为了更加直观的看出内部FRC的存储结构，引入正则图存储同构的FRC，所述正则图通过关联矩阵[θ]＝{1,2,...,13}得出；正则图的顶点n也就对应FRC中的节点数，正则图的边代表数据块，d-1代表节点的度；

步骤2：引入一个矩阵S_n去调节步骤1中的C_n(d-1)矩阵，S_n矩阵生成方法为：在(n-1)阶副对角线都为1，其他元素全为0的矩阵后面加一行0和一列0生成S_n矩阵；

步骤3：将步骤1中的矩阵C_n(d-1)和步骤2中的矩阵S_n进行模2运算，得到新的矩阵P,该矩阵P＝C_n(d-1)+S_n(mod2)；矩阵P同时也是一个关联矩阵，这个关联矩阵与经过调节矩阵构造的异构FRC是一一对应关系，为了更加直观的体现内部FRC的存储结构，引入部分正则图的概念，将其记做PGR(n,d)，其中，n表示顶点数也就对应FRC中的节点数，图的边代表数据块，d代表节点的度的最大值；

得到的矩阵P是一个n×n阶的二进制矩阵，矩阵P的不同行中会出现有d,d-1,d-2个1的情况，因此对应的部分正则图的度有d,d-1,d-2三种情况，也就对应着构造的FRC的节点存储容量有d,d-1,d-2三种情况；

因此，通过调节矩阵S_n得到不同存储容量的节点，其异构特性满足实际的分布式存储系统。

2.如权利要求1所述的基于调节矩阵的异构部分重复码的构造方法，其特征在于，所构造节点存储容量异构的FRC用于修复单故障节点的应用。

3.如权利要求2所述的基于调节矩阵的异构部分重复码的构造方法，其特征在于，所述的构造节点存储容量异构的FRC用于修复单故障节点的应用，根据异构FRC的特点分析故障节点修复的问题，因为该构造针对重复度ρ＝2的FRC，故只能考虑单节点故障修复问题，分以下3种情况：

a)若存储容量为d的节点出现故障，那么只需要从另外的d个节点分别下载一个数据块直接修复；

b)若存储容量为d-1的节点出现故障，那么只需要从另外的d-1个节点分别下载一个数据块直接修复；

c)若存储容量为d-2的节点出现故障，那么只需要从另外的d-2个节点分别下载一个数据块直接修复。