[发明专利]一种基于二元域运算且支持任意码距的编码方法

说明书

本发明公开了一种基于二元域运算且支持任意码距的编码方法，其包括以下步骤：S1、获取编码方案数据；S2、将原始数据分块；S3、将所有原始数据块进行分条带处理；S4将条带内的原始数据块阵列；S5、获取阵列中原始数据块对应的值；S6、获取行列号集合；S7、获取与每个行列号集合相对应的k维向量；S8、获取矩阵Q；S9、得到与该条带对应的所有校验数据S10、获取该条带相对应的校验块；S11、将该条带的原始数据块和校验块分别存到不同的存储节点上，完成该条带的编码；S12、重复步骤S4至步骤S11，直至所有条带都编码完成。本发明既可以自由确定码距又可以避免基于高阶多元有限域的复杂运算。

技术领域

本发明涉及数据存储领域，具体涉及一种基于二元域运算且支持任意码距的编码方法。

背景技术

巨大信息量的增长使得设计一个庞大的数据存储系统在当今更具挑战性。据统计，世界上产生的信息量以每年30％的速度增长。海量的信息转化为对大型、低成本的存储系统的巨大需求。随着存储系统规模的不断增长，出于经济成本考虑，大量系统使用数千甚至数十万廉价且可靠性低的磁盘来保存大量的数据，导致磁盘故障的概率很高，这对大型存储系统的可靠性和数据可用性产生了巨大的影响。然而，构建大型存储系统的一个基本要求是：即使在磁盘出现故障的情况下，也要确保数据的可靠性和可用性。

为了满足用户对高可靠性、易于访问的海量存储系统的需求，纠删码冗余技术被应用到分布式存储系统中，用于提高存储系统的可靠性。纠删码技术用来存储冷数据，可以在低存储开销的情况下容忍三个或更多的磁盘故障，分布式存储系统中常见的纠删码方法为基于Reed-Solomon(RS，里德-所罗门)码。RS纠删码作为经典纠删码算法之一，不仅算法成熟，使用较广，灵活性非常好，容错能力可以按需求设计，编码方案灵活，且理论上达到最优存储效率的纠删码算法。但RS码是在Galois Field(GF，“伽罗华域”或“有限域”)上进行计算，基于高阶多元有限域的运算在数学领域是一个复杂的计算操作，计算时间复杂度高。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供的一种基于二元域运算且支持任意码距的编码方法解决了基于高阶多元有限域的运算复杂度高的问题。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

提供一种基于二元域运算且支持任意码距的编码方法，其包括以下步骤：

S1、获取编码方案中的原始数据长度k和最小汉明距离d；

S2、将原始数据按照设定数据块大小BlockSize进行分块，得到BlockNum个原始数据块；

S3、将所有原始数据块进行分条带处理，使k个原始数据块分为一个条带，得到StripNum个条带；

S4、对于任一个条带，将其k个原始数据块按顺序摆放为p×p的阵列；其中k＝p×p；

S5、根据公式D_i(r,c)＝(r+i×c)mod p获取该阵列中第r行第c列原始数据块在常数i取不同值时对应的值D_i(r,c)；其中mod表示取模运算；0≤i≤d-2；0≤r,cp；

S6、对于常数i的每一个取值，将对应的D_i(r,c)值相同的原始数据块所在阵列的行列号放入同一个集合中，得到p×(d-1)个行列号集合；

S7、对于每个行列号集合，生成一个k维全零向量，获取该行列号集合中所有原始数据块的块号，将k维全零向量中位置与块号相同的元素置为1，得到p×(d-1)个与每个行列号集合相对应的k维向量；

S8、将所有k维向量按先后顺序组成k×p×(d-1)的矩阵Q；