[发明专利]一种基于带宽感知的故障节点快速修复方法

权利要求书

1.一种基于带宽感知的故障节点快速修复方法，其特征在于包括如下步骤

S1．获取原始数据，划分成k个数据块，规定每个数据块大小为ω；

S2．根据(n, k)纠删码设计生成矩阵，将k个原始数据块编码生成大小相同的n-k个校验数据块，规定每个数据块大小为ω；n个数据块组成的集合称作条带，分布于服务器集群中存储原始数据的信息；

S3．步骤S1~步骤S2在一个服务器中完成，设置这一个服务器为源点服务器，源点服务器选择降序序列中前n-1个服务器作为包含原始数据的条带的预选目标服务器，构建部署数据传输链路；源点服务器选择n-1个服务器，具体为源点服务器选择带宽最优n-1个服务器

S4．对部署数据传输链路进行部署预检测；部署预检测具体为，若选定的传输路径上存在某一服务器s，在本次数据传输中传输的数据块数量超过了n/2，则替换以服务器s作为数据传输路径节点的目标服务器；替换方法具体包括，选择降序序列中第n+1个服务器，预计算它接收到大小为ω的数据块的时间为t₁=(ω/β_n+1)；

预计算传输路径上以服务器s作为数据传输的中继节点的服务器r接收大小为ω的数据块的时间t₂=(nω/β_s+...+ω/β_r-1,r)；其中，服务器s为服务器r-1、服务器r在数据传输过程中的前继节点，服务器r-1为服务器r在数据传输过程中的前继节点；

比较t₁和t₂的大小，若t₁t₂，则把存储数据块的任务目标服务器k替换成降序序列中第n+1个服务器；若t_1≥t₂，则结束替换过程；

S5．被选中的服务器执行数据传输任务，传输完成后源点服务器删除多余数据块，完成纠删码部署网络的构建；

S6．若存储节点发生失效，为失效节点构建纠删码修复网络；

S7．将存储失效数据块的服务器设置为失效服务器；失效服务器选择除源点服务器之外的k个服务器参与纠删码修复任务，并构建修复数据传输链路；所述的失效服务器选择除源点服务器之外的k个服务器，具体为失效服务器选择除源点服务器之外的带宽最优的k个服务器；

S8．对修复数据传输链路进行修复预检测；修复预检测具体为，检测失效服务器与其他k个服务器的数据传输过程中是否存在一条数据传输链路上有若干个服务器都被选中参与纠删码修复任务，同时，这种数据传输链路称作公共路径；公共路径上与源点距离相对远的服务器存储的数据块在传输过程中将数据块与它的前继服务器上存储的数据块合并，将计算过程分摊到传输路径上的服务器上；根据纠删码在有限域内的计算法则，若干个大小为ω且包含不同数据的数据块合并为一个大小为ω的数据块；

S9．对纠删码修复任务分布情况进行优化；被选中的服务器执行数据传输任务，将所需数据块传输到失效服务器上，失效服务器完成对失效数据的修复工作；优化过程具体包括，不在公共路径上的服务器x向与它连通的公共路径上的服务器发送数据包，确认链路实时带宽；

服务器x将公共路径上与x连通的各服务器按带宽β降序排列，降序序列为{β₁, β₂,...,β_p}，其中，β为不在公共路径上的服务器与和公共路径上与此服务器连通服务器之间的带宽，p为与服务器x连通且位于公共路径上的服务器的数量；

预计算服务器x上数据块传输到失效服务器的传输时间；

选择降序序列中第一个服务器o，预计算服务器x传输数据块到公共路径上的服务器o的传输时间；

比较和的大小，若，修改路由计划，服务器x上保存的数据块通过公共路径传输；若，结束优化过程。