[发明专利]本地生成的简单纠删码

说明书

“纠删码”是对多个不同数据集的编码。数据的冗余副本以这样的纠删码来维护，由此仅使用未经编码的副本的存储容量的一小部分。纠删码使用XOR函数以最小处理资源高效地生成。另外，纠删码从本地数据生成，由此避免了对网络资源的消耗。维护数据集的至少一个未经编码的副本，同时其余、冗余的副本被编码成纠删码。对数据的请求从未经编码的副本中提供。假如未经编码的副本发生故障，可由另一个计算设备生成新的未经编码的副本，该计算设备能够访问纠删码以及也被压入该纠删码的其它数据的未经编码的副本两者。通过递归地应用对编码数据的这一解码，可从多个故障中幸存。

背景

现代服务器计算设备经常被以一种方式物理配置以提升有限空间(诸如机架)内的多个此类服务器计算设备的安装和维护。服务器计算设备的多个机架随后可被容纳在专用设施(常被称为“数据中心”)中。通过将计算资源聚集在一起，数据中心可提供规模效率，同时提供提高的计算能力和可用性。例如，数据中心可包括数以千计的计算设备，其组合的处理能力可以无数种方式来分割和共享，由此使得实体能够以与这些实体如果自己购买计算设备相比更低的成本访问远远大得多的处理能力。作为另一示例，数据中心可实施对于个人而言贵的离谱的冗余机制，但是在冗余机制的成本被分摊到数据中心的所有用户上时，可提供并不昂贵的风险降低。这样的冗余机制可包括将数据中心内的计算设备划分成各个故障域，故障域可包括物理上不同的位置、独立的网络连接和功率源、以及其它类似的属性，使得大部分潜在地故障应当仅影响单个故障域。

经常，为了维持可靠性，数据的冗余副本被维持在一个数据中心内、或跨多个物理上不同的数据中心的多个这样的故障域。然而，这样的数据集可能足够大，导致对于这样的数据集的跨网络的数据通信可能是耗时和高成本的。结果，冗余常常以网络资源消耗以及因此的性能降级为代价来实现。另外，冗余机制常常需要对数据执行计算上昂贵的数学运算。因此，除了增加网络资源消耗，冗余还可能增加处理能力的使用。由于网络资源和处理能力两者都可能由昂贵的计算硬件以及其它类似的资本投资来支持，因此网络资源和处理能力两者的高效利用同时维持冗余性可以是合乎需要的。

概述

在一个实施例中，数据的冗余副本可以编码状态来维护，该编码状态仅使用了存储该数据的不经编码的副本所需的存储容量的一小部分。为了减少处理资源的消耗，数据可使用XOR函数来编码，XOR函数可由现代处理硬件高效地执行。

在另一实施例中，冗余可通过由以编码状态维护的数据冗余副本来提供，数据冗余副本可仅从本地数据副本中生成，由此避免了对于网络资源的消耗。

在进一步实施例中，可维护至少一个未经编码的数据副本，并且对于该数据的请求可从该未经编码的数据副本中提供。假如这一未经编码的副本遭受故障(包括毁坏性故障以及不可用性故障)，可由另选的计算设备生成新的未经编码的副本，该另选的计算设备能够访问与所请求的数据一起被编码的其它数据的经编码的副本以及未经编码的副本两者。

在又一实施例中，通过递归地应用对编码数据的解码，可从多个故障中幸存。

提供本概述以便以简化形式介绍将在以下详细描述中进一步描述的一些概念。本发明内容并不旨在标识所要求保护主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求保护主题的范围。

当参考附图阅读以下详细描述时，将使得其它特征和优点是显而易见的。

附图简述

以下详细描述在结合附图参考时可得到最佳的理解，附图中：

图1是示出其中可实现本地生成的简单纠删码机制的示例性环境的框图；

图2是示出简单纠删码机制的示例性本地生成的框图；

图3是示出实现本地生成的简单纠删码机制的示例性系统的操作方面的框图；

图4是示出实现本地生成的简单纠删码机制的系统中的示例性错误恢复的框图；