[发明专利]由整数索引的泰纳图构建扁平异或码的方法

说明书

优先权声明

本申请要求2014年10月3日提交的新加坡专利申请No.10201406332W的优先权。

技术领域

本发明涉及数据存储系统。具体地，本发明涉及一种用于数据存储系统的纠删码。

背景技术

纠删可以由(n，k)参数的元组表征。码字包含总数为n个的符号/列，其中，任何k个符号/列都可以用于恢复其他n-k个符号/列(如果其他n-k个符号/列丢失的话)。长期以来，在存储系统中一直使用纠删码(例如，复制、RAID-5和Reed-Solomon码等)以容忍磁盘/节点故障。为了在磁盘发生故障时启用数据恢复，Reed-Solomon码需要存储最少量的冗余数据，其中保留精确的m个磁盘冗余数据以容忍任意m个磁盘故障。具有此属性的代码称为最大距离可分离(MDS)码。另一方面，复制需要数量大得多的冗余数据，和原始数据一样大或比原始数据大几倍。然而，复制具有非常短的恢复方程，这意味着它在磁盘发生故障时具有更高的恢复效率。

扁平异或(XOR)码是介于复制和MDS码之间的代码类型。扁平XOR码仅基于XOR算法构建。它们具有一维代码结构，并且每个奇偶校验符号是数据符号子集的异或和。扁平XOR码不是MDS，因此它们不如MDS码那样具有空间效率。然而，扁平XOR码具有短得多的恢复方程，并且其恢复效率远高于MDS码。与复制相比，扁平XOR码的空间效率要高得多，虽然它们的恢复效率不是很好。因此，扁平XOR码可以提供存储效率和恢复效率之间的弹性权衡，从而在选择设计参数时为存储系统提供了更大的灵活性。

作为非MDS码的其他类型，有牺牲一些存储效率以提高恢复效率的金字塔码、WEAVER码和HOVER码。金字塔码建立在多级MDS代码上，并且恢复是像声称的金字塔那样逐级完成的。WEAVER和HOVER码是非系统奇偶校验矩阵XOR码，其中所有或部分数据列包含奇偶校验符号。然而，这些纠删码在存储效率和重建性能方面存在不足。

对于扁平XOR码来说，构建扁平XOR码的方法非常少，并且扁平XOR码的数量非常有限。此外，现有的扁平XOR码仅能容忍至多3个故障。

因此，需要一种用于数据存储系统的更稳健的、优化存储效率和恢复效率之间的平衡的纠删码。此外，结合附图和本公开的背景技术，通过随后的详细描述和所附的权利要求，其他期望的特征和特性将变得显而易见。

发明内容

根据本公开的第一方面，提供了一种定义用于具有预定数量的数据磁盘的系统的纠删码的方法，所述方法包括选择步骤、构建步骤、确定步骤和重复步骤。所述选择步骤包括：为所述系统选择预定的可接受数量的故障。所述构建步骤包括：为具有所述预定数量的数据磁盘的可接受两个故障的系统构建第一泰纳(Tanner)图。所述确定步骤包括：通过将可接受的故障数量增加1，以及响应于增加的可接受数量的故障通过增加奇偶校验节点的数量而构建另一个泰纳图，来重复构建步骤和确定步骤，直到达到该系统的预定数量的故障。

根据本公开的第二方面，提供了一种非暂时性计算机可读介质，其包含用于使计算机执行定义用于具有预定数量的数据磁盘的系统的纠删码的方法的程序指令。所述方法包括选择步骤、构建步骤、确定步骤和重复步骤。所述选择步骤包括：为所述系统选择预定的可接受数量的故障。所述构建步骤包括：为具有所述预定数量的数据磁盘的可接受两个故障的系统构建第一泰纳图。所述确定步骤包括：通过将可接受的故障数量增加1，以及响应于增加的可接受数量的故障通过增加奇偶校验节点的数量而构建另一个泰纳图，来重复构建步骤和确定步骤，直到达到该系统的预定数量的故障。

根据本公开的第三方面，提供了一种系统，所述系统具有预定数量的数据磁盘和执行用于定义纠删码的方法的计算机。所述方法包括选择步骤、构建步骤、确定步骤和重复步骤。所述选择步骤包括：为所述系统选择预定的可接受数量的故障。所述构建步骤包括：为具有所述预定数量的数据磁盘的可接受两个故障的系统构建第一泰纳图。所述确定步骤包括：通过将可接受的故障数量增加1，以及响应于增加的可接受数量的故障通过增加奇偶校验节点的数量而构建另一个泰纳图，来重复构建步骤和确定步骤，直到达到该系统的预定数量的故障。

附图说明

在附图中，相同的附图标记在各个分离的附图中表示相同或功能相似的元件，并且附图与下面的详细描述一起并入说明书并且形成其一部分，附图用于示出各种实施方式并根据本实施方式解释各种原理和优点。

图1示出了根据本公开的INT2-2码的泰纳图结构的示例。

图2示出了根据本公开的INT3-2码的泰纳图结构的示例。