[发明专利]一类纠删码的译码方法

说明书

本发明属于计算机信息存储技术领域，具体是一种纠删码的译码方法。目前对基于二进制异或运算的纠删码，解码方法几乎都采用了循环迭代法，即不断循环遍历，这造成了解码的算法时间复杂度高，解码的速度低下；并且在没有解码前，难以对是否完全解码成功进行预判。本发明所述的一种纠删码的译码方法与传统循环迭代译码方法相比，解码的时间复杂度降低、速度提高；且适用于任何基于二进制异或运算的纠删码，包括EVENODD码、X码、STAR码、RDP码、斜率码等，应用范围广。

技术领域

本发明属于计算机信息存储技术领域，具体是一种纠删码的译码方法。

背景技术

随着网络和服务器的迅速成长，数据的容量越来越大，数据的重要性和安全性也更加得到重视。为了应对由数据量的快速增长而带来的数据存储可靠性问题，海量存储系统必须能够提供安全的存储服务、以及持续的在线运行和高效、可靠的容错机制；同时也为了提高数据访问的并发效率和降低成本，通常有效的做法是使用多个存储节点共同构建一个存储系统，该存储系统通常是基于网络的分布式存储系统。

针对传统数据冗余保护技术在大容量磁盘存储系统中所表现出的不足，以分布式、大规模、大容量磁盘存储为特点的海量存储系统中出现了一种更加高效的数据冗余技术——纠删码。纠删码起源于通信传输领域，目前逐渐出现在大规模存储系统中，特别是分布式存储环境。纠删码技术基本思想是将一份数据划分为k块原始的数据，基于k块原始数据冗余计算获得m块冗余数据。对于这k+m块数据，其中任意的m块码元出错时，存储系统均可以通过重构算法恢复出原来的k块数据，纠删码冗余保护技术解决了传统冗余保护技术不适于分布式生产存储系统的问题。

纠删码可以用于有大量数据和任何需要容错的应用程序或系统中，比如磁盘阵列系统、数据网格、分布式存储应用程序、对象存储或归档存储。基于纠删码的方法与传统的镜像、副本技术相比，具有冗余度低、磁盘利用率高等优点。目前，纠删码的一个常见的使用案例是基于对象的云存储，其针对云计算、大数据业务对海量存储系统的多样性、大规模存储容量需求，能够较好的适应分布式存储应用环境。

纠删码是一类特殊的编码删码，它是一种前向错误纠正技术，即在译码时码字中错误的位置已知。目前对基于二进制异或运算的纠删码而言，解码方法几乎都采用了循环迭代法，即不断循环遍历。这造成了解码的算法时间复杂度高，解码的速度低下；并且在没有解码前，难以对是否完全解码成功进行预判。

发明内容

本发明的目的是，提供一种降低解码算法时间复杂度、提升解码速度、适用范围广的纠删码译码方法。

为实现上述目的，本发明所述纠删码的译码方法的具体方案如下：

已知某纠删码的校验矩阵H和错误的位置，码字中数据位的个数为dNum，所述方法求得错误码元的值的具体步骤为：

S1、假设矩阵H的尺寸为m×n；构造一个dNum×dNum的单位矩阵，记作I；构造一个(n-dNum)×(n-dNum)的零矩阵，记作O；根据矩阵H、I、O，拼接出一个新的矩阵W，如下所示：

S2、对码字中每一个码元赋予一个从0开始的递增整数编号：0、1、2、...；将所有发生错误码元的编号集合，记作errIDs；按顺序从errIDs中取出一个码元，即错误码元的编号，记作eID；

S3、搜索矩阵W的第eID列中等于1的所有行，记作dqRows，其中，行列编号均从0开始；然后遍历dqRows中的行编号，找出对应矩阵W中行重最小且编号大于等于dNum的编号，记作bRow；

S4、矩阵W中，将bRow对应的行采用异或运算加到dqRows中其他所有编号对应的行，结果模2；

S5、矩阵W中，将bRow对应的行中的所有值置0；