[发明专利]一种基于二进制的节点修复方法及系统

说明书

本发明适用于布式存储技术改进领域，提供了一种基于二进制的节点修复方法，所述节点修复方法包括以下步骤：S1、在piggyback编码框架上对（n，k）码将系统节点分组并定义系统向量和编码矩阵；S2、将定义的编码矩阵代入编码结构中获取相应的编码方式；S3、根据编码方式通过zigzag解码对受损节点进行修复。在分布式存储系统中，根据其特殊的编码方式，使设计的码即满足（n，k）性质；而且在节点修复过程中，可以有效的减小数据的读取量和下载量，从而提高修复效率。

技术领域

本发明属于分布式存储技术改进领域，尤其涉及一种基于二进制的节点修复方法及系统。

背景技术

在大型的分布式存储系统中，我们能存储和分析大规模的数据，然而在日常操作过程中，系统中的节点存在各种故障，例如：因磁盘损坏或者断线导致的数据丢失。因此，确保系统中节点的可靠性和可用性就显的尤为重要。

传统的分布式存储系统中，存储数据常常采用重复策略。即通过复制多个数据副本并存储在系统中的节点上。当有数据损坏需要进行数据恢复时，只需要找到对应的节点中所存储的数据，即可恢复。

近年来，相关学者提出了一种最大距离可分码(MDS)，通过增加冗余来减小存储开销，同时保证节点在修复时数据的可靠性。其编码方式是：将原始的数据等分成k个原始数据包，然后将这k个原始数据包映射成n(n≥k)个编码数据包，任取k个编码数据包都可以恢复出k个原始数据包。其中最典型的RS码已经广泛的应用在现代数字通信、分布式存储系统中。

重复制的存储方式：由于每个节点都需要备份相应的数据副本，这样不仅会产生大量的冗余数据，加重服务器的负担，并且节点的利用率不高，造成资源的浪费。此外，随着系统中数据量的增加，存储开销也会呈指数型增加。

(n，k)码的在节点修复的过程中，需要读取所选取的修复节点中的全部数据，并下载下来，下载的数据量是所需恢复的数据量的k倍。这样不仅加重了网络带宽的负担，易损坏磁盘的性能。在修复过程中还过多的占用了系统的I/O口资源。并且在实际操作过程中，在某一特定的时间点，分布式存储系统中节点可能会不允许某些数据的读取或者下载请求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于二进制的节点修复方法及系统，旨在解决修复效率低的技术问题。

本发明是这样实现的，一种基于二进制的节点修复方法，所述节点修复方法包括以下步骤：

S1、在piggyback编码框架上对(n，k)码将系统节点分组并定义系统向量和编码矩阵，定义系统向量：a＝{a₁ a₂ … a_k}^T，b＝{b₁ b₂ … b_k}^T，c＝{c₁ c₂ … c_k}^T，d＝{d₁ d₂ …d_k}^T；编码矩阵：

S2、将定义的编码矩阵代入编码结构中获取相应的编码方式；

S3、根据编码方式通过zigzag解码对受损节点进行修复；

其中，k表示系统节点的个数，r表示奇偶校验节点的个数，n＝k+r，n表示总共节点个数，T代表向量的转置。

本发明的进一步技术方案是：所述步骤S1中r大于等于2，k/r为整数。

本发明的进一步技术方案是：所述步骤S1中在建立编码矩阵时通过移位生成存储开销，所述存储开销与奇偶校验节点和系统节点的个数有关，r越大，存储开销越大，k越大，存储开销越大。