[发明专利]分布式存储系统的数据修复方法及存储介质

权利要求书

1.一种分布式存储系统的数据修复方法，所述系统的存储节点的总数为n，所述系统基于使用乘积矩阵的最小存储再生码C(n',k',d')对需要存储的数据进行编码，

其中n'＝n+δ，k'＝k+δ，d'＝d+δ，δ表示虚拟节点的数量，k表示将数据等分为k段，每段包含α个数据子块，d'为修复度，编码获得的C为n'×α维矩阵，其每个元素是编码后得到的数据子块，C的前δ行是0，第δ+1到第δ+k行为原始数据，剩下的m＝n'-k'行为编码后的校验数据，这使得编码获得的n'个数据块中只有n＝n'-δ个需要被存储；

其特征在于，所述数据修复方法包括如下步骤：

步骤1：从正常节点中选取辅助节点，用所述辅助节点计算得到辅助数据子块，并将所述辅助数据子块发送给重建数据的节点：

用{N_i|1≤i≤n'}表示由虚拟节点和真实节点共同组成的集合，其中N₁～N_δ为虚拟节点，而N_δ+1～N_n'是真实节点，所述正常节点共有n'-t个，其中t为失效节点数量，且t≥1，定义X＝{x_i|i＝1,...,t,δx_i≤n'}为丢失列表，用表示丢失的数据块，从所述正常节点中选择d'-t+1个节点作为所述辅助节点，所述辅助节点的集合表示为所述辅助节点和所述失效节点并集为“相关节点”，表示为：N_e＝{N_j|N_j∈N_a or j∈X}，

所述辅助节点N_j∈N_a首先计算存储的数据块c_j与的内积，得到t个所述辅助数据子块：然后将所述辅助数据子块作为辅助数据发送给重建数据的节点，

步骤2：对修复矩阵R_X进行计算：

(1)对每一个x_i,x_j∈X,j≠i,通过下式计算矩阵：

其中是的前α个元素组成的向量，而是的后α个元素组成的向量，这里指的是矩阵中与所述辅助数据子块对应的列，是的逆矩阵，

(2)用X_i＝X|x_i表示所述丢失列表X去掉x_i后剩余编号的有序集合，用表示矩阵中与数据块对应的列的序号按顺序排列的有序集，对每一个i＝1～t：

其中，的计算方式与相同,m＝n-k,

根据上述过程有：

其中，

(3)对于每个x_i，向量的长度都是d'-t+1，事实上的前δ个元素全都是0，相应地，每个Θ_i的前δ列也都是无用的列，因此用来代替其中Θ'_i是Θ_i去掉前δ列后剩余的部分，是去掉前δ个元素后剩余的部分：

令

则修复矩阵为：

步骤3：对丢失的数据块进行重建：

用修复矩阵R_X左乘辅助数据子块组成的向量得到丢失的数据块。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述修复矩阵适用于tmin{k,α}，对于t≥min{k,α}的情形，用解码的方式重建丢失的数据：

从正常节点中任选k个节点作为辅助节点，从所述辅助节点下载共k×α个数据子块，然后对所述数据子块作解码操作，得到原始数据。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，Ξ_X为可逆矩阵，或通过向所述丢失列表中增加节点使Ξ_X变为可逆，或者将所述丢失列表中的某个或某些节点替换成其他节点使Ξ_X变为可逆；否则用解码的方式重建丢失的数据。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，数据修复方法包括集中式数据修复，在集中式模式下，根据待修复的所述失效节点数量选取所述辅助节点数量，所述辅助数据子块的收集、所述修复矩阵运算和所述重建丢失数据块过程由中心代理节点完成。