[发明专利]一种分布式存储系统及其精确数据修复方法及装置

说明书

本实施例公开了一种分布式存储系统及其精确数据修复方法及装置，利用再生码和复制方式相结合，当分布式存储系统所述父代存储节点失效时，从与其相连的父代存储节点和/或子代存储节点获取与失效数据相同的数据，进行精确数据修复。不仅降低分布式存储系统精确数据修复的计算复杂度，使节点修复方便快捷，而且提高了本身容忍节点失效的个数，即提高了可靠性和安全性。

技术领域

本公开属于分布式存储的技术领域，涉及一种分布式存储系统及其精确数据修复方法及装置。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

目前，随着海量存储数据的剧增，传统的文件存储系统无法满足高容量、高可靠性、高性能等方面的需求，分布式存储系统逐渐得到广泛使用，但是随着分布式存储系统中存储节点数的增加使得节点失效的机率增加，这时就要对节点数据进行修复来保证数据的完整性。数据修复的类型分为精确修复、功能性修复以及系统部分的精确修复三种类型，其中精确修复类型的特点是修复后的数据与失效前的数据完全一样，所以最为实用可靠。

在数据修复中，复制是最简单的冗余结构，就是将原数据复制多个副本，虽然这种方法维持了系统的可靠性，但是由于冗余信息量太大，造成代价过高；纠删码是将大小为M的原始数据分成k块，然后再对这些k块进行编码，生成n个编码块(nk)，每一块的大小为M/k。因此，任意取n个编码块中的k个子块，就能够恢复原始数据。相比于复制，纠删码的使用可以有效减少冗余存储量同时保证可靠性。在网络编码理论引入分布式存储系统之后，Dimakis等提出了再生码的概念，在再生码理论中，单个的存储结点不仅具有存储和转发功能，而且还能进行运算。自2010年起，学者们提出了性能各异的MBR(Minimum BandwidthRegenerating)码，MSR(Minimum Storage Regenerating)码。基于纠删码的数据修复相比于复制码存储开销小但同时会产生较大的计算复杂度，所以Rouayheb等人提出了部分复制码的概念，因其能实现精确修复的特性以及低复杂度的优势，被广泛研究。

部分复制码的设计与实现是基于图表的，每个节点存储的数据符号都是设计好的，所以在进行节点修复的时候，利用固定节点进行修复，而普通再生码在修复节点的时候是在剩余节点中随机选取d个有效节点进行修复。因为部分复制码是属于无编码过程的，所以复杂度低，修复过程中的修复带宽低，便于实现，而且结合不同的图表，部分复制码各种各样，表现出的特性也有差别。Rouyheb等人提出了利用完全图等方法构造部分复制码，所构造的编码在节点修复时简单快捷，计算复杂度为0，同时所需的存储量比直接复制的方法小，但是其容忍度很小，即所能容忍的失效节点的个数很少。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本公开的一个或多个实施例提供了一种分布式存储系统及其精确数据修复方法及装置，利用再生码和复制方式相结合，不仅降低分布式存储系统精确数据修复的计算复杂度，使节点修复方便快捷，而且提高了本身容忍节点失效的个数，即提高了可靠性和安全性。

根据本公开的一个或多个实施例的一个方面，提供一种分布式存储系统。

一种分布式存储系统，该系统包括：父代存储节点集合和子代存储节点集合；

所述父代存储节点集合包括若干依次连接的父代存储节点，用于存储原始数据；所述子代存储节点集合包括若干子节点，每个父代存储节点均与两个子节点连接，用于自身数据内容的副本存储；

所述父代存储节点失效时，从与其相连的父代存储节点和/或子代存储节点获取与失效数据相同的数据，进行精确数据修复。

进一步地，所述分布式存储系统中的原始数据根据图论概念构成一个部分复制码，所述部分复制码为若干个不同的数据元素集合和若干个存储节点的集合，所述部分复制码中若干个存储节点的集合即为所述所述父代存储节点集合。