[發(fā)明專利]基于鋸齒可解碼的最小存儲(chǔ)開銷的分布式存儲(chǔ)方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710409621.9
• 申請(qǐng)日: 2017-06-02
• 公開（公告）號(hào): CN107317844B
• 公開（公告）日: 2020-11-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 代明軍;王津津;王暉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳大學(xué)
• 主分類號(hào): H04L29/08
• 分類號(hào): H04L29/08;H04L1/00
• 代理公司: 深圳市科吉華烽知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)所(普通合伙) 44248
• 代理人: 于標(biāo)

本發(fā)明提供了一種基于鋸齒可解碼的最小存儲(chǔ)開銷的分布式存儲(chǔ)方法及系統(tǒng)，該分布式存儲(chǔ)方法包括：將原文件分割為n=2k份原始數(shù)據(jù)，然后將分割后的原始數(shù)據(jù)編碼為n個(gè)編碼數(shù)據(jù)包，分別存儲(chǔ)在n個(gè)節(jié)點(diǎn)中，每個(gè)節(jié)點(diǎn)中包含一個(gè)原始數(shù)據(jù)包和一個(gè)編碼后的數(shù)據(jù)包。本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明保留了OPDRC碼的高效率的“熱數(shù)據(jù)”檢索能力，相比OPDRC來講編解碼效率提高，存儲(chǔ)的開銷也相對(duì)的減少。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及云存儲(chǔ)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及基于鋸齒可解碼的最小存儲(chǔ)開銷的分布式存儲(chǔ)方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

分布式存儲(chǔ)，是將數(shù)據(jù)分散存儲(chǔ)在多臺(tái)獨(dú)立的設(shè)備上。傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng)采用集中的存儲(chǔ)服務(wù)器存放所有數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)服務(wù)器成為系統(tǒng)性能的瓶頸，也是可靠性和安全性的焦點(diǎn)，不能滿足大規(guī)模存儲(chǔ)應(yīng)用的需要。分布式網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng)采用可擴(kuò)展的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，利用多臺(tái)存儲(chǔ)服務(wù)器分擔(dān)存儲(chǔ)負(fù)荷，利用位置服務(wù)器定位存儲(chǔ)信息，它不但提高了系統(tǒng)的可靠性、可用性和存取效率，還易于擴(kuò)展。

MDS性質(zhì)，一個(gè)碼具有MDS性質(zhì)即是它將K個(gè)數(shù)據(jù)塊映射為N個(gè)編碼數(shù)據(jù)塊，然后取N個(gè)編碼數(shù)據(jù)塊中的任意一個(gè)即可恢復(fù)出K個(gè)原始數(shù)據(jù)塊。

網(wǎng)絡(luò)編碼，它是一種融合了路由和編碼的信息交換技術(shù)，其核心思想是在網(wǎng)絡(luò)中的各個(gè)節(jié)點(diǎn)上對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼處理，然后再進(jìn)行存儲(chǔ)，而不是簡單的進(jìn)行存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)。

目前技術(shù)的缺陷和不足如下：

1.最優(yōu)貪婪策略(optimal greedy strategy)，其雖然優(yōu)化了數(shù)據(jù)檢索的性能但是也極大的浪費(fèi)了存儲(chǔ)開銷。

2.現(xiàn)有的最優(yōu)性能檢索碼(OPDRC)碼，其編碼的效率相對(duì)較低而且其存儲(chǔ)開銷相對(duì)較大。

3.OPDRC碼中的編碼方式是以代數(shù)相乘的方式來進(jìn)行源數(shù)據(jù)包的編碼，這樣會(huì)極大的消耗存儲(chǔ)空間，造成極大的存儲(chǔ)空間開銷。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種基于鋸齒可解碼的最小存儲(chǔ)開銷的分布式存儲(chǔ)方法，將原文件分割為n＝2k份原始數(shù)據(jù)，然后將分割后的原始數(shù)據(jù)編碼為n個(gè)編碼數(shù)據(jù)包，分別存儲(chǔ)在n個(gè)節(jié)點(diǎn)中，每個(gè)節(jié)點(diǎn)中包含一個(gè)原始數(shù)據(jù)包和一個(gè)編碼后的數(shù)據(jù)包。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述k＝3,4,5,6或7。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，令節(jié)點(diǎn)i存儲(chǔ)[S_i,c_i],其中i＝1,2，…，n，則有：

c_i＝a₁S_mod(i+1)+a₂S_mod(i+2)+,...,a_kS_mod(i+k)

其中mod表示對(duì)n取余，且(a₁，a₂,...,a_k)表示編碼數(shù)據(jù)包的編碼移位系數(shù)。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，令α表示編碼數(shù)據(jù)包的下表索引的集合，假設(shè)只考慮編碼數(shù)據(jù)包的移位矩陣為M，則

對(duì)于任何的p∈α，i，j∈n，M中第(i，j)個(gè)元素用M_i，j來表示，定義：

只有在Δ^p_i,j≠Δ^q_i,j的情況下，利用移位矩陣M進(jìn)行的編碼才是所需要的編碼數(shù)據(jù)包，其中對(duì)所有的i≠j，p≠q，i，j∈n且p，q∈α。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，利用ZigZag解碼能夠恢復(fù)出原始數(shù)據(jù)包，進(jìn)而恢復(fù)出原始文件。