[發明專利]基于蟻群優化的糾刪編碼存儲系統數據更新方法

有效

• 申請號: 202010001061.5
• 申請日: 2020-01-02
• 公開（公告）號: CN111245719B
• 公開（公告）日: 2021-12-31
• 發明（設計）人: 胡玉鵬;李乾;黃靖;曠文鑫;葉振宇
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: H04L12/721
• 分類號: H04L12/721;H04L29/08;G06N3/00;H04L12/727
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司 43113
• 代理人: 馬強;王娟

1.一種基于蟻群優化的糾刪編碼存儲系統數據更新方法，其特征在于，包括以下步驟：

數據增量收集階段，如果有u個數據節點需要更新，則每個數據節點直接用新的數據塊d′_i覆蓋原始數據塊d_i，同時計算數據增量Δd_i，并將數據增量Δd_i通過MACOUS算法傳遞到集合節點D₂；通過這種方式，第一階段完成數據增量收集產生的數據傳輸量為u-1，本地讀取次數為u，本地寫入次數為u；u≤k；1≤i≤k；

校驗塊增量的分發階段，基于收到的Δd_i，通過公式計算得到每個校驗節點的增量，并通過MACOUS算法構造多目標更新樹來分發給相應的校驗節點；1≤j≤r；r為數據傳輸量；表示d_i到的p_j系數；每個校驗節點將其原始校驗塊p_j通過公式p′_j＝Δp_j+p_j進行更新；

所述集合節點的選擇過程包括：

1)對于每一個需要更新的數據節點D_i，計算其它每個需要更新的數據節點到此數據節點Di的延時，即數據增量收集階段的延時，計算此數據節點D_i到每一個校驗節點的延時，即校驗塊增量的分發階段的延時；

2)將數據節點Di的數據增量的收集階段的延時和校驗塊增量的分發階段的延時進行累加求和，記為sum(i)；

3)從最小的sum(i)中選擇延時最小的節點D(i)作為集合節點；

其中，所述MACOUS算法的具體實現過程包括：

A.將所有的螞蟻分為m輪發放，每一輪的數量螞蟻為k只；

B.將當前輪螞蟻當前所處的位置賦值為i，判斷是否收斂的布爾型變量設為converge，并初始化為false；初始化每條路徑上的信息素τ；

C.計算當前節點i到目的節點d的距離D(i,d)；i∈V；V表示網絡節點的集合；

D.對于每一輪中的每一只螞蟻，若節點i到鄰居節點j的鏈路帶寬B(i，j)B_req且節點j沒有被訪問過，即不為空，則選擇概率最大的節點j作為下一個要訪問的節點，如果j不是目的節點，則返回步驟B；為與節點i相鄰的且未訪問過的節點的集合；B(i,j)表示節點i到節點j之間的帶寬；B_req表示路由中需要滿足的最小帶寬；

E.當本輪所有的螞蟻爬行結束后，記錄每一輪中每一只螞蟻的爬行路徑，如果這只螞蟻的終點是目的節點，則記錄這只螞蟻從源節點到目的節點的路徑和時間，時間即為延時，如果這只螞蟻的終點不是目的節點，則將螞蟻在這條路徑上的延時記為無窮大，更新每條路徑上的信息素；

F.判斷螞蟻的爬行路徑是否收斂，如果收斂則停止循環，輸出該爬行路徑，即最佳路徑，以及最佳路徑的延時；若不收斂，則返回步驟B。

2.根據權利要求1所述的基于蟻群優化的糾刪編碼存儲系統數據更新方法，其特征在于，步驟C中，利用下式選擇使概率最大的節點j作為下一個要訪問的節點：

其中，η(i,j)＝(1/D(j,d))^β*(1/(W_i+W_e))^λ,j∈Φ(i)；η(i,j)即η_ij；θ為啟發式因子的權重，是指時間t時從節點i到節點j的全局啟發式因子，是指時間t時從節點i到節點s的全局啟發式因子；τ_ij(t+1)＝(1-ρ)τ_ij(t)+Δτ_ij；k為輪回的次數，m為每次輪回螞蟻的只數，α為信息素τ重要程度的參數；β為跳數重要程度的參數；λ為延時重要程度的參數；W_i表示處理延時和傳輸延時的和所占的權重；W_e表示傳播延時所占的權重；D(j,d)表示節點j到目的節點d的距離；Δτ_ij表示從節點i到節點j上的信息素增量；τ_ij(t)是指t時刻螞蟻在爬行之前路徑(i,j)的信息素含量；τ_ij(t+1)指t+1時刻螞蟻爬行完之后路徑(i,j)上信息素的含量；τ_is(t)是指t時刻螞蟻在爬行之前路徑(i,s)的信息素含量；表示在一輪當中，路徑(i,j)上第k只螞蟻信息素的增量。