[發(fā)明專利]一種基于部分復(fù)制技術(shù)的不等局部可修復(fù)噴泉碼構(gòu)造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110309618.6
• 申請(qǐng)日: 2021-03-23
• 公開（公告）號(hào): CN113098660B
• 公開（公告）日: 2022-02-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 易本順;周安安;羅來干
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢大學(xué)
• 主分類號(hào): H04L1/00
• 分類號(hào): H04L1/00;H04L1/22;H04L67/06;G06F11/14
• 代理公司: 武漢科皓知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 許蓮英

1.一種基于部分復(fù)制技術(shù)的不等局部可修復(fù)噴泉碼構(gòu)造方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：通過數(shù)據(jù)中心、處理單元、M個(gè)存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)構(gòu)建分層異構(gòu)分布式存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)模型，將M個(gè)存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)分別劃分為M₁個(gè)系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)和M₂個(gè)校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)，且M＝M₁+M₂，數(shù)據(jù)中心存儲(chǔ)原始海量數(shù)據(jù)集，將原始海量數(shù)據(jù)集無線傳輸至所述處理單元；

步驟2：處理單元將原始海量數(shù)據(jù)集中多個(gè)數(shù)據(jù)包通過可修復(fù)噴泉碼編碼得到多個(gè)可修復(fù)噴泉碼編碼后數(shù)據(jù)包，將多個(gè)可修復(fù)噴泉碼編碼后數(shù)據(jù)包利用部分復(fù)制技術(shù)得到部分復(fù)制可修復(fù)噴泉碼編碼后數(shù)據(jù)包集合，處理單元將部分復(fù)制可修復(fù)噴泉碼編碼后數(shù)據(jù)包集合存儲(chǔ)至多個(gè)存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)中；

步驟3：當(dāng)存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障時(shí)，通過判斷故障節(jié)點(diǎn)是系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)還是校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)、以及故障節(jié)點(diǎn)的數(shù)量是否超過預(yù)設(shè)的閾值，選取對(duì)應(yīng)修復(fù)方式完成故障節(jié)點(diǎn)的修復(fù)；

步驟4：當(dāng)有節(jié)點(diǎn)發(fā)起文件下載請(qǐng)求時(shí)，可通過判斷在M個(gè)存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)中存活的存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)數(shù)量是否達(dá)到預(yù)設(shè)閾值，從而選擇文件下載方式完成下載請(qǐng)求。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于部分復(fù)制技術(shù)的不等局部可修復(fù)噴泉碼構(gòu)造方法，其特征在于，

步驟1所述構(gòu)建分層異構(gòu)分布式存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)模型為：

所述數(shù)據(jù)中心與所述處理單元通過無線鏈路依次連接；

所述處理單元分別與所述M個(gè)存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)通過無線鏈路依次連接；

存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)中用于存儲(chǔ)系統(tǒng)編碼符號(hào)的節(jié)點(diǎn)定義為步驟1所述系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)；

存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)中用于存儲(chǔ)校驗(yàn)編碼符號(hào)的節(jié)點(diǎn)定義為步驟1所述校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)；

M個(gè)存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)由M₁個(gè)系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)、M₂個(gè)校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)構(gòu)成；

M＝M₁+M₂；

且存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)故障的發(fā)生和新節(jié)點(diǎn)的生成都服從泊松隨機(jī)過程；

步驟1所述原始海量數(shù)據(jù)集為：

U＝{u₁,u₂,...,u_K}

k∈[1,K]

其中，K表示原始海量數(shù)據(jù)集中數(shù)據(jù)包的數(shù)量，u_k表示原始海量數(shù)據(jù)集中第k個(gè)數(shù)據(jù)包。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于部分復(fù)制技術(shù)的不等局部可修復(fù)噴泉碼構(gòu)造方法，其特征在于，

步驟2所述對(duì)原始海量數(shù)據(jù)集中多個(gè)數(shù)據(jù)包通過可修復(fù)噴泉碼編碼得到多個(gè)可修復(fù)噴泉碼編碼后數(shù)據(jù)包為：

將原始海量數(shù)據(jù)集中K個(gè)數(shù)據(jù)包通過可修復(fù)噴泉碼編碼生成N個(gè)可修復(fù)噴泉碼編碼后數(shù)據(jù)包，K小于N；

所述N個(gè)可修復(fù)噴泉碼編碼后數(shù)據(jù)包由原始海量數(shù)據(jù)集中K個(gè)數(shù)據(jù)包、N-K個(gè)校驗(yàn)編碼數(shù)據(jù)包構(gòu)成；

步驟2所述利用部分復(fù)制技術(shù)得到部分復(fù)制可修復(fù)噴泉碼編碼后數(shù)據(jù)包集合為：

將N個(gè)可修復(fù)噴泉碼編碼后數(shù)據(jù)包中原始海量數(shù)據(jù)集中K個(gè)數(shù)據(jù)包進(jìn)行復(fù)制，得到K個(gè)復(fù)制后可修復(fù)噴泉碼編碼后數(shù)據(jù)包；

所述部分復(fù)制可修復(fù)噴泉碼編碼后數(shù)據(jù)包集合包括：

原始海量數(shù)據(jù)集中K個(gè)數(shù)據(jù)包、N-K個(gè)校驗(yàn)編碼數(shù)據(jù)包、K個(gè)復(fù)制后可修復(fù)噴泉碼編碼后數(shù)據(jù)包；

步驟2所述處理單元將部分復(fù)制可修復(fù)噴泉碼編碼后數(shù)據(jù)包集合存儲(chǔ)至多個(gè)存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)中為：

將部分復(fù)制可修復(fù)噴泉碼編碼后數(shù)據(jù)包集合中原始海量數(shù)據(jù)集中K個(gè)數(shù)據(jù)包存儲(chǔ)到K個(gè)系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)、K個(gè)復(fù)制后可修復(fù)噴泉碼編碼后數(shù)據(jù)包存儲(chǔ)到另外K個(gè)系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)中，每個(gè)系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)一個(gè)數(shù)據(jù)包，2KM₁；N-K個(gè)校驗(yàn)編碼數(shù)據(jù)包存儲(chǔ)至(N-K)個(gè)校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)，每個(gè)數(shù)據(jù)包對(duì)應(yīng)一個(gè)校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)，N-K＜M₂；(M₁+M₂)＝M為存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)的數(shù)量，(N+K)M；

存儲(chǔ)原始海量數(shù)據(jù)集中K個(gè)數(shù)據(jù)包的K個(gè)存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)與存儲(chǔ)K個(gè)復(fù)制后可修復(fù)噴泉碼編碼后數(shù)據(jù)包的K個(gè)存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)互為備份節(jié)點(diǎn)。