[发明专利]一种可容多错交叉循环卷积码的局部性修复编码方法

权利要求书

1.一种可容多错交叉循环卷积码的局部性修复编码方法，该方法用于将原始文件M存储到分布式存储系统中的节点上，分布式存储系统中的节点至少包括2n个，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，将原始文件M分成k个原始数据块，对k个原始数据块采用(n,k)系统MDS码进行编码，得到n个编码数据块c₁,…,c_n-1,c_n；

步骤2，将n个编码数据块复制2次，每个编码数据块形成3个副本；

步骤3，在分布式存储系统中随机选取n个节点作为n个数据节点N₁,...,N_i,...N_n；

步骤4，将n个编码数据块的3个副本存储到选取的n个数据节点上；采用的方法如下：

对于数据节点N_i，当1≤i≤n-1时，该数据节点N_i上存储的编码数据块是c_i、c_i+1和c_i+2；当i＝n时，该数据节点N_i上存储的编码数据块是c_n、c₁和c₂；

步骤5，在分布式存储系统中随机选取除去步骤3选取的n个数据节点以外的n个节点作为n个校验节点N_n+1,...,N_n+j...,N_2n；

步骤6，在n个编码数据块c₁,…,c_n-1,c_n中选取两个编码数据块c_a和c_b进行异或编码操作，得到n个校验数据块c_a,b；其中，1≤a≤n,b＝a+1，当a＝n时，b＝1；

步骤7，将n个校验数据块c_a,b分别按序存储到n个校验节点N_n+1,...,N_n+j...,N_2n上，其中，1≤a≤n,b＝a+1，当a＝n时，b＝1，采用的方法如下：

对于校验节点N_n+j，若1≤j≤n-1，则校验节点N_n+j上存储的校验数据块为c_j,j+1；若j＝n，则校验节点N_n+j上存储的校验数据块为c_n,1。

2.一种节点修复方法，其特征在于，包括以下步骤：

按照权利要求1所述的可容多错交叉循环卷积码的局部性修复编码方法，将原始文件M存储到分布式存储系统中的2n个节点中，2n个节点包括n个数据节点N₁,...,N_i,...N_n和n个校验节点N_n+1,...,N_n+j...,N_2n；

(1)若数据节点中单个节点N_i，1≤i≤n，发生故障

修复方案1：从节点N_i-1上采集编码数据块c_i和c_i+1，从节点N_i+1上采集编码数据块c_i+2，将编码数据块c_i、c_i+1和c_i+2传送给节点N_i，实现节点N_i的故障修复；

在该修复方案中，当i＝1时，节点N_i-1为节点N_n，当i＝n时，节点N_i+1为节点N₁；

修复方案2：从节点N_i-1上采集编码数据块c_i，从节点N_i+1上采集编码数据块c_i+1和c_i+2，将编码数据块c_i、c_i+1和c_i+2传送给节点N_i，实现节点N_i的故障修复；

在该修复方案中，当i＝1时，节点N_i-1为节点N_n，当i＝n时，节点N_i+1为节点N₁；

修复方案3：从节点N_i-1上采集编码数据块c_i和c_i+1，从节点N_i+2上采集编码数据块c_i+2，将编码数据块c_i、c_i+1和c_i+2传送给节点N_i，实现节点N_i的故障修复；

在该修复方案中，当i＝1时，节点N_i-1为节点N_n，当i＝n时，节点N_i+2为节点N₂，当i＝n-1时，节点N_i+2为节点N₁；

修复方案4：从节点N_i-2上采集编码数据块c_i，从节点N_i+1上采集编码数据块c_i+1和c_i+2，将编码数据块c_i、c_i+1和c_i+2传送给节点N_i，实现N_i节点的故障修复；

在该修复方案中，当i＝1时，节点N_i-2为节点N_n-1；当i＝2时，节点N_i-2为节点N_n；当i＝n时，节点N_i+1为节点N₁；

修复方案5：从节点N_i-1上采集编码数据块c_i和c_i+1，从节点N_n+i+1上采集校验数据块c_{(i+1)，(i+2)}，根据校验数据块c_{(i+1)，(i+2)}和编码数据块c_i+1恢复得到编码数据块c_i+2，将编码数据块c_i、c_i+1和c_i+2传送给节点N_i，实现节点的故障修复；

在该修复方案中，当i＝1时，节点N_i-1为节点N_n；当i＝n时，节点N_n+i+1为节点N_n+1；

(2)若数据节点中两个相邻节点N_i-1和N_i，1≤i≤n，发生故障

修复方案1：从节点N_i-2上采集编码数据块c_i和c_i-1，从节点N_i+1上采集编码数据块c_i+1和c_i+2，将编码数据块c_i、c_i+1和c_i+2传送给节点N_i，将编码数据块c_i-1c_i和c_i+1传送给节点N_i-1，实现节点N_i-1和N_i的故障修复；

在该修复方案中，当i＝1时，节点N_i-1为节点N_n，节点N_i-2为节点N_n-1；当i＝2时，节点N_i-2为节点N_n；当i＝n时，节点N_i+1为节点N₁；

修复方案2：从节点N_i-2上采集编码数据块c_i和c_i-1，从节点N_n+i上采集校验数据块c_i，(i+1)，从节点N_n+i+1上采集校验数据块c_{(i+1)，(i+2)}，根据校验数据块c_i，(i+1)和编码数据块c_i恢复得到编码数据块c_i+1，根据校验数据块c_{(i+1)，(i+2)}和编码数据块c_i+1恢复得到编码数据块c_i+2；将编码数据块c_i、c_i+1和c_i+2传送给节点N_i，将编码数据块c_i-1c_i和c_i+1传送给节点N_i-1，实现节点N_i-1和N_i的故障修复；

在该修复方案中，当i＝1时，节点N_i-1为节点N_n，节点N_i-2为节点N_n-1；当i＝2时，节点N_i-2为节点N_n；当i＝n时，节点N_n+i+1为节点N_n+1；

(3)若数据节点中两个不相邻节点N_i-1和N_i+1，1≤i≤n，发生故障

修复方案1：从节点N_i-2上采集编码数据块c_i-1，从节点N_i上采集编码数据块c_i、c_i+1和c_i+2，从节点N_i+2上采集编码数据块c_i+3，将编码数据块c_i-1、c_i和c_i+1传送给节点N_i-1，将编码数据块c_i+1、c_i+2和c_i+3、传送给节点N_i+1，实现节点N_i-1和N_i+1的故障修复；

在该修复方案中，当i＝1时，节点N_i-1为节点N_n，节点N_i-2为节点N_n-1；当i＝2时，节点N_i-2为节点N_n；当i＝n-1时，节点N_i+2为节点N₁；当i＝n时，节点N_i+2为节点N₂，节点N_i+1为节点N₁；

修复方案2：从节点N_i上采集编码数据块c_i、c_i+1和c_i+2，从节点N_n+i-1上采集校验数据块c_(i-1),i，从节点N_n+i+2上采集校验数据块c_(i+2),(i+3)，根据校验数据块c_(i-1),i和编码数据块c_i恢复得到编码数据块c_i-1，根据校验数据块c_(i+2),(i+3)和编码数据块c_i+2恢复得到编码数据块c_i+3；将编码数据块c_i-1、c_i和c_i+1传送给节点N_i-1，将编码数据块c_i+1、c_i+2和c_i+3、传送给节点N_i+1，实现节点N_i-1和N_i+1的故障修复；

在该修复方案中，当i＝1时，节点N_i-1为节点N_n；当i＝n时，节点N_i+1为节点N₁，节点N_n+i+2为节点N_n+2；当i＝n-1时，节点N_n+i+2为节点N_n+1。