[发明专利]非均匀故障保护的分组修复码构造方法及故障修复方法

权利要求书

1.一种基于非均匀故障保护的分组修复码的构造方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：获得原始文件，根据原始文件是否发生过存储计算原始文件的热度，将计算出的热度与热度阈值进行比较，若原始文件的热度大于等于热度阈值则定义为热文件，若原始文件的热度小于热度阈值则定义为冷文件；

步骤2:对原始文件利用MDS码进行编码，得到k个原始数据块和m个原始全局编码块，其中k≥2,m为正整数；

步骤3：获得步骤2中每个原始数据块的故障概率，按故障概率从高到低的顺序对k个原始数据块进行排序；

步骤4：将步骤3中排序后的所有原始数据块分为L个数据组，第i个数据组包含k₀+2(i-1)个原始数据块，且1≤i≤L，其中，若原始文件是热文件则设置k₀小于10，若原始文件是冷文件则设置k₀大于10，且k₀k；

步骤5：将步骤4得到的L个数据组分为μ个高故障组和(L-μ)个低故障组，所述高故障组内每个原始数据块的故障概率均大于等于τ，所述低故障组内每个原始数据块的故障概率均小于τ，其中0.1≤τ≤0.2；

步骤6：保留m₀个原始全局编码块作为全局编码块组，利用异或全局编码块的方式对全局编码块组进行编码，生成1个组编码块；

利用MDS码对高故障组进行编码，每个高故障组生成m₁个组编码块；

利用异或原始数据块的方式对低故障组进行编码，每个低故障组生成1个组编码块，其中m＝m₀+m₁；

所有高故障组、低故障组、全局编码块组和各组的组编码块共同构成分组修复码，且分组修复码包含的数据块和编码块的总数为q，

2.如权利要求1所述的基于非均匀故障保护的分组修复码的构造方法，其特征在于，步骤1包括如下子步骤：

步骤1.1：获得原始文件，判断原始文件是否发生过存储，若未发生过存储则进入步骤1.2，若发生过存储则进入步骤1.3；

步骤1.2：利用式Ⅰ计算未发生过存储的原始文件在计算周期内的热度H₀：

其中，υ_d表示未发生过存储的原始文件中d个原始数据块的影响因子，χ表示原始数据块在计算周期内的访问次数，n为未发生过存储的原始文件中编码数据块的总数；

利用式Ⅱ计算未发生过存储的热度阈值f(χ)，若H₀≥f(χ)则将原始文件定义为热文件，若H₀f(χ)则将原始文件定义为冷文件：

f(χ)＝(∏χ)^1/n (式Ⅱ)；

步骤1.3：利用式Ⅲ计算发生过存储的原始文件在指定计算周期内的热度H₁：

其中，Z_t表示发生过存储的原始文件中t个原始数据块的引用量，r表示发生过存储的原始文件中编码数据块的总数；

利用式Ⅳ计算发生过存储的热度阈值f(Z_t)，若H₁≥f(Z_t)则将原始文件定义为热文件，若H₁f(Z_t)则将原始文件定义为冷文件：

f(Z_t)＝(∏Z_t)^1/r (式Ⅳ)。

3.一种利用分组修复码进行多节点故障修复的方法，其特征在于，按照如权利要求1所述的分组修复码的构造方法将原始文件存储到分布式存储系统中的q个节点后，多节点故障修复包括以下几种情况：

(1)单节点故障修复方法：若高故障组内单数据块存入的节点故障，则利用组内未故障数据块和组编码块解码进行修复，若低故障组内单数据块存入的节点故障，则异或组内数据块和组编码块进行修复；

(2)多节点故障修复方法：若两个及以上编码块存入的节点故障，按照编码规则重新编码进行修复；若两个及以上数据块和编码块存入的节点混合故障，则先在组内修复后在全局修复。

4.如权利要求3所述的利用分组修复码进行多节点故障修复的方法，其特征在于，所述若两个及以上数据块和编码块存入的节点混合故障，则先在组内修复后在全局修复是指：

(1)判断每个数据组内数据块故障数目ε和未发生故障的组编码块数目若则数据分组内进行修复，若则等待进行全局修复；

(2)计算未故障的全局编码块与故障数据块所在分组的组编码块的数目之和，若小于剩余无法修复的数据块数目，则无法进行全局修复；反之，则利用未故障的全局编码块与故障数据块所在分组的组编码块进行修复剩余的故障数据块。