[发明专利]一种基于最大生成树的纠删码失效节点重构路径选择方法

权利要求书

1.一种基于最大生成树的纠删码失效节点重构路径选择方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤1：选择中心节点；

步骤1.1：根据空闲节点的计算能力选择出中心节点；

选取磁盘I/O、CPU核数、主频、内存这四个决定性因素作为节点计算能力初始化公式的参数，将这四个因素用x₁～x₄表示，并分配相应的权重ω₁～ω₄，对其中更加重要的因素分配大权重，ω₁+ω₂+ω₃+ω₄＝1，每个节点N_i的计算能力初始化为：

步骤1.2：通过对比空闲节点计算能力大小，选择出计算能力最厉害的节点作为中心节点；

步骤2：根据选择的中心节点，选择供应节点；

步骤2.1：在中心节点选择完成后，确定向其传输数据的供应节点；

以N＝{N₀,N₁,N₂,...,N_n-r}表示中心节点与候选供应节点组成的集合，其中N₀表示中心节点，N₁,N₂,...,N_n-r表示候选供应节点，边集E＝{(N_i,N_j)|i,j＝0,1,2,...,n-r,i＜j}表示各个节点间的路径,权值代表节点间的用链路带宽大小，节点集N和边集E共同构成了节点间的网络带宽图G＝(N,E)；

步骤2.2：引入N′和E′，分别存放参与修复的供应节点和中心节点，以及之间的传输链路；

由于最大修复树要以N₀为根节点，因此初始时N′＝{0}，0表示节点N₀，E′＝Φ；为了便于在集合N′和N-N′之间选择权值最大的边，建立两个数组NODE和WEIGHT；NODE[i]表示N′中的一个节点，该节点和N-N′中的一个定点构成的边(i,NODE[i])具有最大的带宽；WEIGHT[i]表示边(i,NODE[i])的权值；初始时，由于N′的初值为{0}，因此NODE[i]的值为0，i＝1,2,...,n-r；而WEIGHT[i]为边(0，i)的权，i＝1,2,...,n-r；

步骤2.3：每一步扫描数组WEIGHT，在N-N′中找出与N′有最大带宽的节点，令其为k，并输出边(k,NODE[k])，然后修改数组NODE和WEIGHT，标记k已加入N′，直到N′中有d+1个节点结束，选择出d个供应节点；

步骤3：根据选择的供应节点，选择新生节点；

步骤3.1：选择存储修复数据的新生节点；

以P＝{P₀,P₁,P₂,...,P_s}表示中心节点与候选新生节点组成的集合，其中P₀表示中心节点，P₁,P₂,...,P_s表示候选供应节点，边集D＝{(P_i,P_j)|i,j＝0,1,2,...,s,i＜j}表示各个节点间的路径,权值代表节点间的用链路带宽大小，节点集P和边集D共同构成了节点间的网络带宽图G＝(P,D)；

步骤3.2：引入P′和D′，分别存放参与修复的新生节点和中心节点，以及之间的传输链路；

由于最大修复树要以P₀为根节点，因此初始时P′＝{0}，0表示节点P₀，D′＝Φ；为了便于在集合P′和P-P′之间选择权值最大的边，建立两个数组NODE′和WEIGHT′；NODE′[i]表示P′中的一个节点，该节点和P-P′中的一个定点构成的边(i,NODE′[i])具有最大的带宽；WEIGHT′[i]表示边(i,NODE′[i])的权值；初始时，由于P′的初值为{0}，因此NODE′[i]的值为0，i＝1,2,...,s；而WEIGHT′[i]为边(0，i)的权，i＝1,2,...,s；

步骤3.3：每一步扫描数组WEIGHT′，在P-P′中找出与P′有最大带宽的节点，令其为m，并输出边(m,NODE′[m])；然后修改数组NODE′和WEIGHT′，标记m已加入P′，直到P′中有r个节点结束，选择出r-1个新生节点；

步骤4：恢复数据；

步骤4.1：供应节点将数据传输到中心节点，中心节点根据失效数据，利用接收的数据，分别计算出r个节点失效数据；

步骤4.2：中心节点保留一份失效数据，并将剩余的r-1份失效数据分别发送到r-1个新生节点中，完成r个失效节点的修复。