[发明专利]基于蚁群优化的纠删编码存储系统数据更新方法

权利要求书

1.一种基于蚁群优化的纠删编码存储系统数据更新方法，其特征在于，包括以下步骤：

数据增量收集阶段，如果有u个数据节点需要更新，则每个数据节点直接用新的数据块d′_i覆盖原始数据块d_i，同时计算数据增量Δd_i，并将数据增量Δd_i通过MACOUS算法传递到集合节点D₂；通过这种方式，第一阶段完成数据增量收集产生的数据传输量为u-1，本地读取次数为u，本地写入次数为u；u≤k；1≤i≤k；

校验块增量的分发阶段，基于收到的Δd_i，通过公式计算得到每个校验节点的增量，并通过MACOUS算法构造多目标更新树来分发给相应的校验节点；1≤j≤r；r为数据传输量；表示d_i到的p_j系数；每个校验节点将其原始校验块p_j通过公式p′_j＝Δp_j+p_j进行更新；

所述集合节点的选择过程包括：

1)对于每一个需要更新的数据节点D_i，计算其它每个需要更新的数据节点到此数据节点Di的延时，即数据增量收集阶段的延时，计算此数据节点D_i到每一个校验节点的延时，即校验块增量的分发阶段的延时；

2)将数据节点Di的数据增量的收集阶段的延时和校验块增量的分发阶段的延时进行累加求和，记为sum(i)；

3)从最小的sum(i)中选择延时最小的节点D(i)作为集合节点；

其中，所述MACOUS算法的具体实现过程包括：

A.将所有的蚂蚁分为m轮发放，每一轮的数量蚂蚁为k只；

B.将当前轮蚂蚁当前所处的位置赋值为i，判断是否收敛的布尔型变量设为converge，并初始化为false；初始化每条路径上的信息素τ；

C.计算当前节点i到目的节点d的距离D(i,d)；i∈V；V表示网络节点的集合；

D.对于每一轮中的每一只蚂蚁，若节点i到邻居节点j的链路带宽B(i，j)B_req且节点j没有被访问过，即不为空，则选择概率最大的节点j作为下一个要访问的节点，如果j不是目的节点，则返回步骤B；为与节点i相邻的且未访问过的节点的集合；B(i,j)表示节点i到节点j之间的带宽；B_req表示路由中需要满足的最小带宽；

E.当本轮所有的蚂蚁爬行结束后，记录每一轮中每一只蚂蚁的爬行路径，如果这只蚂蚁的终点是目的节点，则记录这只蚂蚁从源节点到目的节点的路径和时间，时间即为延时，如果这只蚂蚁的终点不是目的节点，则将蚂蚁在这条路径上的延时记为无穷大，更新每条路径上的信息素；

F.判断蚂蚁的爬行路径是否收敛，如果收敛则停止循环，输出该爬行路径，即最佳路径，以及最佳路径的延时；若不收敛，则返回步骤B。

2.根据权利要求1所述的基于蚁群优化的纠删编码存储系统数据更新方法，其特征在于，步骤C中，利用下式选择使概率最大的节点j作为下一个要访问的节点：

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为启发式因子的权重，是指时间t时从节点i到节点j的全局启发式因子，是指时间t时从节点i到节点s的全局启发式因子；τ_ij(t+1)＝(1-ρ)τ_ij(t)+Δτ_ij；k为轮回的次数，m为每次轮回蚂蚁的只数，α为信息素τ重要程度的参数；β为跳数重要程度的参数；λ为延时重要程度的参数；W_i表示处理延时和传输延时的和所占的权重；W_e表示传播延时所占的权重；D(j,d)表示节点j到目的节点d的距离；Δτ_ij表示从节点i到节点j上的信息素增量；τ_ij(t)是指t时刻蚂蚁在爬行之前路径(i,j)的信息素含量；τ_ij(t+1)指t+1时刻蚂蚁爬行完之后路径(i,j)上信息素的含量；τ_is(t)是指t时刻蚂蚁在爬行之前路径(i,s)的信息素含量；表示在一轮当中，路径(i,j)上第k只蚂蚁信息素的增量。