[发明专利]分布式存储系统单点失效修复方法、电子设备与存储介质

说明书

本发明公开了一种分布式存储系统单点失效修复方法，包括：S1、将存储系统抽象化表示为网络拓扑带权全连通无向图，初始化编码解码算法；S2、使用种群初始化算法产生初始种群的可行个体；S3、判断代数是否到达设定值，如果是则得到当前网络状况下的最优带宽修复树集合，利用所述最优带宽修复树集合对失效节点进行修复，如果否则转步骤S4；S4、根据优化约束条件设定适应度函数，计算种群中个体的适应度；S5、设计选择算法，进行种群个体选择；S6、部分个体直接进入下一代；S7、部分个体进行交叉变异；S8、得到下一代种群，并转步骤S3。本发明还提供了相应的电子设备与存储介质。

技术领域

本发明属于分布式存储技术领域，更具体地，涉及一种分布式存储系统单点失效修复方法、电子设备与存储介质。

背景技术

大规模分布式存储系统中节点失效故障发生频率很高，商用存储方案一般会使用一定方法制造数据冗余来保证数据的完整可靠性，使得从某些节点发生故障起到数据在新生节点完成重构的过程中不丢失数据。

多副本技术(multi-replica)和采取编码制造冗余的纠删码技术(EC，ErasureCode)都是可以用来产生数据冗余的存储技术。其中，多副本存储技术实现简单，单存储空间利用率有限，导致该技术应对大规模数据存储场景时硬件成本极大增加。采用纠删码技术可以有效的解决这一问题，但传统的纠删码技术例如RS纠删码(Reed-Solomon code)在进行数据恢复过程中会带来较大的网络开销。因此目前一般使用再生码(Regenerationcode)等改进的编码方式优化网络数据传输量。基于再生码的失效节点修复过程由于新生节点可以完整下载全部所需修复数据块并进行修复计算的特性，使得可以构建优化修复树来完成再生码所需的数据下载传输并进行数据计算修复。一般使用再生码的存储系统的修复树构建需要考虑存储节点网络拓扑与网络状况并以此构建包含以新生节点为根，修复数据提供节点为枝叶的修复树，现有专利和文献大多使用近似局部最优的修复树构建方法求解该问题，在节点修复时间上未达到全局最优。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提出了一种分布式存储系统单点失效修复，基于遗传算法和再生码的分布式存储故障节点修复树的构建，该方案考虑了存储系统的网络拓扑结构和链路性能，设计了修复树的构造和择优条件。并在为此构建求解近似全局最优修复树的遗传算法的过程中，设计了算法相关的编码方式、适应度函数、交叉和变异算法，引入了最优瓶颈带宽的概念，以期达到构建最优瓶颈带宽最大的最优修复树，得到这一问题的近似全局最优解。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种分布式存储系统单点失效修复方法，包括：

S1、将存储系统抽象化表示为网络拓扑带权全连通无向图，初始化编码解码算法；

S2、使用种群初始化算法产生初始种群的可行个体；

S3、判断代数是否到达设定值，如果是则得到当前网络状况下的最优带宽修复树集合，利用所述最优带宽修复树集合对失效节点进行修复，如果否则转步骤S4；

S4、根据优化约束条件设定适应度函数，计算种群中个体的适应度；

S5、设计选择算法，进行种群个体选择；

S6、部分个体直接进入下一代；

S7、部分个体进行交叉变异；

S8、得到下一代种群，并转步骤S3。

本发明的一个实施例中，所述步骤S1包括：

将存储集群表示为网络拓扑带权全连通无向图G＝(V,E,W)，其中V标识图中节点、E标识图中的边、W标识边的权重；