[发明专利]EVENODD码的编码方法及其解码方法

说明书

本发明涉及一种EVENODD码的编码方法及其解码方法，在获取到待构造EVENODD码并确定待构造EVENODD码的第一斜校验列和第二斜校验列后，在第一斜校验列的前2[k/2]个校验位异或上第一公共因子，并在第二斜校验列的前2(k‑1)个校验位异或上第二公共因子。基于此，通过在作为斜校验列的第一斜校验列和第二斜校验列上有选择性的异或公共因子，减少EVENODD码的编码复杂度，优化EVENODD码的更新复杂度。

技术领域

本发明涉及信息技术领域，特别是涉及一种EVENODD码的编码方法及其解码方法。

背景技术

随着大数据、云计算和物联网时代的来临，大容量存储设备、智能手机的广泛使用以及多媒体应用与社交网络的流行，互联网上众多领域(如天气预测、视频监控、健康医护、传感器、用户数据、图像以及视频等)都产生了海量的数据。由国际预测公司预测，全球数据总量将从2020年的44ZB增长到2025年的160ZB，具有巨大潜在价值的大数据成为新的矿产资源，正在极大的影响国家经济发展、社会治理和人民的生活方式。因此，以数据为中心、存储为中心已经成为众多企业、政府机构的重要发展趋势。随着计算机技术的不断发展，全球每年的数据量仍以指数级增长。面对如此庞大的数据海洋，传统的单机系统已远远不能满足存储的需求，寻找一种能高效且易于实现的存储技术成为亟待解决的问题。

分布式存储系统以网络技术为基础，通过将数据分散存储在大量廉价的商用硬件存储设备上，不仅成本低廉，而且拓展性好从而被广泛使用。例如谷歌的文件系统GFS(Google File System)和Hadoop中被广泛使用的存储系统HDFS(Hadoop DistributedStorage System)。但随着存储节点规模和数据规模的不断扩大，发生节点故障和数据丢失的概率也会随之增大，例如百度公司单个集群的节点数量在2014就超过了10000台，庞大的节点数量使得节点失效成为常态。因此如何有效的存储数据成为很多研究人员所面临的挑战，其中数据容错技术事大数据存储中不可忽视的关键技术。目前，常见的数据容错技术有两种：一种是多副本容错技术和纠删码容错技术。多副本容错技术的基本思想是为数据对象包含的数据块创建多个副本，并将多个副本放置在不同的节点中以最大化数据的可用性。多副本技术的优点是维护多个副本只需要额外的通信和存储开销，不需要任何计算，不占用服务器的CPU资源。但多副本技术的数据冗余度底，存储效率低。和多副本技术相比，纠删码容错技术具有更高的存储效率和可靠性。纠删码的基本思想是将数据对象包含的多个数据块通过编码方式生成多个编码快，并将数据块与编码块分别存储在不同的节点中以最大化数据可用性。纠删码技术能够通过调节数据块和冗余块的取值使系统在节约存储空间的同时，也能提供更高的容错能力，这种特性使得纠删码容错技术在分布式存储系统领域的一个热门研究方向。

在目前的主要纠删码存储系统中，编码方法一般采用MDS(Maximum DistanceSeparable code，极大距离可分码)码。MDS码可以达到存储空间的最优化，同时也满足MDS属性，即从n个编码块中任意取k个编码块都能解码出原始的数据块。这种编码技术在提供有效的网络存储编码中占有重要的地位，特别适合应用于存储大的文件以及方案的备份。MDS阵列码是一类在存储系统中常用的纠删码，这类码使用最少的冗余来提供容错能力，并且其编解码过程只需要用到简单的异或和循环移位运算，因此在近几年受到广大研究者的关注。但典型的MDS阵列码，如EVENODD码和RDP码。EVENODD码是一个二元阵列码，它将一个(p-1)*k的信息矩阵编码成一个(p-1)*(k+3)的编码矩阵，且保证任意的r≤3列失效时能从幸存的k+3-r列中的k列恢复出来，其中p是一个素数。