[发明专利]基于迭代矩阵的部分重复码的构造方法及节点修复方法

权利要求书

1.一种基于迭代矩阵的部分重复码的构造方法，其特征在于，该方法利用迭代矩阵构造重复度ρ＝2的FR码，具体包括如下步骤：

步骤1，将原始文件分为M个原始数据块，对其采用(θ,M)MDS码编码，M＝θ-1，得到θ个编码块；

步骤2，构造迭代矩阵A^m：将作为迭代的原始矩阵，构造迭代矩阵

步骤3，通过迭代矩阵A^m构造FR码：令迭代矩阵A^m中的第i行表示分布式存储系统中的第i个节点，第j列表示第j个编码块，若迭代矩阵A^m中第i行第j列的值为1，则将第j个编码块存储到分布式存储系统中的第i个节点中，依次类推，直至迭代矩阵被遍历，得到重复度ρ＝2的同构FR码；

步骤4，向迭代矩阵A^m中增加一列S_m+1，得到新的迭代矩阵A^m；其中，S_m+1是大小为m+1的列向量，S_m+1中只有两个元素为1，其余m-1个元素均为0；执行步骤3，得到重复度ρ＝2的存储容量异构FR码；

步骤5，删除迭代矩阵A^m中的任意一列得到新的迭代矩阵A^m；执行步骤3，得到重复度ρ＝2的存储容量异构FR码。

2.如权利要求1所述的基于迭代矩阵的部分重复码的构造方法，其特征在于，所述步骤2中，构造的迭代矩阵满足：

1)迭代矩阵A^m中任意不同的两行最多有一个相同的元素，m≥1；

2)迭代矩阵A^m的列重为2；

其中：A^m-1为A^m的上一级迭代矩阵。

3.一种基于迭代矩阵的部分重复码的构造方法，其特征在于，该方法利用迭代矩阵构造重复度ρ2的FR码，具体包括如下步骤：

步骤1，将原始文件分为M个原始数据块，M＝θ-1，对其采用(θ,M)MDS 码编码，得到θ个编码块；

步骤2，构造迭代矩阵A^m：将A¹作为迭代的原始矩阵，A¹是大小为ρ的全1列向量；构造迭代矩阵

步骤3，通过迭代矩阵A^m构造FR码：令迭代矩阵A^m中的第i行表示分布式存储系统中的第i个节点，第j列表示第j个编码块，若迭代矩阵A^m中第i行第j列的值为1，则将第j个编码块存储到分布式存储系统中的第i个节点上，依次类推，直至迭代矩阵被遍历，得到重复度ρ2的同构或异构FR码。

4.如权利要求3所述的基于迭代矩阵的部分重复码的构造方法，其特征在于，所述步骤2中，构造的迭代矩阵满足：

矩阵A^m的列重为ρ；

其中：A^m-1为A^m的上一级迭代矩阵，P_ρ+m-2是列重为ρ-1的ρ+m-2阶0-1矩阵。

5.如权利要求3所述的基于迭代矩阵的部分重复码的构造方法，其特征在于，所述步骤3中，当步骤2中的矩阵P_ρ+m-2的列为其0-1元素的全排列时，构造得到的是重复度ρ2的同构FR码；当矩阵P_ρ+m-2的列为其0-1元素的部分排列时，构造得到的是重复度ρ2的节点存储容量异构FR码。

6.一种故障节点修复方法，其特征在于，该方法利用权利要求1-4中任一项方法构造的FR码对待修复文件进行修复，包括如下步骤：

步骤1，判断故障为单点故障还是多点故障，若为单点故障则进入步骤2或者步骤3进行修复，若为多点故障则进入步骤3；

步骤2，单节点故障修复方法：当FR码中的单节点i故障，则对应于迭代矩阵A^m的第i行，找到迭代矩阵A^m的其余行中对应于第i行值为1处的列索引，然后依次从其余行中分别下载各列索引对应的编码块存入节点i，从而恢复故障节点i；

步骤3，设故障节点数目为l，如果lρ，进入步骤31；如果l≥ρ，执行步骤32；

步骤31，此时可实现故障节点的未编码精确修复；具体操作如下：分别对于每个故障节点采用步骤2的单节点故障的修复方法进行修复，直至所有故障节点修复完成；

步骤32，若FR码中的多个节点i₁,...,i_l故障，判断迭代矩阵A^m的剩余行中是否包含故障节点对应行i₁,...,i_l中的值为1处的所有列索引：是则可实现故障节点的未编码精确修复；具体操作如下：分别对于每个故障节点采用步骤2的单节点修复方法进行修复，直至所有故障节点修复完成；否则，即迭代矩阵A^m的剩余行中只包含部分列索引，则不能实现故障节点的未编码精确修复。