[发明专利]一种基于网络编码的存储扩展方法

摘要

本发明公开了一种基于网络编码的存储扩展方法，包括：将存储扩展前的条带划分为多个扩展组，并进一步将每个扩展组划分为PG和DG；在DG内循环地依次从原节点中取数据块，得到一系列的数据集合；利用网络编码对每一个数据集合进行编码生成更新块，使用这些更新块对PG中的编码块进行本地更新或者异地更新；将编码块或者数据块传输至新增节点上，并保持扩展后数据块与编码块在所有节点上均匀放置；删除所有传输至新节点的数据块和编码块，并删除DG内所有的编码块。本发明在存储扩展时利用存储节点自身的计算资源对数据块进行编码并对部分编码块进行本地更新，减少了扩展带宽，提高了扩展速度，并在某些参数条件下达到最优存储扩展。

主权项

1.一种基于网络编码的存储扩展方法，其特征在于，包括：(1)划分扩展组的步骤：将存储扩展前的条带划分为多个扩展组，每个扩展组包含n(k+s)(n+s)个条带；进一步将每个扩展组划分为PG和DG，PG包含扩展组前nk(n+s)个条带，用于进行编码块的更新，DG包含扩展组剩余的ns(n+s)个条带，用于生成更新块；其中，n为原节点数，k为扩展前每个条带中包含的数据块的数量，s为根据存储扩展的容量和带宽需求新增的节点数；(2)计算更新块的步骤：对于每一个扩展组，在DG内循环地依次从原节点X1～Xn中取数据块，每次从一个节点上顺序地取s个数据块，得到一个包含s个数据块的集合Dw，1≤w≤nk(n+s)，用于更新PG内第w个条带中的编码块；基于范德蒙的RS编码的特性对集合Dw中的数据块进行线性编码，得到n‑k个更新块；n‑k个更新块中，更新块Δi,j,1≤i,j≤n由节点Xi生成、用于更新PG内第w个条带中位于节点Xj上的编码块，并且i＝(w‑1)modn+1，mod表示取模运算；n‑k个更新块中，包括更新块Δi,i，所述更新块Δi,i用于更新PG内第w个条带的第一个编码块；(3)更新编码块的步骤：对于每一个扩展组，利用由集合Dw编码得到的n‑k个更新块中的更新块Δi,i对对应的编码块进行本地更新，并将剩余的n‑k‑1个更新块传输至对应的节点，完成对对应编码块的更新；(4)均衡数据分布的步骤：对于每一个扩展组，依次传输集合Dp中的s个数据块至新增的s个节点Y1～Ys上，然后传输集合Dq中的s‑1个数据块以及利用集合Dq进行本地更新的编码块至新增的s个节点Y1～Ys上并使得传输的编码块在新增节点上循环地依次放置，得到扩展后的条带并且扩展后数据块与编码块在所有节点上均匀放置；其中，p＝1～nk(n‑s(n‑k‑1))，q＝nk(n‑s(n‑k‑1))+1～nk(n+s)，扩展后的第w个条带包括PG中的第w个更新后的条带以及集合Dw；(5)删除数据块和编码块的步骤：对于每一个扩展组，删除所有传输至新节点的数据块和编码块，并删除DG内所有的编码块。