[发明专利]分布式存储系统的数据同步修复方法及存储介质

摘要

一种分布式存储系统的数据同步修复方法，即一种用于分布式存储系统有节点失效时，以最小修复带宽对多个故障节点进行同步修复的方法。首先选择辅助节点并从中获得辅助数据子块，然后构造与待修复节点所存储的数据块相关的修复矩阵，最终通过将修复矩阵与辅助数据子块相乘重建丢失的数据块；或者通过解码的方式重建丢失的数据块。其中，待修复节点包括全部失效的系统节点，或者全部或部分失效的校验节点。本方法适用于在保证最小修复带宽下对多个失效节点进行同步修复，并且能够根据需求选择待修复节点，以尽可能的减小修复带宽。

主权项

1.一种分布式存储系统的数据同步修复方法,所述系统使用基于干扰消除的最小存储再生码C(n,k,d)对需要存储的数据进行编码，其中k表示将数据等分成k块，然后编码成n段数据块，分别用b₁,b₂,...,b_n表示，每段数据块包含α个子块，α＝d‑k+1，d为修复度，前k段数据块B＝[b₁,b₂,...,b_k]^T为系统块，剩下的m＝n‑k段数据块C＝[c₁,c₂,...,c_m]^T＝[b_k+1,b_k+2,...,b_n]^T为校验块，则C＝GB，G为编码矩阵，且每个编码子阵为p_ji是m×m矩阵P的元素，和分别是截取u_i和v_j的前α个元素组成的子向量，U＝[u₁,u₂,...,u_m]和V＝[v₁,v₂,...,v_m]皆为m×m可逆矩阵，其特征在于，所述数据同步修复方法包括如下步骤：步骤1：从辅助节点获取辅助数据子块：用N＝{N_i|i＝1,...,n}表示n个存储节点，有t₁个系统节点和t₂个校验节点失效，失效节点总数t＝t₁+t₂≥1，用和分别表示失效的所述系统节点和所述校验节点，然后从正常节点中选择所述辅助节点，定义实际修复的节点组成待修复节点列表，则所述待修复节点列表包括失效的t₁个所述系统节点，以及失效的t₂个所述校验节点中的全部或部分节点，优选的下面以修复全部t＝t₁+t₂个失效节点为例对所述数据同步修复方法进行描述，对于每个丢失的系统块b_i，每个所述辅助节点N_j对自己的数据块编码得由此得所述辅助数据子块组成的向量对于每个丢失的校验块c_i，每个所述辅助节点N_j对自己存储的数据块编码得由此得所述辅助数据子块组成的向量将所述辅助数据子块发送至再生节点；步骤2：构造与丢失的数据块相关的子修复矩阵：a)构造与丢失的系统块相关的子修复矩阵：构造α×(tα)矩阵：其中最后的t₂α列包含t₂个成上三角排列的构造α×(d‑t+1)矩阵：其右下角处是一个(α‑t₂)×(α‑t₂)的单位阵,b)构造与丢失的校验块相关的子修复矩阵：构造α×d矩阵Ψ_i：等号右侧由两部分组成，左边中括号中矩阵的最后α‑1列由两个单位矩阵组成，右边中括号中的矩阵左上角是一个k×k维单位矩阵，其余的元素全部为0，利用Ψ_i构造与c_i对应的子修复矩阵：对每一个j∈J_i，计算其中ψ_ij表示Ψ_i的第j列，J_i＝{j|j＝1,...,t₁,k+1,...,k+t₂‑1}表示Ψ_i中与除了c_i以外的丢失块对应的列的编号，然后令将Ψ_i去掉编号为J_i的列后剩余的部分用表示；步骤3：构造修复矩阵并对丢失数据块进行重建：将步骤2中得到的子修复矩阵组合，得：令则修复矩阵为：R＝Ξ^‑1Θ，然后将所述修复矩阵与所述辅助数据子块相乘即可重建出丢失的数据块。