[发明专利]一种高可用云存储方法

摘要

本发明研究了一种通过Vandermonde矩阵对文件进行编码的冗余存储方法，存储时将编码后分割的多个数据块分散到多个存储服务节点上，利用chord环进行快速查找定位文件的数据块，最后通过对数据块解码合并进行读取。该方案能够实现一定程度的自主管理存储节点以及联合协作，从而能够为云存储系统提供高可用性、伸缩性、高存储利用率等特性。可以实现云存储资源利用率的提升，降低用户租用成本和应用的易扩展性。该方案可以应用于云计算和云存储领域。

主权项

一种高可用云存储方法，由用户端的云存储操作模块向云存储服务器端发送请求，云存储服务器端根据请求进行相应的数据存储、数据恢复或数据修改处理，在进行数据存储时，先将待存储的源数据文件分割成等大的数据分块，然后进行冗余编码，将编码生成的数据块分发并传送到云存储服务器的各存储节点进行存储；在进行数据恢复时，对云存储服务器存储节点的数据块进行检索，取回一定量的数据块，解码并合并后得到所需的数据文件，其特征在于：在进行数据修改处理时，将需要修改的数据块单独标记出，并进行冗余编码计算，最终将生成的与该数据块对应冗余数据块和该数据块本身单独分发到对应的存储节点存储，存储方法采用基于Chord环的资源定位方法实现编码生成的数据块在各存储节点上的分配存储和检索，其中，存储方法对分布式存储的节点以及文件的相关数据块构建了两个Chord环，通过Chord环来快速定位存储节点以及存储节点中的文件数据块，构建的两个Chord环包括主节点Chord和项目Chord，主节点Chord为存储节点加入系统时所在的初始Chord，其对应的哈希函数为HashM，项目Chord为为了定位一个文件分割编码后的多个数据块的存储位置而在存储节点的相关数据块之间构建的局部Chord，其对应的哈希函数为HashP；所述冗余编码的方法为：设源数据文件分割后形成的等大数据分块数量为k，k个数据分块组成的序列为F=，由Encoder（F）=CF计算出编码后的数据块序列Encoder（F）=，其中，m为冗余数据块的个数，编码矩阵，其中，I为单位矩阵，P为冗余项生成矩阵，即P*=；在进行数据恢复时，设定一个计数器，采用基于Chord环的资源定位方法对存储节点进行检索并取回数据块，每取回一个数据块便令计数器加1，当计数器的计数值等于源数据文件被分割后的数据分块个数时，停止检索；取回的数据块组成一个矩阵，其中k为数据块个数，z为数据块的数据长度；利用公式计算出源数据文件被分割后的数据分块组成的矩阵，将矩阵中的各数据分块合并即得到所需的数据文件，其中，为编码矩阵C中所对应的k行序列形成的矩阵的逆矩阵；在进行数据存储、数据恢复或数据修改处理时，利用公式验证数据的完整性。